關(guān)于農(nóng)業(yè)科研單位試驗田建設(shè)的思考

張英惠 王 綱 馬永鑫

（吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林 長春 130000）

根據(jù)《“十四五”農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化重大工程建設(shè)總體規(guī)劃》和相關(guān)專項建設(shè)規(guī)劃，依據(jù)《全國高標準農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃（2021—2030年）》，支持建設(shè)相關(guān)農(nóng)業(yè)科研、生產(chǎn)等條件設(shè)施，以確保農(nóng)業(yè)科研條件能力布局更加合理、功能定位更加精準，為加快建設(shè)農(nóng)業(yè)科技強國提供堅實的保障。

吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院是省政府直屬的以應(yīng)用研究為主，兼顧應(yīng)用基礎(chǔ)研究和公益性科技工作的綜合性農(nóng)業(yè)科研機構(gòu)，主要任務(wù)是圍繞全省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展需求，開展農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化。作為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新國際戰(zhàn)略博弈的主要戰(zhàn)場，近十年來，吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院（以下簡稱我院）共獲得各類科技成果1499項。收集保存玉米、水稻、大豆、雜糧雜豆、特色蔬菜、抗寒果樹、動物、微生物、牧草等各類種質(zhì)資源75656份。

多年來，在國家及省有關(guān)部門的大力支持下，我院得到了長足發(fā)展，科技創(chuàng)新能力在全國省級農(nóng)科院中位于前列，與中國農(nóng)科院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等國家級科研機構(gòu)聯(lián)合緊密。2022年6月29 日，省委副書記、省長韓俊就推進“千億斤糧食”工程建設(shè)到省農(nóng)科院調(diào)研，并在會上強調(diào)，按照省委、省政府部署，高效推進高標準農(nóng)田建設(shè)，促進吉林省黑土地質(zhì)量與國家糧食安全整體提升，夯實現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)，堅決扛穩(wěn)維護國家糧食安全重任。

試驗田是我院最基礎(chǔ)的科技條件，更是支撐我院科技創(chuàng)新的重要構(gòu)成要素。試驗地建設(shè)直接影響著實驗結(jié)果的客觀性和準確性。院試驗田總占地總面積817.4公頃，其中，公主嶺院區(qū)占地面積552公頃；長春院區(qū)16.8公頃；洮南試驗站132公頃；海南科學(xué)實驗基地73.2公頃；范家屯試驗地43.4公頃。

1.試驗田總體情況及現(xiàn)狀

隨著科技的飛速發(fā)展，科學(xué)實驗精準性要求的不斷提高，我院試驗地標準化建設(shè)步伐明顯滯后，如土地平整度不夠、土壤板結(jié)嚴重、地力貧瘠不一、田間灌排及電力設(shè)施弱化、抵御自然災(zāi)害能力不足。諸多種種，影響著綜合科技創(chuàng)新能力的進一步提升。

通過試驗田地力提升，實現(xiàn)試驗田“地平整、肥均一、旱能灌、澇能排、林成網(wǎng)”，既能顯著增強試驗地防災(zāi)減災(zāi)、抗御風(fēng)險的能力，也可方便農(nóng)機作業(yè)和科學(xué)研究，大幅度提高科研效率。

2.功能區(qū)域劃分

根據(jù)功能需求，目前我院試驗田共劃分為10個功能區(qū)域。具體如下：

2.1 農(nóng)作物育種區(qū)。農(nóng)作物優(yōu)良品種是農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的核心要素，是種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的命脈。按照“加強基礎(chǔ)研究、突破前沿技術(shù)、創(chuàng)制重大品種、引領(lǐng)現(xiàn)代種業(yè)”的總體思路，以玉米、水稻、大豆、高粱、谷子、食用豆、花生等各類農(nóng)作物為對象，重點培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、綠色高效的農(nóng)作物新品種。

2.2 生物技術(shù)育種區(qū)。開展適用于東北生態(tài)區(qū)推廣種植的轉(zhuǎn)基因玉米、大豆新品系（品種）的環(huán)境安全評價、目標性狀鑒定、品種展示與示范、產(chǎn)業(yè)化后抗性治理等研究和試驗，規(guī)范生物育種研究安全評價技術(shù)體系，強化生物安全風(fēng)險防控，為建立健全生物育種及其為有序推進我國生物育種產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供支撐。

2.3 農(nóng)作物DUS測試區(qū)。承接來自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心及育種工作者委托的農(nóng)業(yè)植物新品種DUS測試任務(wù)，依據(jù)各作物的測試指南技術(shù)標準，開展包括玉米、水稻、大豆、高粱、谷子、綠豆、花生、甜菜等各類作物在內(nèi)的田間種植試驗和性狀測試工作，為申請審定、登記和品種權(quán)保護的植物新品種提供數(shù)據(jù)支持，也為品種管理部門提供技術(shù)支撐。

2.4 黑土地保護與利用研究區(qū)。主要開展國家黑土肥力與肥料效益長期定位監(jiān)測試驗、有機無機肥配施試驗和玉米大豆輪作試驗，研究與黑土肥地、土壤質(zhì)量等演變規(guī)律有關(guān)的內(nèi)容。

2.5農(nóng)作物栽培技術(shù)研究區(qū)。主要開展各類栽培技術(shù)對玉米、大豆等各類作物生長發(fā)育、產(chǎn)量影響的研究；開展免耕、翻耕、少耕及常規(guī)耕作4種模式的定位監(jiān)測等研究工作。

2.6 肥力肥料試驗區(qū)。主要包括養(yǎng)分優(yōu)化管理長期定位基地、高效用水試驗圃場和秸稈還田長期定位試驗基地。主要開展了有機肥替代部分化肥調(diào)控機制、玉米—大豆輪作養(yǎng)分調(diào)控技術(shù)和秸稈養(yǎng)分與化肥養(yǎng)分高效利用機制研究；圍繞玉米秸稈直接還田、玉米秸稈不同肥料化還田以及不同種類畜禽糞便還田對土壤—作物系統(tǒng)的影響開展研究。

2.7 植物保護試驗區(qū)。主要開展農(nóng)作物病蟲害防治研究。采取化學(xué)防治和生物防治等方式，篩選出高效低毒化學(xué)藥劑和多種病蟲害的生物防治方法，明確白僵菌、寄生蜂等對作物病蟲害生物防治機理，并創(chuàng)制種衣劑、可乳化粉劑、可濕性粉劑、農(nóng)藥增效劑等用于病蟲害的防治的新劑型配方和助劑。同時，承擔(dān)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)作物抗性品種篩選試驗及各類示范試驗。

2.8 水稻綜合試驗區(qū)。承擔(dān)國家和省級資源鑒定任務(wù)，開展資源保存與鑒定工作；承擔(dān)國家級、省級和聯(lián)合體區(qū)域試驗，展示和鑒評新品種；開展重要育種材料選育和品種的擴繁工作；開展水稻優(yōu)質(zhì)高效栽培、稻草還田、輕簡栽培、新品種配套等各類栽培技術(shù)研究。

2.9 果樹綜合試驗區(qū)。保存國家抗寒果樹種質(zhì)資源1530份，同時開展資源鑒定、評價與利用工作；開展蘋果、梨、李杏、葡萄、草莓、觀賞果樹和花卉等雜交育種與雜交苗的定植，以及篩選優(yōu)系的擴繁示范工作；開展蘋果、梨、李、葡萄等果樹不同樹形試驗研究、栽培基質(zhì)試驗、肥水試驗、抗寒性鑒定試驗和主要病蟲害防治等研究。

2.10 經(jīng)濟作物綜合試驗區(qū)。開展油莎豆、馬鈴薯、甘薯、麻類、甜菜、菜豆、秋葵、蘆筍、瓜類、中藥材和食用菌等經(jīng)濟植物在露地和設(shè)施條件下的材料繁育與創(chuàng)新、品種選育和栽培植保試驗，以及吉林省特色植物資源的保存工作。

3.發(fā)展方向和總體目標

3.1 發(fā)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟社會發(fā)展加速融合，新一代生物技術(shù)、人工智能、信息大數(shù)據(jù)、新材料等多學(xué)科不斷向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域滲透。農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力條件建設(shè)需要依靠綜合性、大體量、高精尖的基礎(chǔ)支撐。農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為生物育種的重要方面，也是迄今為止全球發(fā)展速度最快、應(yīng)用范圍最廣、產(chǎn)業(yè)影響最大的現(xiàn)代生物技術(shù)。

2022年6月，國家印發(fā)了《國家級轉(zhuǎn)基因大豆玉米品種審定標準的通知》，并已經(jīng)開展了轉(zhuǎn)基因大豆、玉米等品種的區(qū)域試驗工作，預(yù)示著我國生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用又邁出重要一步。吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院八號試驗地位于長春市公主嶺市，總面積69.29公頃，主要開展轉(zhuǎn)基因作物的安全評價、試驗轉(zhuǎn)基因作物品種的培育、轉(zhuǎn)基因作物品種的區(qū)域試驗鑒定以及轉(zhuǎn)基因作物品種制種等。

參照轉(zhuǎn)基因試驗田功能需求及標準，現(xiàn)我院主要建設(shè)包括土地平整工程、土壤改良工程、灌溉與排水工程、數(shù)字農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)田輸配電工程等五個方面，以期將試驗地建設(shè)成為田塊平整、集中連片、設(shè)施完善、節(jié)水高效、農(nóng)電配套、宜機作業(yè)、土壤肥沃，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應(yīng)的旱澇保收、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的試驗地。

3.2 總體目標。力爭到2025年建成水電設(shè)施配套完善、田塊平整成形、生態(tài)綠化觀賞與防護性強，耕地質(zhì)量和地力等級顯著提升的轉(zhuǎn)基因科研試驗田。使我院的科技服務(wù)能力得到加強，生態(tài)修復(fù)能力得到提升。

4.建設(shè)原則和內(nèi)容

4.1 建設(shè)原則。結(jié)合公主嶺市當(dāng)?shù)刈匀粭l件，因地制宜，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，科學(xué)統(tǒng)籌高標準試驗田的各項建設(shè)內(nèi)容。在梳理和分析了現(xiàn)狀情況的基礎(chǔ)上，重點圍繞我院公主嶺院區(qū)試驗地在土地平整工程、土壤改良工程、灌溉與排水工程、數(shù)字農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)田輸配電工程等方面加大建設(shè)力度，并高質(zhì)量、高水平地完成。

4.2 建設(shè)內(nèi)容。我院公主嶺院區(qū)提升建設(shè)主要包括土地平整工程、土壤改良工程、灌溉與排水工程、數(shù)字農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)田輸配電工程等五個方面，以八號試驗地作為典型設(shè)計，具體如下：

4.2.1 土地平整工程：對試驗地全域面積69.29公頃耕地進行土地平整；

4.2.2 土壤改良工程：對試驗地全域面積69.29公頃耕地進行秸稈堆漚肥制作及撒施；

4.2.3 灌溉與排水工程：安裝變頻柜、遙控空氣開關(guān)、卡片式超聲波流量計、液位變送器等首部設(shè)備，埋設(shè)管道，安裝出水口保護及保護裝置，安裝無線遠傳電磁閥；安裝涂塑管，鋪設(shè)滴灌帶；修建排水井；修建蓄水池；修建生態(tài)護坡排溝；

4.2.4 數(shù)字農(nóng)業(yè)工程：建設(shè)綜合控制中心，安裝智能化土壤墑情監(jiān)測儀、可視化監(jiān)控、無線遠程自動氣象站、遠程拍照式蟲情測報燈、智能遠程拍照式孢子捕捉儀、頻振生物殺蟲燈、氣象站LED顯示屏；

4.2.5 農(nóng)田輸配電工程：為試驗地內(nèi)的水源井配電。新建架空線路、埋設(shè)電纜及變壓器。

4.3 工程設(shè)計

4.3.1 土地平整工程

4.3.1.1土地平整規(guī)劃。根據(jù)八號試驗地實際情況，此次將對3個田塊進行土地平整。每個田塊長度660m，寬度在220～300m之間，每個平整單元的設(shè)計高程一致，并保證設(shè)計高差在±3cm以內(nèi)。

4.3.1.2土地平整要求及步驟。對不規(guī)整試驗田、低洼地段、周邊建筑地基及石頭瓦塊進行挖掘篩選平整處理。平整后，耕作層厚度應(yīng)達到30cm以上，有效土層厚度應(yīng)達到60cm以上，土壤理化指標應(yīng)滿足作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)要求。

4.3.2 土壤改良工程。根據(jù)八號試驗地現(xiàn)狀土耕地監(jiān)測所知，施用秸稈堆漚肥面積69.29公頃，共制作秸稈堆漚肥1039m3，該肥料每畝用量1m3。

秸稈堆漚肥是有機肥料的一種，是利用當(dāng)?shù)匦笄菁S便和秸稈資源堆漚或利用純畜禽糞便堆漚的農(nóng)家肥。具體操作為先把秸稈粉碎成3cm以內(nèi)的碎塊，按秸稈5份、畜禽糞便5份的比例充分混拌均勻（比例可根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)整），然后撒一層拌土的秸稈腐熟劑，肥堆的高度以1.5m至2m為宜，用泥土（3-4cm）或塑料布把肥堆封好；純畜禽糞便直接堆漚即可。發(fā)酵期（15-20天）后施用于試驗田。

4.3.3 灌溉與排水工程

4.3.3.1灌溉工程。八號試驗地面積69.29公頃，分為三個田塊，灌溉方式采用噴灌、滴灌。

其中1#田塊面積18.11公頃，采用滴灌灌溉方式；2#田塊面積16.74公頃，采用半固定式灌溉方式，配備噴灌機2臺；3#田塊面積34.44公頃，采用全移動式噴灌方式，配備噴灌機。

4.3.3.2排水工程。結(jié)合八號試驗地的田間道路和試驗地壟向，修建生態(tài)護坡排溝（見圖1）4.98km，排溝末端修建排水井1座。

圖1 生態(tài)護坡圖

建成后，灌溉保證率達到50%以上，排澇標準達到10年一遇，農(nóng)田防洪標準達到20年一遇，田間工程配套率達到80%以上，灌溉水利用效率和水分產(chǎn)出率明顯提高。

4.3.4 數(shù)字農(nóng)業(yè)工程

農(nóng)業(yè)數(shù)字化工程建設(shè)主要包括綜合控制中心、田間監(jiān)測設(shè)備、現(xiàn)代農(nóng)機裝備三個部分。

4.3.4.1綜合控制中心。為實時監(jiān)控耕地質(zhì)量，在院區(qū)內(nèi)建設(shè)綜合控制中心1處，控制中心與院內(nèi)地下水位監(jiān)測設(shè)備、田間灌溉設(shè)備設(shè)施、智能化土壤墑情監(jiān)測儀、病蟲害可視化監(jiān)測站、無線遠程自動氣象監(jiān)測站、物聯(lián)網(wǎng)遠程拍照式蟲情測報燈等設(shè)備設(shè)施相輔相成，全面實時的掌握田間農(nóng)事信息、土壤墑情、土壤肥力、地下水位動態(tài)及病蟲害情況，實現(xiàn)智能灌溉、病蟲綜合治理。

4.3.4.2田間監(jiān)測設(shè)備。田間監(jiān)測設(shè)備主要包括智能化土壤墑情監(jiān)測儀8臺套、可視化監(jiān)控10臺套、無線遠程自動氣象站1臺套、遠程拍照式蟲情測報燈1臺套、智能遠程拍照式孢子捕捉儀1臺套、頻振生物殺蟲燈8臺套、氣象站LED顯示屏1套。

4.3.4.3現(xiàn)代農(nóng)機裝備?，F(xiàn)代農(nóng)機裝備主要包括卷盤式噴灌機4臺、農(nóng)業(yè)植保機2臺、農(nóng)用四輪拖拉機2臺、播種施肥一體機1臺、耕整一體機1臺、小型手動播種機2臺、農(nóng)用三輪車2臺。同時，安裝試驗區(qū)宣傳牌5個。

4.3.5 農(nóng)田輸配電工程

為試驗地內(nèi)的5座水源井配電。

4.3.5.1八號試驗地15kW潛水泵5臺、設(shè)備總功率75kW，變壓器總?cè)萘?80kVA；

4.3.5.2新建JKLGYJ-10kV-70mm2型架空線路750m；新建10kV線路采用Φ190×12m鋼筋混凝土水泥桿16基。T接入點1處安裝跌落式斷路器、避雷器及接地體；

4.3.5.3新建鋁芯聚乙烯護套鋼帶鎧YJLV22-0.6/1kV-4×35型電纜埋設(shè)線路1662m；

4.3.5.4新建雙桿H型變壓器臺1座。變壓器采S13-10/0.4-100kVA變壓器1臺套。

5.投資測算

依據(jù)八號試驗地投資為1480萬元，測算平均投資為21.40萬元/公頃，公主嶺院區(qū)目前試驗田共計303.50公頃，由此公主嶺院區(qū)總投資為6495萬元。