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——中国农业节水和农村供水技术协会“专家谈农业节水化”专题报告
加快科技创新支撑农业节水化
  中国农业科学院农田灌溉研究所所长     黄修桥  
    编辑:管理员 归档时间:2020/7/24    

一、农业节水化是必然选择

2020年6月9日,习近平总书记赴宁夏考察时提出农业要节水化,为我国农业节水发展指明了方向。中国以占世界6%的可更新水资源、9%的耕地,养活了世界22%的人口,高效灌溉功不可没。我国农业用水量占国民经济用水总量的60%左右,现状多年平均灌溉缺水量约300亿立方米,农业用水效率为55%左右,水资源总体紧张与利用效率偏低并存。农业节水化是全面提升水资源利用效率、保障国家粮食安全和水安全的必然选择。

二、农业节水化核心科技支撑

实现农业节水化,需要靠政策、投入、科技共同推动,其中先进适用的科技支撑是关键。起核心作用的理论、技术、产品包括:

(一)基础理论

1.基于生物学原理的作物需水过程与调控理论

作物高效节水调控的理论基础包括作物生长冗余调控与缺水补偿效应理论、根冠通讯理论、作物控水调质理论和有限水量最优分配理论。在作物生命需水信息监测和采集的基础上,确定主要农作物高效灌溉控制指标,开发与高效节水灌溉模式相配套的灌水技术与农艺措施,构建基于作物生命需水信息的高效节水灌溉决策支持系统。

2.适水农业理论

适水农业就是要以水定农业规模、以水定种植结构、以水定作物产量,控制水资源开发利用的不利环境影响,保障水资源可持续利用和农业可持续发展。根据不同区域水资源特点,优化种植结构、合理配置农业水资源,创建区域节水增效技术集成应用模式,通过系统设计、协同推进,以水定种、以水限产、提质增效。

3.基于可持续性发展的节水生态型灌区理论

生态节水型灌区是传统灌区的继承和发展,既拥有较高的生产力,又能实现与水资源和灌区生态环境的协调发展,是“自然—社会—经济—生态”可持续和谐发展的灌区。探索建设供给与需求结合、以需求为主、兼顾生态的新型灌区,实现节水高效、环境友好的目标。

4.基于系统论的农业水资源开发利用及水量水质调配理论

运用统筹学和系统论相关知识,构建水量水质模拟与调度耦合模型,科学合理、高效利用农业水资源,以达到经济效益、社会效益和生态效益的平衡,通过水土资源的时空格局优化实现区域尺度的农业节水。

(二)技术与产品

1.基于现代生物技术的节水抗旱品种选育

利用基因编辑技术、品种分子设计技术等现代生物技术手段,改良培育抗旱节水新品种,筛选高水分利用效率(WUE)作物类型,挖掘作物本身的生理和基因节水潜力。与节水农业相关的生物技术研究涉及抗旱的生物机制、生物代谢、信号传导、基因定位及遗传资源的筛选鉴定、基因分离,培育抗旱高产品种。

2.基于现代信息学的智慧灌溉技术

现代信息学的快速发展,将农业灌溉技术提升到“高效、精准、智能”的新时代。基于物联网、3S技术、大数据、人工智能等现代技术方法,将信息处理、移动通讯、系统工程和自动控制领域的先进理念和产品融为一体,构建灌溉服务云平台,研发灌溉时空信息快速感知、实时传输、自动处理及精准控制的智慧灌溉系统,实现农作物精准智能灌溉。

3.现代农业节水装备与产品创制

与现代制造工艺、人工智能、新材料、物联网等深度融合,开展新兴交叉学科联合科技攻关,加强灌排装备理论研究和自主创新,发展高效、节能和环保的技术和产品。创制节能高效供水设备、高效过滤装置、低压管道输水设备、渠系量配水设备、高效喷、微灌机械、智能水肥一体机等,推进农业灌溉信息化、智能化和网络化。探索通过根系、气孔调控的节水抗旱机理,研发绿色环保节水抗旱制剂。

4.现代化农田建设技术与标准

注重经济、社会、生态效益评价并重,开展现代化农田建设前的区域适宜性评价、项目建设后的效益评估研究;结合现代数字测绘技术,急需攻克土地快速平整、沟渠(管网)优化设计、生态渠系施工工艺等相关技术标准,确保规划设计和方案编制更加科学、合理。

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