全 文 ：中国生态农业学报 2011年 9月 第 19卷 第 5期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Sep. 2011, 19(5): 1020−1024 30年研究与示范回顾


* 中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZXX2-YW-Q02-02)资助
胡春胜(1965~), 男, 研究员, 博士, 博士生导师, 主要从事农田生态方面的研究。E-mail: cshu@sjziam.ac.cn
收稿日期: 2011-03-09 接受日期: 2011-06-23
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.01020
探索农业现代化道路 引领现代农业技术
服务区域农业发展*
—— 中国科学院栾城农业生态系统试验站 30年区域示范实践
胡春胜 曾江海 王绍仁
(中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心 石家庄 050022)
摘 要 本文回顾总结了中国科学院栾城农业生态系统试验站(简称栾城试验站)30 年来在河北省栾城县及太
行山前平原开展的示范实践与成果。1978 年栾城县批准为 3 个国家农业现代化综合科学试验基地县之一, 20
世纪 80 年代初栾城试验站率先开始设施农业、农村新能源、秸秆机械化覆盖、小麦模式化栽培等新技术研发
与示范, 80 年代中期开始了农牧果结合的城郊型农业模式和生态循环农业模式集成示范, 90 年代初率先开展
了以节水技术为核心的资源节约型农业模式示范, 21 世纪初开始了以信息技术为核心的都市农业模式示范实
践。30 年来栾城试验站以服务农业、服务地方为宗旨, 积极探索农业现代化道路与关键支撑技术, 拉开了我
国农业现代化建设的序幕, 引领了我国现代农业关键技术研发与区域示范, 探索了我国农业现代化发展模式,
为区域农业乃至全国农业现代化发展起到积极推动作用。
关键词 中国科学院栾城农业生态系统试验 农业示范 农业现代化 技术创新
中图分类号: S3-33 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)05-1020-05
Demonstration practices and effects of new agro-technologies
developed at Luancheng Agro-Ecosystem Experimental Station
of Chinese Academy of Sciences over the last 30 years
HU Chun-Sheng, ZENG Jiang-Hai, WANG Shao-Ren
(Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology,
Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050022, China)
Abstract This paper summarized regional demonstration practices and effects of new agro-technologies developed at the Luan-
cheng Agro-Ecosystem Experimental Station of Chinese Academy of Sciences (or Luancheng Station for short) over the last 30 years.
In 1978, Luancheng County was selected as one of three comprehensive experimental bases for national agricultural modernization.
New technologies for greenhouse facility, rural renewable energy, straw mulching and model cultivation of winter wheat were ini-
tially imported or developed in Luancheng and extended to North China in early 1980s. The peri-urban agriculture model combined
with farming, livestock, fruit and vegetable production was developed and demonstrated in the mid 1980s. The resource-saving agri-
culture model focused on water saving was developed and disseminated in the region in the early 1990s. The urban agriculture model
with characteristic information technology and sightseeing agriculture was developed and demonstrated in the early 21 century.
Luancheng Station has developed agricultural models/technologies suitable for regional agricultural modernization that adequately
serve the local farmers. In the 1970s, the station launched experiments for agricultural modernization practices in China. It had led
agro-technological innovations/modernization and established regional agricultural modernization models at different agricultural
development stages which promoted the development of agricultural modernization in China.
Key words Luancheng Agro-Ecosystem Experimental Station of Chinese Academy of Sciences, Agricultural demonstration,
Agricultural modernization, Technological innovation
(Received Mar. 9, 2011; accepted Jun. 23, 2011)
第 5期 胡春胜等: 探索农业现代化道路 引领现代农业技术 服务区域农业发展 1021


1978年 2月, 中国科学院向国务院呈报“关于建
立农业现代化综合科学实验基地的请示报告”。经中
央批准, 河北省栾城县成为农业现代化综合科学实
验基地县之一。同年成立了中国科学院栾城(1979年
更名为石家庄)农业现代化研究所, 建立了栾城县农
业现代化综合科学实验区。1981年中国科学院石家
庄农业现代化所批准建立栾城试验站。1982年中国
科学院批准建立“中国科学院石家庄农业现代化所
农业综合试验站”，1986 年更名为“中国科学院石家
庄农业现代化研究所生态农业试验站”，1993中国科
学院批准建立“中国科学院栾城农业生态系统试验
站”(以下简称栾城试验站)。栾城试验站建站 30年来,
以服务农业、服务地方为宗旨, 积极探索并实践农
业现代化道路与模式, 研发示范不同阶段的引领性
现代农业关键技术, 开展大面积示范推广服务, 为
区域农业发展乃至全国农业现代化发展起到了积极
推动作用。
1 拉开我国农业现代化建设的序幕
为配合全国农业现代化基地县建设, 中华人民
共和国农业机械部于 1979 年引进美国全套适于小
麦、玉米、棉花等作物的农业机械, 包括万国公司
15 种 54 台件农机具和林赛公司 2 台平移式喷灌机,
在河北省栾城县城郎公社开展了全国著名的万亩方
试验, 拉开了我国应用现代装备实践农业现代化道
路的序幕, 推动了全国探索适合我国国情的农业现
代化理论、技术与模式的研究与实践。
1978 年 6 月, 由中国科学院、国家农业委员会
和河北省共同领导, 在栾城县开展了我国有史以来
第一次农业产区县域规模的农业资源考察和农业区
划。这次大规模、高水平的科学考察和农业区划工
作有来自全国 79个单位的 375人参加, 刚刚成立的
石家庄农业现代化研究所组织了一大批科研骨干参
加了该项科学考察和研究工作。经过 2 年多的深入
考察和科学总结, 首次提出并实施了我国以农业为
主的县域资源考察方法和关键技术, 为日后国家推
行区域农业资源调查及农业发展区划提供了第一个
样板。全国近 20 个省(区)200 多个单位先后到栾城
基地县参观学习, 共有 1 350 个单位来函购买这套
成果资料(计 8.5万册)。随后, 国家和各省相继成立
了农业区划办公室, 推动了国家各层面大规模的农
业自然资源调查和区划工作。
1981 年秋, 中国科学院石家庄农业现代化研究
所组织河北省有关专家参加了全国第一期农业系统
工程培训班。1982 年开始了农业系统工程的研究,
成立了河北省农业系统工程学会。1984年以栾城县
农业发展中长期规划为目标, 组织了中国科学院和
河北省科技人员参加的农业系统工程培训班。首先
完成了栾城县农业发展规划, 并以此经验推动了全
国的县级农业发展规划的制定。
2 引领我国现代农业关键技术研发与区域
示范
2.1 作物高产技术体系
30年来栾城试验站科技人员针对不同农业发展
阶段面临的生产实际问题, 进行了现代农业关键技
术的研发工作。20 世纪 70 年代提出了高产稳产低
成本技术, 80 年代提出了小麦模式化栽培技术, 90
年代提出了吨粮田技术, 这些引领性的作物高产模
式极大地推动了区域粮食生产技术水平的提高, 为
我国的粮食安全做出了贡献。自 20 世纪 70 年代以
来栾城县一直是全国闻名的粮食高产典型, 1980 年
被河北省确定为粮食生产基地, 1992 年在石家庄市
率先建成吨粮县, 1995 年被中华人民共和国国内贸
易部命名为“全国粮食收购先进县”, 连续 20 年人均
贡献商品粮位居河北省第一。
2.1.1 作物高产、稳产与低成本技术
1979年开始, 针对当时“夏高秋低、机械化水平
低”的生产问题, 开展了作物综合高产技术试验示范
研究。1981~1982年得到河北省科委下达的“小麦、
玉米、棉花高产、稳产、低成本生产模式研究”重点
项目的资助, 在石家庄市的栾城、正定、获鹿 3 县
开展了大规模的协作试验。对作物栽培技术、营养
诊断、经济合理用水、合理用肥、降低用种量、主
要病虫害综合防治、优良品种引进选育和高效节能
机械化耕作制度都进行了研究, 并开展了对小麦、玉
米、棉花的关键生长发育期田间诊断, 提出了作物
高产低成本技术体系。两年试验结果, 小麦平均增
产 15.4%, 1 kg小麦成本平均降低 0.022元; 玉米平
均增产 16.2%, 1 kg 玉米成本平均降低 0.014 元; 棉
花平均增产 12.8%, 1 kg棉花成本平均降低 0.030元。
2.1.2 小麦模式化栽培技术
1983~1985 年根据系统工程中最佳模拟配合法
的理论, 应用二次加回归旋转组合设计的复因子田
间试验, 取得准确数据后, 输入微机中进行统计分
析和模拟寻优, 筛选出能实现目标要求的主要栽培
技术优化指标和配套方案。择优吸收已有的科研成
果和生产经验, 通过调查、搜集、整理、鉴定、择
优吸收有利于小麦高产、稳产、优质、低成本的栽
培技术, 结合本地区实际情况进行组装配套。建立
配套的高产低成本栽培模式示范田, 对选优试验研
究结果进行反馈。经过在栾城县 3 年试验, 筛选出
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小麦高产低成本的 3 项主要栽培技术和优化指标
(667 m2基本苗株数、速效氮肥施用量和速效磷肥施
用量), 编制了 1 套微机应用于作物栽培模式化程序
包, 提出了 1 套冀中山前平原区小麦高产低成本栽
培模式表。1984年在中等肥力土壤条件下, 应用“津
丰 1号”品种, 取得小麦产量 6 t·hm−2、费用低于 750
元·hm−2 的阶段成果。1985 年河北省农业部门按照
“模式表”采取试验、示范、推广, 在全省 8个冬小麦
生态类型区进行种植管理。这一成果获得河北省科
技进步一等奖。
2.1.3 吨粮田技术
20 世纪 90 年代初集成了高产节水品种搭配、
水肥耦合运筹、保密争产等技术为一体的小麦−玉米
两熟吨粮田模式, 关键技术包括选择高产节水品种
如“冀麦 30”、“冀麦 36”等小麦品种, “掖单 14”、“冀
单 58”等玉米品种; 采用低压管道输水、秸秆覆盖节
水技术、节水灌溉制度等节水技术; 秸秆还田培肥、
有机无机结合、氮磷平衡施肥等施肥技术和调整小
麦玉米行距、增玉米密度创高产等技术。这一吨粮
田技术在太行山前平原区得到推广。
近年来, 以节水、节肥、节能为核心目标, 集
成了“三节两增”高产模式, 即节水 100 mm、节肥
20%、节能 30%, 增产 10%、增效 10%的小麦−玉米
两熟高产节水模式。这一模式在栾城县进行示范 ,
并列入农业部高产节水万亩示范方推广, 取得很好
的效果。
2.2 设施农业技术
1979 年, 日本友人赠送给中国科学院石家庄农
业现代化研究所两套镀锌管骨架结构塑料大棚, 为
刚刚起步的中国农业现代化研究所增加了新的靓
点。在一无资料、二无实际操作经验的条件下, 研
究所组织了科研骨干联合攻关, 取得了温室塑料大
棚的蔬菜配套栽培技术、CO2 施肥技术等一系列关
键技术, 首次在严寒的北方冬季生产出了时令蔬菜,
设施农业研究与应用取得了重要进展。1980年春节,
中国科学院和河北省的领导看到了石家庄农业现代
化研究所利用日本塑料大棚种植成功的黄瓜、西红
柿、芹菜等“细菜”成果时, 时任中国科学院院长的方
毅同志激动地说: 设施农业改变了季节, 科学技术
改善了人们的膳食结构; 同时指示: “不能总跟着别
人屁股后面走, 必须学习、消化别人的先进技术, 尽
快跑起来。” 在中国科学院农业委员会和能源委员
会的支持下 , “PGP 系列装备式镀锌管结构塑料大
棚”、“钢筋−玻璃纤维增强水泥(S-GPC)温室骨架”课
题相继上马。到 1983 年自主研发的 PGP 系列组合
式镀锌管结构塑料大棚已走向全国, 28 个省(市)推
广了 5 000多栋, 平均每 667 m2钢材用量由原国产
钢架温室结构的 4~4.5 t减少到 2~2.1 t, 而且容易移
动和拆装。由于增加了幕帘双层覆盖、通风天窗和
侧换气窗, 每 667 m2纯经济效益由钢架结构的 780
元提高到 1 450元。
为适应我国的国情和经济条件, 进一步降低成
本、提高使用年限, 开展了钢筋−玻璃纤维增强水泥
(S-GPC)温室骨架研究。钢筋−玻璃纤维增强水泥
(S-GPC)温室骨架的 667 m2成本降至 1 341元, 仅为钢
管骨架材料成本的 27%, 使用寿命 25 年, 是钢管骨
架结构的 1.6倍, 竹木结构的 5~8倍。到 1984年, 先
后向全国 9 省(市)20 多个厂家有偿转让技术成果。
到目前, 全国一些省份仍在推广应用。在改革开放
初期, 引进国外先进技术, 通过消化、吸收而研制出
的温室骨架和棚内蔬菜配套栽培技术, 为我国设施
农业的发展奠定了基础。
2.3 农村新能源技术
1978年以来开展了农村能源新技术综合试验。
在国内首次研制成功多功能被动式水墙太阳房, 大
大提高了集热墙的蓄热和供热能力, 在栾城试验站
建成了示范样板房。水墙的热效率比砖结构集热墙
提高 50%, 单位采光面积向室内传入的净热量提高
1倍。并研制了适合农村学校的新能源联合系统, 如
厕所−沼气系统、浅池−闷晒式太阳能淋浴系统、沼
气−太阳能−省柴灶烧开水系统、太阳能取暖教室等,
特别是浅池−闷晒式太阳能淋浴系统培训人员上万次,
并形成了生产企业, 在石家庄市周边产业化应用。
2.4 节水农业技术
栾城试验站从 20 世纪 80 年代初开始了小麦秸
秆覆盖节水效应研究 , 发现小麦秸秆覆盖可节水
40 mm, 是经济易行的节水措施。针对小麦秸秆焚烧
严重与秸秆覆盖还田技术, 在引进意大利秸秆切碎
机的基础上, 与栾城农机厂合作研制出新型小麦秸
秆切碎机, 推进了小麦秸秆覆盖还田技术应用。20
世纪 90 年代又配合小麦联合收割机改进了切碎抛
撒装置, 推动了我国小麦秸秆覆盖还田技术的普及
与发展。近年来针对玉米秸秆粉碎还田, 提出了秸
秆全程机械化还田技术, 并制定颁布河北省地方标
准, 推动了华北平原秸秆全程机械化还田与少免耕
节水技术应用。
根据栾城试验站 30年长期研究积累, 基于调亏
灌溉节水理论与技术, 集成了包括品种、秸秆覆盖、
灌溉制度、灌溉工程、施肥制度、农机农艺配套等
技术的综合节水的“双百超吨粮”模式(即节水 100
mm, 每 667 m2节支增收 100 元、产量超吨粮)。这
一模式在河北平原大面积推广示范面积累计达到
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130万 hm2以上, 节水 7.8亿 m3, 新增经济效益 2亿
多元。这一成果获 2007年国家科技进步二等奖。
依托国家发改委的微灌工程与示范项目, 开展
了微灌成套设备的技术研发, 并在新疆、辽宁、山
东、河北和河南等省进行了大面积微灌技术应用示
范, 形成了产−学−研结合的节水灌溉产业化体系。
已取得发明专利 10项, 实用新型专利 15项, 获河北
省技术发明二等奖一项。
2.5 平衡施肥技术
根据栾城试验站 20 年长期定位试验研究结果,
提出了适合山前平原基于土壤硝态氮含量的测土施
肥配方和基于数字相机的实时养分诊断与变量施肥
技术以及秸秆全程还田肥力提升技术和控氮稳磷、
配微补钾等平衡施肥技术。这些技术在栾城县及山
前平原进行大面积推广应用。栾城县从 1978年以来
耕层有机质年提高 0.02个百分点。
针对氮素损失严重和简化施肥需求, 研发出适
宜中国北方农田使用的“涂层尿素”, 在试验、示范和
大面积推广中, 涂层尿素的利用率比普通尿素提高
6%; 研究改进的涂液剂, 增强了涂液的黏着性和展
着性; 揭示了涂层尿素在石灰岩性土壤中的运移和
转化规律; 建立了涂层尿素在不同生态类型区主产
作物的施肥方案, 研究总结出低耗、高效栽培配套
技术体系。累计推广面积 170 多万公顷, 平均增产
10%, 纯增经济效益 1.76 亿元。涂层尿素的研发成
功, 提高了我国氮肥利用率, 推动了高效、低耗氮肥
新品种的开发和生产。这一成果获得国家科技进步
三等奖。
2.6 信息农业技术
2000 年承担了中国科学院重大项目“精准农业
技术体系集成与示范”, 率先在栾城县建立了我国县
域精准农业示范区; 研发、集成与示范了适合华北
平原农业特点的精准种植技术体系 ; 构建了“农田
尺度精准种植的智能作业平台”和“县域尺度精准种
植智能网络咨询服务平台”; 形成完善的县域与农
田两级尺度的精准农业管理体系, 初步探索出适合
我国国情的以农户管理单元为主体的具有中国特色
的精准农业发展模式。应用示范了我国北方第一台
智能变量联合小麦收割机。
近年来栾城试验站又基于高光谱技术、数字相
机技术开展了作物氮素实时诊断技术研究, 提出基
于作物冠层氮素数字诊断的变量施肥指标与技术。
在栾城范台万亩示范方的试验结果表明, 变量施肥
可节氮肥高达 46%, 节肥效果与环境效应显著。
精准农业技术在栾城县的应用示范取得了明显
的经济效益, 引起了社会的广泛关注, 中央电视台、
河北电视台、石家庄电视台、河北日报、石家庄日
报、农民日报、河北科技报等多家媒体相继报道。
依托精准农业技术建立的栾城县范台村草莓基地已
经成为远近闻名的集精准农业、生态农业与观光农
业为一体的旅游休闲与产业化园区。这一成果获得
河北省科技进步二等奖。
2.7 优质高产品种技术
栾城试验站科技人员建立了利用染色体工程方
法的远缘杂交育种体系, 对八倍体小偃麦与普通小
麦遗传育种进行了系统研究。先后培育出“早优
504”、“高优 503”、“科农 9204”、“科农 199”等小麦
新品种, 累计推广面积 300多万公顷。其中, 小麦新
品种“高优 503”通过了国家品种审定, 是我国优质、
高产小麦新品种, 其面筋含量、蛋白质含量等重要
指标已达到国际市场标准, 成为中国食用小麦打入
国际市场的“破冰之旅”, 有关专家评述: 这意味着
中国小麦产销将实现“有进有出、品种调剂”的国际
市场良性循环, 从长远看, 还将改变世界小麦进出
口格局。这一成果获得国家科技进步二等奖。 小麦
新品种“科农 9204”是黄淮麦区代表性氮高效品种,
在黄淮麦区大面积示范推广, 平均 667 m2产量达到
489.2 kg。“科农 199”目前在黄淮麦区作为主推品种
之一, 已经推广 50多万公顷。
3 探索我国农业现代化发展模式
3.1 城郊型农业
为加快栾城农业现代化基地县的发展进程, 发
挥地处石家庄市郊的地理优势和资源优势, 积极探
索城郊型农业发展模式, 1984 年承担了中国科学院
重点科技攻关项目“栾城城郊型农业发展研究”。项
目提出并实施了面向城市市场、积极调整产业结构、
努力发展三大产业(高效农业、农村工业和第三产农
业), 尽快由农村型经济向城郊型经济转变。经过３
年的努力, 全县工农业总产值比例由 1984 年的 4.3︰
5.7转变为 1988年的 7.4︰2.6, 畜牧业产值占农业总
产值的 26%, 建成了 2 000 hm2年产 122 000 t蔬菜的
“菜篮子工程”基地, 农产品商品率由原来的 33.0%
提高到 74.9%, 使传统农业向农牧结合的多元结构
产业发展。栾城基地县结束了传统农业的历史, 构
建了城郊型农业框架结构, 这种“依托城市、服务城
市、致富农村、城乡结合”的城郊型农业发展战略具
有前瞻性、开拓性, 为我国城郊型农业发展探索了
一条切实可行的路子。这一成果获得中国科学院科
技进步二等奖。
3.2 资源节约型农业
针对山前平原地下水超采日趋加剧、秸秆资源
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浪费严重、粮食产量徘徊不前、牧业不发达等问题,
20 世纪 90 年代初率先提出了太行山前平原高产区
必须走资源节约型的农业发展道路。
根据上述思路, 以栾城县为综合试区, 研发秸
秆覆盖节水技术 , 储备行施磷和补偿行施磷技术 ,
高产区粮经饲三元结构轮作技术, 农机农艺结合的
小麦, 玉米两茬覆盖少耕技术等新技术; 集成示范
了以秸秆资源利用转化为主的农牧结合生态模式。
该模式累计推广 3万多公顷, 年 667 m2产量 1 024~
1 098 kg, 试验田的水分利用率 16.5 kg·hm−2·mm−1,
节约灌溉用水 20%; 氮肥利用率 45%~50%, 磷肥利
用率 25%~35%, 比常规施肥技术高 5~10 个百分点
以上; 畜牧业产值达到农业总产值的 25%以上, “吨
粮田 ”示范面积 53 hm2。其中 7 hm2 达到 18.2
t·hm−2·a−1; 低产果园改造和综合技术应用及资源节
约型生态农业模式示范, 辐射的总经济效益５年达
到 7 765.5万元。该模式的推广应用大幅度提高了区
域资源综合利用效率, 推动了河北平原农区秸秆还
田、奶牛养殖业的快速发展。该模式在太行山前平原
得到广泛推广, 开拓了资源节约型农业的新思路。
3.3 生态循环农业
20 世纪 80 年代中期开展提出了庭院生态工程,
90 年代集成示范生态循环农业模式, 近年来示范了
清洁生产与生态富民工程。这些生态农业循环模式
促进了区域农业资源的良性循环和再生增值, 变废
为宝, 保护了生态环境, 促进了农业可持续发展。
庭院生态工程是利用房前屋后零星地块及周围
环境按照立体结构工程、时间节律工程、食物链工
程等生态学原理, 开展种、养、加物质综合循环利
用。其中“四位一体”模式在这一区域广泛而且非常
成功。在栾城县示范的庭院土地生产效益相当于当
地农业产值的 6~28倍。这一生态工程得到了生态学
界的肯定, 河北和西安电影制片厂摄制了科教影片,
进行宣传推广。
生态富民工程以农户庭院为依托, 综合利用农
业可再生能源技术、农村节能技术、生态农业技术,
配套进行改厕、改圈、改厨、改院, 实现农户庭院
经济高效化、家园清洁化、农业生产无公害化。栾城
县已完成“一建三改”和“一建四改”沼气池 13 000个。
生态循环农业模式是依据“整体、协调、循环、再
生”的生态工程理论构建物质多级、立体、循环利用模
式。在栾城县先后集成示范了农田林网立体模式、农
牧结合循环农业模式、医药加工下脚料与农田结合循
环模式、种养沼三位一体模式和农业产业化循环模式。
3.4 都市农业
针对现代农业发展趋势及栾城县毗邻大都市的
得天独厚的区位优势与生态观光农业发展基础, 栾
城试验站科研人员为栾城县编制了《栾城都市农业
发展规划》。为加快现代都市农业的发展, 栾城县相
继制定了《栾城县现代都市农业发展指导意见》、《关
于扶持现代都市农业发展的若干政策》, 成立了栾
城县都市农业建设指挥部。2000年开始帮助栾城县
柳林屯乡范台村建设以精准农业和生态观光为特色
的草莓采摘园区, 当年产值收入达 30 万元·hm−2 以
上, 并以电脑走进大棚、田园超市为特征引起媒体
的广泛关注, 石家庄电视台、石家庄日报、农民日
报先后进行了报道。范台草莓种植基地已成为栾城
县“两园一节”(南部万亩生态农业观光园、北部万亩
现代都市农业观光园和草莓采摘节)都市农业布局
中的“南部万亩生态农业观光园”核心地带, 2011 年
举办了“栾城县第九届阳春草莓采摘节”, 范台已经
成为都市农业的一个发展范本。《石家庄市都市农业
发展规划》也通过论证, 都市农业发展将成为区域
经济新的增长点。