筛选优质品种，黄土旱塬走出节水增粮路
陇鉴系列品种的推广，使庆阳老区小麦单产由20世纪90年代的167千克/亩提高到目前的240千克/亩，提高43.7%，并辐射到宁夏南部、陕西北部地区。
◎本报记者 颉满斌 实习生 王 萌
初秋时节，甘肃省农科院镇原旱农实验站内，万物生长，鸟语花香，绿意盎然。
今年，这里迎来了建站的第50个年头。“我们先后选育出抗旱丰产优质冬小麦新品种18个，攻克了6项抗旱节水增粮关键技术，走出了一条旱作节水增粮之路。”站在翠绿的玉米试验基地内，甘肃省农科院副院长樊廷录向记者细数着实验站50年来的创新成果。
如今，这里挂上了国家农业科学观测实验站、国家农作物区域试验站、国家玉米产业技术体系的牌子，吸引着全国各地的专家开展旱作节水农业、作物绿色丰产、土壤改良、冬小麦抗旱育种等领域的观摩研讨活动。专家们纷纷在这里推广典型经验，共商旱农未来。
突破抗旱优质小麦选育与应用的短板
小麦一直是老区人民口粮安全的基础，也曾经是“陇东粮仓”的主体。
甘肃省农科院研究员、小麦育种专家李兴茂介绍，试验站把抗旱种质资源创新及新品种选育作为长期目标，先后收集、保存国内外优异种质资源3000多份，选育出的陇鉴牌系列冬小麦品种入选新中国成立五十年地标工程。
据了解，历时13年选育的陇鉴196抵御了20世纪80—90年代小麦条锈病和干旱的威胁，推广面积占甘肃省冬小麦播种面积的25%，增产幅度在11%—13%之间；陇鉴127以优质抗锈能力提升了冬小麦优质化水平，其制成的鲜切面条评分达到88.8分，累计推广536万亩，增产幅度在9%—17%之间。陇鉴系列品种的推广，使庆阳老区小麦单产由20世纪90年代的167千克/亩提高到目前的240千克/亩，提高43.7%，并辐射到宁夏南部、陕西北部地区。
“随着粮食产量的提高，口粮供给得到满足，优质强筋小麦的需求量相应增加。可是，优质的种质资源及品种都比较缺乏。”樊廷录说，2004年，试验站引进了美国红芒硬质小麦种质38份，并在其中鉴定出抗旱强筋种质2份。他们将鉴定出的抗旱强筋种质与自育品种陇鉴386杂交，经后代优质谷蛋白基因分子标记辅助选择，历时16年选育出白粒大穗陇鉴115和红粒硬质陇鉴117两个新品种。这两个新品种的小麦籽粒粗蛋白含量达13%—15%，籽粒容重超过800克/升，显著高于国家优质强筋麦标准，填补了我国北方冬小麦区强筋麦品种短缺的空白。
2019年至2022年，在陇东旱塬冻旱交替灾害的情况下，这两个品种的小麦仍然实现了350—420千克/亩的高产水平，其水分利用效率达到0.9—1.2千克/毫米·亩（即每消耗1毫米水分，亩生产0.9—1.2公斤粮食）。目前，这两个品种的小麦正在甘肃、宁夏等地试点应用。
夯实节水增粮增效的科学根基
水是农业发展的命脉，更是旱地农业生产最大的制约因素。随着温度增加和降雨减少，暖干化气候日益加剧，旱作区缺水形势愈加严峻。
“如果弄清楚旱地农田降水、土壤水分变化、作物耗水三者的平衡关系，并建立一种应对干旱变化的适水种植结构，即选择适宜作物和品种，培育和营造土壤水库，合理配套旱作覆盖农业技术，就可实现主动抗旱、以水抗旱、稳产丰产。”樊廷录表示。
30多年来，樊廷录组织开展了旱地农田水分平衡与转化机制、覆盖集雨种植、作物生产潜力等方面的研究，明确了农田中三分之二的降雨是被蒸发和径流损失，而作物蒸腾的耗水仅占三分之一，这一研究成果，为实施以水抗旱的覆盖集雨农业和节水增粮提供了支撑。
20世纪90年代，西北地区连续干旱。面对旱灾的严重威胁，试验站以村庄、道路径流收集利用为核心，研究提出了果树、蔬菜和作物关键需水期旱后供水生长的补偿或超补偿效应，组织实施了以径流收集、水窖建设和膜下滴管为主的果园和蔬菜、地膜玉米关键期补灌等集雨高效农业。
在樊廷录看来，高效利用蓄保的雨水生产出更多的粮食，提高水分利用效率，才是旱作节水的核心。长期从事旱作生理生态研究的樊廷录，通过大量的田间试验明确了旱作作物产量、耗水量、水分利用效率之间的协调增进关系。他通过遗传改良和栽培技术优化，将田间耗水量中的蒸发损耗转化为蒸腾耗水，生产出更多的作物，明确了农艺措施投入应以提高水分利用效率为目标，实现了水分的可持续利用。
从2011年开始，他作为国家玉米产业技术体系专家，带领团队开展了大量调研，得出结论认为，种植密度低是旱地玉米低产和水分利用效率不高的主要原因。
攻克各种作物增产的关键技术
随着农业结构的战略性调整，蔬菜果树等经济作物面积不断扩大，并向水资源富集区集中；粮食作物种植面积不断压缩，并向旱作区转移。抗旱增粮，成为了实验站的科研使命。
实验站科研人员经过大量研究与示范，攻克了夏休闲期覆盖土壤水库扩蓄增容、冬春闲期覆盖保墒、覆盖集雨种植三项藏粮于水、藏水于技的关键技术，为旱地粮食增产高产奠定了水分基础。
同时，樊廷录率领团队研究提出的旱地冬小麦周年覆膜穴播技术，让小麦亩产连续10年稳定到300千克以上，玉米平均亩产迈上了860千克台阶。全膜双垄沟密植后，MC703、强盛338、先玉335等品种机收产量达到了吨粮田标准，创造了旱地地膜玉米水分利用效率3.64千克/毫米·亩的世界纪录。
近10年，樊廷录率领团队加强与农机装备、地膜制造企业合作，研发出全膜双垄沟覆膜、施肥、穴播的播种机，实现了机艺一体化作业，生产效率增加3倍以上，提升了全膜双垄沟集雨增粮技术的水平；研发出的适宜旱地玉米种植的全生物降解地膜，使地膜残留污染减少一半以上，降低了地膜捡拾成本，支撑了旱地玉米密植绿色丰产技术大面积应用。
此外，针对旱地玉米收获劳动力短缺的问题，2016年以来，樊廷录组织团队每年引进20多个玉米新品种，在百亩示范田开展大量监测，评价品种的耐密性和机械粒收质量，提出了玉米生理成熟后延期50—60天低水分机械粒收技术，实现了隆冬季节收玉米、颗粒直接归仓的先例，亩节本增收300元以上，引领着旱地玉米生产方式的转变。
“玉米占据了旱地粮食总产量的一大半，玉米产量的高低决定着秋粮丰歉。”樊廷录说，旱地玉米覆盖集雨密植增产技术，使试验示范区玉米亩产迈上了一个又一个台阶，水分利用效率达到2.5千克/毫米·亩，降雨利用率达到80%。目前，该技术已经成为我国北方旱地玉米抗旱增产的主推技术。
樊廷录说：“旱地消耗不到300立方米降水就可生产1吨玉米，旱地地膜玉米在水分利用方面走到了世界前列。”
“农业高质量发展和乡村振兴的号角已吹响，稳定粮食功能区旱作粮食生产，建立区域优质粮食增产带，加快旱作适水农业发展和生产生态化转型，是我们正面临的重大任务。”樊廷录表示，要以实验站为平台，继续加强科学数据积累，创新旱作农业节水提质增效的新理论、新方法，开发雨养区旱作节水的新装备、新模式，为旱作节水增粮增效再发力。