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你听过“智能滴灌”吗?这可是国家林业局重点推广林业科技成果

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-08-03  浏览次数:204
导读:水资源的短缺是一直困扰世界人民的重大问题,缺水是各国共同面对的挑战,而且随着时间的推移,这个问题将越来越严峻。在严重缺水

水资源的短缺是一直困扰世界人民的重大问题,缺水是各国共同面对的挑战,而且随着时间的推移,这个问题将越来越严峻。在严重缺水的形势下,如何发展以水为生命线的农林业?这时候“智能滴灌”技术应运而生。


中国林业科学研究院研究员兰再平带领团队通过引进、消化、吸收、创新、实践,探索出适合我国不同立地条件的智能滴灌技术,在北京、内蒙古、河北、山东等省区市推广应用,示范区面积超过1.7万亩,取得了很好的经济、社会和环境效益,为节水型现代林业发展,提供了坚实的技术支撑。


一、引进、消化、吸收
发展高效节水灌溉技术是未来林业行业的主攻方向,也是全球缺水的严峻形势给林业提出的新课题。
据兰再平研究员介绍,目前,我国的人均水资源占有量只是世界人均值的1/4, 被联合国粮农组织列为世界13个贫水国之一。近年来,随着城镇化加速发展,我国耕地减少、水资源匮乏等资源环境约束问题日益突显。同时,农林业生产中大水漫灌、过量施肥现象在很多地方还比较普遍,水肥利用率较低。水资源短缺、化肥污染,成为制约我国农林业乃至国民经济和社会发展的瓶颈。从2013年到2017年,中央一号文件连续5年都提出,要大力发展高效节水灌溉。


正是在这样的大背景下,自2009年起,兰再平研究员率领研究团队,通过实施国家“948”项目,即引进国际先进的林业科学技术项目“速生丰产林自动化节水灌溉与高效栽培管理技术”,引进了美国绿木源公司杨树速生丰产林节水灌溉与高效栽培技术,根据我国不同立地条件,进行本土化创新研究,初步探索和总结出一套适合我国北方地区应用的杨树速生丰产林自动化滴灌栽培技术成果——“北方沙地杨树速生丰产林自动化滴灌栽培技术”。这项科技成果由于具备自动控制灌溉功能,被人们称为“智能滴灌技术”。
2013年12月,这项技术通过国家林业局科技司组织的科技成果鉴定, 2014年被收录入“国家林业科技推广成果库”,作为国家林业局重点推广的林业科技成果,并入选国家林业局2016年重点推广林业科技成果100项。


二、创新、融合、发展
在北京市大兴区永定河故道沙地滴灌栽培的杨树人工林,应用智能滴灌技术成果可以实现单次灌溉比常规灌溉节水84.4%-95.6%;生产1立方米杨木蓄积量比常规栽培节水74.79%;可以实现比常规施肥节省化肥施用量30%以上;杨树人工林蓄积生长量比常规栽培提高1倍以上;节省劳动力成本50%以上。
这就是智能滴灌带来的效率。而这项技术与一般滴灌技术的最大区别之一,就是具备一套像人脑一样的“智能中枢”。研究人员利用互联网、物联网和云计算等现代信息技术,对滴灌系统进行现场和远程智能化管理,可以对滴灌林地的气象因子、土壤环境因子(土壤湿度、土壤温度、土壤电导率等)进行自动监测,将采集到的环境因子数据作为制定科学灌溉与施肥制度的依据。智能控制系统取代了许多常规管理下由人工完成的繁琐工作,实现了植物需要何时浇水就能何时浇水(施肥),植物需要多少水(肥),就能提供多少,灌溉效能和节约水(肥)效果非常显著。


三、用材林培育
兰再平研究员说,这项技术虽然自动化程度高,但安装使用并不复杂,在专业技术人员的指导下,就能够完成自动化地面滴灌系统的设计、安装、运行与维护。
在河流故道沙地上用杨树小插条扦插造林,如果有地表滴灌条件,成活率就能达到98%。
这项技术还有许多优势,如:以杨树速生丰产林蒸散量为依据的滴灌灌溉制度,在整个生长季内,可以对杨树速生丰产林实现每周精准灌溉;以杨树对氮、磷、钾营养元素的吸收量为依据的滴灌施肥制度,在整个生长季内,可以对杨树速生丰产林实现每周精细施肥。


四、推广、应用、支撑
林业智能滴灌技术填补了我国滴灌栽培杨树速生丰产林的技术空白,具有创新性,达到了国际同类技术的先进水平。目前,这项研究成果已走出实验地,在北京、内蒙古、河北、山东等省市推广,应用面积超过1.7万亩。实践证明,这项技术具有巨大的发展潜力,正在成为节水型现代林业的重要支撑。
要将一项好的研究成果带到实践中,是一件很困难的事。耳听为虚,眼见为实。要让人们接受一项新生事物,不仅要花大气力让人们认识了解,还要让人们真正看到实效。因此,在推广这项智能滴灌技术时,兰再平率领研究团队“两条腿”走路,一方面,在各种媒体上广泛宣传,利用会议、培训和到地方指导工作等机会,对科技成果进行讲解,使这项节水、节肥、高效、环保的现代林业技术为更多的人所知道。另一方面,通过国家林业局林业科技成果推广项目和科技部农业科技成果转化资金项目等,建立示范区,同时与地方政府及事业单位合作进行科技成果的推广与转化,与企业合作,通过给企业提供科技支撑的方式,促进科技成果转化,目前在北京、内蒙古、河北、山东等地建立林业智能滴灌技术推广示范区,累计面积已超过1.7万亩。
林业智能滴灌技术研发团队还针对各示范区的环境特点、林木种类和培育目标,指导和培训各级技术人员全面掌握科技成果的技术要点,累计培训人员3000余人次,为林业智能滴灌技术落地生根奠定了人才基础。


五、生态修复
目前,林业智能滴灌技术已经在生态修复、生态景观与城市园林养护、用材林培育、经济林培育、绿化大苗培育、种质资源保存等领域得到应用,涉及杨树、刺槐、楸树、国槐、榆树、柳树银杏栾树、悬铃木、白蜡、油松、樟子松、云杉、圆柏、侧柏等用材林和防护林树种20多个;海棠、碧桃、黄栌、丁香、榆叶梅月季、忍冬、接骨木、卫矛等园林景观树种20多个;苹果、梨、桃、枣、樱桃、核桃、板栗、枸杞、文冠果、龙脑香樟等经济林树种10多个。
在内蒙古包头市大青山智能滴灌示范区,智能滴灌条件下的樟子松幼林年树高生长量达到了40 -50厘米,比常规灌溉管理下的高出1倍以上,而且可以在10年内形成樟子松森林植被,而常规灌溉管理的则需要20年以上。
在北京市大兴区永定河故道沙地平原绿化生态景观林智能滴灌示范区,利用智能滴灌系统对370亩林地灌溉一次,只需要1人1井,连续灌溉3-4天即可完成,而采用常规沟灌一次则需要16人同时启用4口井,连续灌溉7天才可完成。在同一区域,智能滴灌栽培的107杨人工林,6年生林分树高和胸径分别达到了17.8厘米和19.15米,蓄积量达到了每公顷116.68立方米, 比当地常规灌溉栽培的杨树人工林生长量高出1倍以上。
在陕西省千阳县智能滴灌栽培的矮化密植苹果园,定植后第5年产量就达到了每亩4000公斤,比当地常规栽培的苹果园产量提高了20%左右;该果园生产的苹果着色均匀,可溶性固形物含量比常规栽培的果园高1%-2%。


六、绿化大苗培育
在内蒙古包头市九原区智能滴灌培育的榆树大苗,2.5年生苗木树高可达5米以上,米径可达4厘米以上,比当地常规育苗的生长量高出50%以上。滴灌栽培的榆树苗,预期4年生时,可达到绿化工程苗标准(米径≥8厘米),而常规育苗则需要6年以上才能达到工程苗标准。
林业智能滴灌技术可应用于林木种质资源保存,为来自不同气候区和土壤条件下的异地保存林木种质体,提供适宜的水肥条件,使种质资源保存库中的各类木本植物能够正常生长和发育,从而最大限度地发挥其林木种质资源异地保存和育种基因库的功能。
展望未来,前景广阔。兰再平研究员率领他的研究团队仍然继续在林业智能滴灌领域中钻研和探索,为使这项现代化林业技术在我国林业创新和发展中发挥更大作用而不断努力着。

 
 
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