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技術創(chuàng)新如何推動農(nóng)業(yè)節(jié)水深度變革

時間：2025-09-10 來源：中國水利報

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《關于全面構建節(jié)水制度政策體系的意見》明確提出建立健全農(nóng)業(yè)節(jié)水增效制度政策體系，其中，建立健全節(jié)水技術及服務體系是重要內(nèi)容。當前，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水有哪些關鍵技術和創(chuàng)新成果，如何突破瓶頸制約，未來重點開展哪些技術攻關，如何提升節(jié)水灌溉服務能力？圍繞這些問題，記者專訪了中國灌溉排水發(fā)展中心灌溉排水處處長顧濤和中國水利水電科學研究院水利所所長張寶忠。

問：農(nóng)業(yè)節(jié)水對我國有著怎樣的意義？當前，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水有何成效？

顧濤：我國水資源總量位列世界第6位，但人均水資源量僅為世界平均水平的1/4至1/3，資源性缺水、工程性缺水、季節(jié)性干旱同時存在。我國農(nóng)業(yè)用水占國民經(jīng)濟用水總量保持在60%以上，是最大的用水戶，有巨大的節(jié)水潛力。農(nóng)業(yè)節(jié)水一方面改變了粗放的灌溉方式，同樣的水量保障更多的農(nóng)田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)糧食增產(chǎn)；另一方面精準灌溉、水肥協(xié)同等技術，促進傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉變，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的提質(zhì)增效。我國農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展穩(wěn)定、健康有序，大中型灌區(qū)節(jié)水配套改造持續(xù)推進，東北節(jié)水增糧、西北節(jié)水增效、華北節(jié)水壓采、南方節(jié)水減排等高效節(jié)水灌溉呈區(qū)域規(guī)模化發(fā)展。農(nóng)業(yè)用水效率持續(xù)提升，在主要農(nóng)作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)前提下，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)用水基本不增加。

張寶忠：農(nóng)業(yè)節(jié)水增效在我國的發(fā)展取得了巨大成效。一是用水效率大幅度提升。我國耕地灌溉畝均用水量從2014年的402立方米下降到如今不到350立方米，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)從0.53提高到0.58，農(nóng)業(yè)用水總量下降了約220億立方米。二是保障國家食物安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給。全國耕地灌溉面積近30年來增加了3.27億畝，據(jù)測算，灌溉對我國糧食產(chǎn)量的貢獻率超過40%。三是促進區(qū)域農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善。例如：西北地區(qū)的生態(tài)修復效果日益顯現(xiàn)，華北地區(qū)的地下水超采得到明顯遏制，南方節(jié)水節(jié)能和綠色減排的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新模式逐漸形成。四是推動了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和節(jié)水產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。高效節(jié)水灌溉技術的大規(guī)模應用為發(fā)展集約化高效農(nóng)業(yè)創(chuàng)造了有利條件，人工智能、生物信息等前沿技術在農(nóng)業(yè)節(jié)水中的大量應用催生出智慧節(jié)水、智慧灌溉和數(shù)字孿生灌區(qū)建設等新業(yè)態(tài)新模式，促進了節(jié)水產(chǎn)業(yè)的變革和新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。

問：當前我國農(nóng)業(yè)節(jié)水有哪些關鍵技術和創(chuàng)新成果？其優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面？

顧濤：在理論研究方面，圍繞作物生長與需耗水規(guī)律、水肥耦合、渠系輸配水動力學和動態(tài)調(diào)控理論等方面形成了多學科融合、多方向突破的成果，并逐步形成了田塊、灌區(qū)、區(qū)域的多尺度“水-土-糧-生”理論研究成果。在關鍵技術與設備研發(fā)方面，高性能滴頭和噴頭、適合中國國情的大中型噴灌機、高效率制造裝備等“卡脖子”產(chǎn)品和裝備等全部實現(xiàn)國產(chǎn)化和系列化，中國也以超過1億畝的微灌規(guī)模，位居全球第一。在節(jié)水管理能力提升方面，計量、監(jiān)測、自動控制、智慧管控等關鍵設備研發(fā)成果斐然，量水設備、自動控制閘門、電磁閥、節(jié)能高效水泵等實現(xiàn)關鍵技術自主知識產(chǎn)權，并得到廣泛推廣應用。在技術示范推廣應用方面，通過國家科技項目持續(xù)推進技術攻關與應用，水利部也適時發(fā)布了四批《國家成熟適用節(jié)水技術推廣目錄》，指導各地因地制宜推廣應用84項節(jié)水灌溉技術。

張寶忠：在農(nóng)業(yè)節(jié)水基本理論、高效節(jié)水灌溉技術研發(fā)、農(nóng)業(yè)節(jié)水關鍵設備研制、農(nóng)業(yè)水資源調(diào)控等方面取得豐富創(chuàng)新成果，優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面。一是通過成功研發(fā)節(jié)水抗旱新品種、節(jié)水高產(chǎn)新技術和智能控制新模式，系統(tǒng)推進農(nóng)業(yè)節(jié)水技術的集成創(chuàng)新，提升了灌溉效率與作物水資源利用率。二是通過開發(fā)高效節(jié)能灌溉設備及相關材料，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水裝備的重大突破，在多種氣候條件下實現(xiàn)精準灌溉和農(nóng)業(yè)節(jié)水。三是根據(jù)各地區(qū)水資源與產(chǎn)業(yè)特性，構建適應不同作物類型的節(jié)水技術集成模式，顯著提高水資源利用效率并推動可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

問：未來我國灌溉科技和裝備應重點攻關哪些“卡脖子”技術？

顧濤：目前，我國灌溉裝備制造在一定程度上擺脫了完全依賴進口、仿制改進的狀況，但與國際先進水平存在一定差距。一是產(chǎn)品裝備優(yōu)化設計理論與核心方法仍需加大科技攻關，目前我國裝備全程數(shù)字化設計模型模擬精度比國際先進水平低5%～10%。二是高端產(chǎn)品核心技術部分存在空白，高精尖節(jié)水產(chǎn)品裝備性能與國際先進同類產(chǎn)品仍有較大差距，數(shù)字孿生灌區(qū)平臺系統(tǒng)集成芯片、適本高效的壓力補償片式灌水器、比例施肥泵、大型變量灌溉噴灌機等仍然缺失。三是節(jié)水產(chǎn)品制造裝備水平亟待提升，節(jié)能、降噪、高效、綠色的制造裝備急需突破，應加強對復雜水質(zhì)與肥料耦合作用下高抗堵、耐腐的灌水器設計制造的研究。

張寶忠：未來我國的灌溉科技創(chuàng)新應促進農(nóng)業(yè)節(jié)水向智慧化、精準化、無人化方向轉變。重點攻關這幾個方面。一是在輸配水環(huán)節(jié)，重點突破精準量測技術實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水的智慧管控。我國在輸配水系統(tǒng)精準量—測—控、智慧管控產(chǎn)品與裝備等領域與國外先進水平存在顯著差距。對基于農(nóng)業(yè)水信息感知、農(nóng)業(yè)耗用水過程認知、農(nóng)業(yè)供水決策的農(nóng)業(yè)高效用水智慧調(diào)控技術難題進行攻克；基于精準量—測—控的智慧管控平臺進行自主研發(fā)，該平臺是農(nóng)業(yè)節(jié)水智慧管控的主要研究方向。二是在需耗水環(huán)節(jié)，重點突破作物高水效表型高通量監(jiān)測與靶向調(diào)控水效率提升等關鍵技術。我國目前已形成灌溉農(nóng)田作物生命需水過程監(jiān)測與模擬方法，建立旱作農(nóng)田適水種植決策方法與旱地糧棉作物抗旱種植模式。未來，我國應重點攻克作物生命需水信息高通量感知與智能預報系統(tǒng)，研發(fā)作物高效用水生理與品種鑒選、農(nóng)藝適配技術，北方旱區(qū)重點突破雨水綠色高效利用等關鍵技術，實現(xiàn)更為精準的作物生命需水靶向調(diào)控，實現(xiàn)精準、高效、可持續(xù)的作物生產(chǎn)系統(tǒng)設計。三是在灌溉用水環(huán)節(jié)，重點研發(fā)高性能壓力補償?shù)喂喙嗨髋c不影響農(nóng)機作業(yè)的高性能地埋伸縮式出水樁等節(jié)水灌溉產(chǎn)品。例如：適宜我國復雜水源的滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞控制技術體系，與作物種植方式、氣象因素和冠層結構適配的大型噴灌機及配套裝置，適于山丘區(qū)坡地均勻灌溉的關鍵裝備等。

問：我國在農(nóng)業(yè)節(jié)水技術與服務體系建設方面進展如何？農(nóng)業(yè)節(jié)水技術推廣還存在哪些問題？

顧濤：各地逐步構建了“產(chǎn)學研用”相結合的技術與服務體系，以灌區(qū)、灌溉試驗站、農(nóng)技推廣中心、新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體等為載體，開展農(nóng)業(yè)節(jié)水技術推廣應用，培養(yǎng)節(jié)水服務組織，強化工程管護，提供節(jié)水灌溉等服務。近年來，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術逐漸向集成技術應用轉變，田間用水向水肥一體化轉變，工程管護和技術服務向多元化、專業(yè)化、社會化轉變。

從發(fā)展角度看，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術推廣還存在著一些問題。一要進一步加強灌區(qū)骨干工程節(jié)水改造與田間節(jié)水灌溉技術升級。二要進一步完善節(jié)水灌溉工程長效管護機制，骨干工程專業(yè)化管護、田間工程社會化服務的技術服務體系仍需進一步的探索。三要進一步激發(fā)農(nóng)業(yè)節(jié)水的內(nèi)生動力，在節(jié)水效益轉化、水權水市場機制上加大研究力度。四要加大“水-土-鹽-糧-生”統(tǒng)籌力度，西北等部分水資源緊缺地區(qū)系統(tǒng)治理不到位，單純追求節(jié)水效果，存在生態(tài)效益受損風險。

問：如何進一步構建多層次、全方位的節(jié)水灌溉服務體系？

張寶忠：需以“技術鏈條”為支撐、“模式鏈條”為紐帶，實現(xiàn)技術創(chuàng)新與機制創(chuàng)新的深度融合，推動節(jié)水增效由單點突破向系統(tǒng)集成轉變。

在技術鏈條構建方面，要強化“試驗—示范—推廣—保障”的閉環(huán)體系。一是以國家灌溉試驗站網(wǎng)為核心，聯(lián)合地方農(nóng)業(yè)科研機構，建立區(qū)域性節(jié)水技術適配性試驗平臺，將節(jié)水技術本地化，形成“一站一策”的技術解決方案庫。二是健全技術推廣服務體系，優(yōu)化基層農(nóng)技人員配置，打造“縣有專家、鄉(xiāng)有骨干、村有能手”的三級技術隊伍。三是強化政策與金融協(xié)同保障，建立穩(wěn)定的財政投入機制，推動銀行開發(fā)“節(jié)水貸”專項產(chǎn)品，試點“節(jié)水設施保險”，形成財政引導、金融撬動、多元投入的良性格局。

在模式鏈條創(chuàng)新方面，要構建“主體協(xié)同、獎懲分明、分級共治”的運行格局。一是立足農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體多元化，形成“農(nóng)戶自主灌溉+合作社代灌+企業(yè)托管”的梯度服務模式，引導社會力量參與灌溉運維，推動由“賣水”向“賣服務”轉變。二是完善節(jié)水激勵與監(jiān)管機制，嚴格執(zhí)行用水定額管理，推行分類、分級、分檔的水價政策，對節(jié)水成效突出的主體給予水權獎勵或水費返還。三是構建分級管理體系，明確跨區(qū)域干渠及交界口由政府統(tǒng)一調(diào)度，確保水資源分配公平，支渠及田間工程推行村組共治共享，強化基層組織與農(nóng)戶的節(jié)水意識。