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技術(shù)創(chuàng)新如何推動(dòng)農(nóng)業(yè)節(jié)水深度變革

時(shí)間：2025-09-10 來源：中國水利報(bào)

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《關(guān)于全面構(gòu)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(shù)及服務(wù)體系是重要內(nèi)容。當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水有哪些關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新成果，如何突破瓶頸制約，未來重點(diǎn)開展哪些技術(shù)攻關(guān)，如何提升節(jié)水灌溉服務(wù)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(xué)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(dāng)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(shí)存在。我國農(nóng)業(yè)用水占國民經(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)；另一方面精準(zhǔn)灌溉、水肥協(xié)同等技術(shù)，促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，實(shí)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(jìn)，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)?；l(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(shí)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(xiàn)率超過40%。三是促進(jìn)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(fù)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(dòng)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(shù)的大規(guī)模應(yīng)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(shù)在農(nóng)業(yè)節(jié)水中的大量應(yīng)用催生出智慧節(jié)水、智慧灌溉和數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)等新業(yè)態(tài)新模式，促進(jìn)了節(jié)水產(chǎn)業(yè)的變革和新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。

問：當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)節(jié)水有哪些關(guān)鍵技術(shù)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(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)調(diào)控理論等方面形成了多學(xué)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(guān)鍵技術(shù)與設(shè)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(jī)、高效率制造裝備等“卡脖子”產(chǎn)品和裝備等全部實(shí)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(jì)量、監(jiān)測、自動(dòng)控制、智慧管控等關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)成果斐然，量水設(shè)備、自動(dòng)控制閘門、電磁閥、節(jié)能高效水泵等實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)，并得到廣泛推廣應(yīng)用。在技術(shù)示范推廣應(yīng)用方面，通過國家科技項(xiàng)目持續(xù)推進(jìn)技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用，水利部也適時(shí)發(fā)布了四批《國家成熟適用節(jié)水技術(shù)推廣目錄》，指導(dǎo)各地因地制宜推廣應(yīng)用84項(xiàng)節(jié)水灌溉技術(shù)。

張寶忠：在農(nóng)業(yè)節(jié)水基本理論、高效節(jié)水灌溉技術(shù)研發(fā)、農(nóng)業(yè)節(jié)水關(guān)鍵設(shè)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(gè)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(shù)和智能控制新模式，系統(tǒng)推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)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(shè)備及相關(guān)材料，實(shí)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(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)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(gòu)建適應(yīng)不同作物類型的節(jié)水技術(shù)集成模式，顯著提高水資源利用效率并推動(dòng)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

問：未來我國灌溉科技和裝備應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)哪些“卡脖子”技術(shù)？

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(jìn)口、仿制改進(jìn)的狀況，但與國際先進(jìn)水平存在一定差距。一是產(chǎn)品裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與核心方法仍需加大科技攻關(guān)，目前我國裝備全程數(shù)字化設(shè)計(jì)模型模擬精度比國際先進(jìn)水平低5%～10%。二是高端產(chǎn)品核心技術(shù)部分存在空白，高精尖節(jié)水產(chǎn)品裝備性能與國際先進(jìn)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(bǔ)償片式灌水器、比例施肥泵、大型變量灌溉噴灌機(jī)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(yīng)加強(qiáng)對復(fù)雜水質(zhì)與肥料耦合作用下高抗堵、耐腐的灌水器設(shè)計(jì)制造的研究。

張寶忠：未來我國的灌溉科技創(chuàng)新應(yīng)促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水向智慧化、精準(zhǔn)化、無人化方向轉(zhuǎn)變。重點(diǎn)攻關(guān)這幾個(gè)方面。一是在輸配水環(huán)節(jié)，重點(diǎn)突破精準(zhǔn)量測技術(shù)實(shí)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(zhǔn)量—測—控、智慧管控產(chǎn)品與裝備等領(lǐng)域與國外先進(jìn)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(rèn)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(shù)難題進(jìn)行攻克；基于精準(zhǔn)量—測—控的智慧管控平臺進(jìn)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(diǎn)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(guān)鍵技術(shù)。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(yīng)重點(diǎn)攻克作物生命需水信息高通量感知與智能預(yù)報(bào)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(shù)，北方旱區(qū)重點(diǎn)突破雨水綠色高效利用等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的作物生命需水靶向調(diào)控，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、高效、可持續(xù)的作物生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。三是在灌溉用水環(huán)節(jié)，重點(diǎn)研發(fā)高性能壓力補(bǔ)償?shù)喂喙嗨髋c不影響農(nóng)機(jī)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(fù)雜水源的滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞控制技術(shù)體系，與作物種植方式、氣象因素和冠層結(jié)構(gòu)適配的大型噴灌機(jī)及配套裝置，適于山丘區(qū)坡地均勻灌溉的關(guān)鍵裝備等。

問：我國在農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)與服務(wù)體系建設(shè)方面進(jìn)展如何？農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣還存在哪些問題？

顧濤：各地逐步構(gòu)建了“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的技術(shù)與服務(wù)體系，以灌區(qū)、灌溉試驗(yàn)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(shù)推廣應(yīng)用，培養(yǎng)節(jié)水服務(wù)組織，強(qiáng)化工程管護(hù)，提供節(jié)水灌溉等服務(wù)。近年來，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)逐漸向集成技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)變，田間用水向水肥一體化轉(zhuǎn)變，工程管護(hù)和技術(shù)服務(wù)向多元化、專業(yè)化、社會(huì)化轉(zhuǎn)變。

從發(fā)展角度看，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)推廣還存在著一些問題。一要進(jìn)一步加強(qiáng)灌區(qū)骨干工程節(jié)水改造與田間節(jié)水灌溉技術(shù)升級。二要進(jìn)一步完善節(jié)水灌溉工程長效管護(hù)機(jī)制，骨干工程專業(yè)化管護(hù)、田間工程社會(huì)化服務(wù)的技術(shù)服務(wù)體系仍需進(jìn)一步的探索。三要進(jìn)一步激發(fā)農(nóng)業(yè)節(jié)水的內(nèi)生動(dòng)力，在節(jié)水效益轉(zhuǎn)化、水權(quán)水市場機(jī)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(fēng)險(xiǎn)。

問：如何進(jìn)一步構(gòu)建多層次、全方位的節(jié)水灌溉服務(wù)體系？

張寶忠：需以“技術(shù)鏈條”為支撐、“模式鏈條”為紐帶，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與機(jī)制創(chuàng)新的深度融合，推動(dòng)節(jié)水增效由單點(diǎn)突破向系統(tǒng)集成轉(zhuǎn)變。

在技術(shù)鏈條構(gòu)建方面，要強(qiáng)化“試驗(yàn)—示范—推廣—保障”的閉環(huán)體系。一是以國家灌溉試驗(yàn)站網(wǎng)為核心，聯(lián)合地方農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)，建立區(qū)域性節(jié)水技術(shù)適配性試驗(yàn)平臺，將節(jié)水技術(shù)本地化，形成“一站一策”的技術(shù)解決方案庫。二是健全技術(shù)推廣服務(wù)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(shù)隊(duì)伍。三是強(qiáng)化政策與金融協(xié)同保障，建立穩(wěn)定的財(cái)政投入機(jī)制，推動(dòng)銀行開發(fā)“節(jié)水貸”專項(xiàng)產(chǎn)品，試點(diǎn)“節(jié)水設(shè)施保險(xiǎn)”，形成財(cái)政引導(dǎo)、金融撬動(dòng)、多元投入的良性格局。

在模式鏈條創(chuàng)新方面，要構(gòu)建“主體協(xié)同、獎(jiǎng)懲分明、分級共治”的運(yùn)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(wù)模式，引導(dǎo)社會(huì)力量參與灌溉運(yùn)維，推動(dòng)由“賣水”向“賣服務(wù)”轉(zhuǎn)變。二是完善節(jié)水激勵(lì)與監(jiān)管機(jī)制，嚴(yán)格執(zhí)行用水定額管理，推行分類、分級、分檔的水價(jià)政策，對節(jié)水成效突出的主體給予水權(quán)獎(jiǎng)勵(lì)或水費(fèi)返還。三是構(gòu)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(qiáng)化基層組織與農(nóng)戶的節(jié)水意識。