专利备春耕 绘就好“丰景”

2023-02-16     来源:中国知识产权报

良种播下“定心丸”

  “立春一年端,种地早盘算。”在海南海口市龙华区龙泉镇的新联村,农户们与海南省农业科学院粮食作物研究所(下称海南农科院)的科研团队忙碌在田间垄畔,抓紧时机为新的一年选种育种、备战春耕打好基础。

  “有种才能有粮,种子是粮食的根基。在备耕阶段研发出优良的水稻品种,让转年的粮食增产增收,不仅可以提高农户种地的积极性,也是给我们吃下一颗‘定心丸’。”新联村党支部书记庄永优表示。立春过后,春耕即将开始,眼下,育种备耕正在有条不紊地展开着。

  量身定制良种

  “从人类种植粮食开始,最有可能在粮食增产方面实现突破的,就是选择优良的种子。”海南农科院研究员唐清杰介绍,在我国泱泱几千年的农耕文明中,尝试过很多让粮食增产增收的办法,比如施用化肥,抑或扩大种植面积,但这些方法都有“天花板”,例如种植面积不可能永远增加。因此,自古至今,培优种、育新种这一理念被坚定地选择并传承下来。

  新联村的耕地属于火山岩地貌,其土壤富含钠、镁、硅、钙等几十种矿物质和微量元素,因此,当地一直以农业作为经济发展的主要方向。2020年,在当地政府的支持下,新联村委托海南农科院研发培育水稻新品种,成立“新联香米”的研发项目。“从接到任务开始,研发香米的品种培育便成了我们势在必行的责任。”唐清杰介绍,随着我国经济的发展,人们的生活理念从温饱向小康转变,对稻米的品质要求越来越高,一方面市场上出现了低质稻谷难销的局面,农户种稻不赚钱,多地出现了水稻田撂荒;另一方面,近年来,泰国香米的产量大幅缩减,使其价格一路飙升,上市后的售价都在10元/公斤以上。因此,为保障粮食播种、增加农民收入,香米研发成为了每一位科研人员肩上的担子。

  然而,研发之路并不是一帆风顺。如何选择高产优质抗病的杂交后代以及如何短时间选育新品种都是亟待解决的难题。唐清杰回忆,那段时间,研发团队开始了从实验室到田间两点一线的调研生活。“我国糖尿病患者众多,高血糖患者不能食用过多的白米淀粉,但可以吃红米。红米属于粗粮,富含维生素和微量元素,与大米、面粉和其他细粒谷物相比,食用红米血糖指数相对较低,有助于控制糖尿病患者的血糖。”唐清杰介绍,为拓宽水稻类型、解决糖尿病患者吃饭问题、增加农民收入,红米品种的研发被第一个提上了研发日程。考虑到野生稻为红米,抗病抗逆性强,因此红米的亲本选取了海南本地野生稻。

  在选择高产优质抗病的杂交后代方面,研发团队对每一代的品质都进行观察记录,择优选取高产抗病后代,在三代起增加品质检测项目。为了确保在短时间选育新品种,团队自创了分子标记辅助选择技术。“一套工作做下来,我们撑握了品种培育的新技术,并及时提交了相关专利申请,全方位保护我们的创新成果。”唐清杰介绍。

  好种孕育好苗

  在因地制宜培育出优质种子后,2022年,由村集体公司——海南新旧沟农业发展公司牵头,采用“村集体公司+农户”的模式,利用新旧沟火山冷泉水进行浇灌,开展“海秀占9号(香米)”及“海农红1号(红米)”的规模化种植。“新旧沟的泉水清澈,水温及营养条件非常适合水稻的种植。”唐清杰介绍,旱季来临,水退则为良田;雨季到来,水位上升,泉水漫过田地带来丰富的泥沙和微量元素,让土壤更肥沃,种出的稻米更富有营养。火山岩土壤的滋养,加之冷泉水的润泽让一粒粒小小的种子在秋天丰收时节,化身为一片片金色的麦浪,为粮食安全贡献着力量。

  新联村播种主任韦吉伍介绍,原始品种多为杂交稻,价格低、口感适应性不好,而新品种含有营养健康元素,预计今年的亩产量可达300至350斤。

  近年来,我国种子市场不断推出新品种,促使我国粮食产量不断提升,良种发挥了不可忽视的作用。“优良品种是农业市场重要的知识产权,必须大力保护。”唐清杰表示,优良品种对提高产量意义重大,比如我国南方稻区育成的早季水稻矮秆品种,使产量显著提高。此外,创新对改进产品品质起了重要作用,例如优质玉米品种的选育显著提高了饲用价值,各种鲜食玉米杂交种更是层出不穷,不仅提高玉米的品质,且增加了玉米的适口性,使其成为上乘佳品。创新种子可增强抗逆性,保证稳产,例如矮杆水稻品种的育成,降低了台风暴雨引起水稻倒伏所造成的损失。

  在备耕的“种子战”中,我国的创新主体从未有过懈怠,以海南农科院为代表的创新团队正在进行“彩色稻”的新品种培育工作。目前,这一创新正吸引众多游客到五指山水满乡黎峒大殿下的彩色稻田观赏,增加了当地农业、餐饮和住宿、购物收入。据介绍,目前,这一成果正在进行小面积展示,并提交了相关专利申请。未来,创新团队将持续深耕农作物新品种的研发,根据当地条件发挥产业优势带领作用,助力农户增产增收,为粮食安全、乡村振兴贡献力量。(叶云彤)

沃土种出好粮食

  不负农时不负春,立春一过,从“东北粮仓”三江平原到主产小麦的河南、山东,从长江流域到西南地区,农户们正将各类春耕物资送到田间地头,忙着春灌、追肥……呈现出一派忙碌景象。其中,肥料作为粮食的“粮食”,科学备肥、施肥、培肥是春耕备耕生产的重要一环。如何利用专利技术让庄稼不误农时,改良土壤增肥力,也是确保粮食收成的关键所在。

  农业科技丰盈“黑土粮仓”

  东北黑土区是我国重要的商品粮基地,粮食产量占全国的1/4,是国家粮食安全的“压舱石”。但由于长期高强度利用和土壤侵蚀,这里的土壤存在有机质和养分含量下降等问题。

  为解决一系列困难和挑战,2021年初,中国科学院(下称中科院)联合有关部门和地方政府组织开展“黑土粮仓”科技会战。“我们开展适用于不同气候类型和区域特点的现代农业发展模式攻关,力争取得更多用得上、留得下、推得开的科技成果。”中科院相关负责人表示。

  针对寒地水稻生产存在上肥料表施等问题,中科院“黑土粮仓”科技会战三江示范区项目东北农业大学教授彭显龙团队协同攻关,研发了水稻专用套餐肥和侧深一次性施肥产品配方,解决了寒地水稻施肥技术复杂等难题。

  不仅如此,东北农业大学教授姜佰文团队与哈尔滨市嘉禾生物科技有限公司进行校企合作,研发生产的玉米专用有机-无机复混肥料,有机质含量≥15%,氮磷钾和有机质含量分别超过国家标准5个百分点。

  “在研发过程中,项目组通过不断改良肥料配比、改进包膜造粒工艺,持续攻坚,最终实现了同时满足高氮、磷、钾元素含量与高有机质含量的有机-无机复混肥料稳定生产,完成了技术突破,填补了市场空白。”中科院东北地理与农业生态研究所相关负责人表示。

  2022年该玉米专用有机-无机复混肥料在哈尔滨、绥化、双鸭山、鸡西、佳木斯、七台河等地区进行了推广销售,合计推广面积37万亩,应用效果良好,平均提高产量10%以上,减少化肥投入10%以上,直接增加经济效益2000元/公顷以上。黑土地上的玉米愈加香糯,当地农户的日子也更甜了。

  贫瘠土壤变希望良田

  时下,正是春耕备耕阶段,针对目前稻田土壤物理性状恶化、秸秆还田后水稻返青慢和增产难等问题,中科院团队还研发了稻田秸秆还田少搅浆固碳培肥技术,通过耕作和水肥技术的优化促进水稻前期生长,并配套简单易行的营养诊断指标实现因土调氮,解决了培肥与丰产难以统一的难题。

  此外,团队还通过与哈尔滨市嘉禾生物科技有限公司、黑龙江省格芙科技有限公司合作,研发复合微生物肥料、新型水溶肥料等共12个新产品,并通过农业农村部肥料评审委员会审定,完成登记备案。目前,相应新型肥料产品技术已提交发明专利申请并授权,同时进行了科研成果转化,转让经费60万元。

  “今年,我们还将在北大荒五个农场开展天空地立体监测与时空大数据支撑的变量施肥技术体系。”中科院“黑土粮仓”三江示范区项目、中科院东北地理与农业生态研究所农业遥感团队研究员刘焕军表示,该技术经过4年孵化,提交专利申请9件,又经过2年示范逐步成熟,通过遥感技术摸清土壤状况,结合植物营养等农学知识生成施肥处方图,导入智能施肥设备,指导地块内部的差异化施肥,可增产5%至22%。

  变废为肥促生态循环

  说起有机肥,人们或许并不陌生,在广东省梅州市平远县长田镇,正是利用干湿分离技术处理牛场排泄物,变“废”为“肥”,实现种养有机融合;安徽省芜湖市利用每年产生的2.5万吨畜禽排泄废物和当地0.5万吨农作物废弃秸秆作为原材料,可解决2万亩种植业有机肥问题;广西百色市西林县将养殖业产生的猪粪加工成肥料,形成高效生态循环农业模式……

  近年来,各地利用自主研发的创新技术,将资源循环利用,赋能农业绿色化生态化发展。如西安品物农业科技有限公司提交的“一种保水型控释磷肥肥料及其制备方法”选用的磷肥材料为磷矿粉或骨粉(鱼骨粉、兽骨粉等)将食用残留物充分利用变废为肥。2022年,该技术的专利权人由陕西科技大学转移给了西安品物农业科技有限公司。此外,山西晋丰煤化工有限责任公司一件名为“剩余污泥肥料化制造装置”专利申请提出,利用所产的滤液、滤渣等有机肥,可以直接施用于大田、林地和荒地。

  春耕备耕铺就好“丰”景。当“专利利器”挥洒在广袤田野里,一个个忙碌身影、一片片肥沃良田,正描绘着农民丰收、乡村富裕最美的底色……(刘娜)

农机跑出“加速度”

  春回大地,万象“耕”新。眼下,我国春季备耕工作从南到北陆续展开,一派繁忙景象。走进田间地头,各种农机忙碌的身影随处可见。在创新成果的加持下,农民们已然抢占到春耕备耕的有利时机,播种下新年的希望。

  机械移栽 油菜增产增收

  立春过后,油菜开始进入快速生长期,科学管护是油菜增产增收的关键。然而,现有的国内外移栽装备存在对当地的田间条件不适应问题,推广应用较难。面对这一情况,南京农业机械化研究所穗粒作物生产技术装备创新团队张敏研究员和吴崇友研究员带领团队成员,决心重点攻关油菜机械化高效低成本生产技术,提升油菜综合效益。

  “我们借鉴了水稻毯状苗育苗移栽原理,创新地提出了‘空间换时间’的油菜毯状苗育苗机械移栽方式。”张敏介绍,通过应用“油菜毯状苗全自动移栽机的栽植装置及栽植方法”等多件专利,团队解决了在稻茬田黏重土壤条件下,油菜高效移栽难题。

  “技术成熟后,我们与国机重工集团常林有限公司签订技术转让协议,转让了油菜毯状苗移栽技术相关专利,专利转让费280万元,销售提成2000万元。”张敏欣慰地说,团队后续将围绕油菜毯状苗高效移栽,进行装备小型化、系列化研发与国内外专利布局。

  自动播种 种麻高质高效

  四川省甘孜州得荣县,属丘陵山区,适合汉麻等麻类作物生长,吸引了许多农民种植,段求华就是其中之一。“我的麻田地块分散,以前没有合适的播种机,只能采用撒播方式播种,效率不高,幼苗生长杂乱。现在,我们用上了山地自走式播种机,三四天就能完成70亩麻田的播种,苗田特别整齐,漏苗现象也很少。”段求华兴奋地告诉中国知识产权报。

  段求华提到的山地自走式播种机就是中国农业科学院麻类研究所副研究员向伟团队研发的创新成果。“今年即将开始备耕播种了,我们要确保农民‘有机可用’‘有好机用’。”向伟介绍,为更好地满足丘陵山区农民麻类作物种植需求,团队研制出了山区自走式播种机,并拥有“自走式仿形作业播种施肥机”等发明专利。

  “山区自走式播种机适用于中小型田块播种,可一次完成开沟、播种、施肥、覆土等作业工序。目前,该播种机迭代更新了3代,在湖南长沙望城、湖南益阳等地区完成推广应用,共完成1000亩的播种作业。”向伟介绍,未来团队将在优化山区麻类作物生产装备的同时,加强专利等知识产权布局。

  创新服务 农民省心省力

  立春刚过,身在四川省乐山市夹江县的王涛就开始忙活起来了。作为四川邦力达乐天农业服务有限公司的总经理,他积极推进全程机械化作业服务,探索“保姆式+全年无闲”社会化服务新模式,走出了一条全程机械化综合农事服务的稳定发展之路。

  目前,该公司已配备了植保无人机、育秧播种设备、大马力拖拉机等农业全程服务设备295台,与周边334家农民合作社、家庭农场、村集体经济组织开展合作,在耕、种、防、收、烘、储、销等环节进行全链条服务保障。

  “从准备生产物资、进行机械作业到作物收割等,我们啥都不用担心了。” 四川省乐山市夹江县黄土镇罗华社区3队的李显容介绍,她是一个种植户,一年到头忙个不停。如今,在接受了乐天农业的机械化作业服务后,作物的质量和产量都上来了,她也清闲了不少,当上了“翘脚老板”。

  “我们要让大家‘有活干、有钱挣’。去年,我们对外提供育秧2.954万亩,机插秧4.051万亩,机耕7.65万亩。依托全程技术服务,公司带动7800余户农民增收,当地农民每亩地节本增效20%以上。”谈及农耕服务带来的变化,王涛如数家珍。(刘弘一)

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