■农业与生态节水的应用基础理论研究亟需加强
■尽快建立国家农业节水灌溉试验与监测网络系统
■常规节水技术的改进与大规模推广应用是提高我国农业用水效率的关键
农业是我国的用水大户,约占总用水量的70%,而农业用水的90%是灌溉用水。资料显示,按正常需要和不超采地下水,我国年缺水总量约为300亿~400亿立方米,每年农田受旱面积700万~2000万公顷,因缺水少生产粮食350亿~400亿公斤。水资源短缺已经成为我国尤其是北方地区经济社会发展的严重制约因素。
解决水短缺问题,节水是重要途径,而节水首先要在农业上做好文章。
3月19~20日,以“节水农业理论、技术与体制创新及未来研究热点”为主题的中国科协第84次“青年科学家论坛”在北京举行。
关注节水农业的现状、研讨实践中遇到的问题、探讨今后发展的重点,与会科学家从理论创新、技术创新、设备与产品创新、体制创新与发展政策4大方面为节水农业出谋划策。他们一致认为,我国水资源供需矛盾日益尖锐、农业用水效率低、水污染问题突出,已成为严重制约经济社会可持续发展的瓶颈。在农业用水量基本保持4000亿立方米的状况下,我国农业的发展必须走节水高效的道路。发展现代节水农业是保障我国人口高峰期食物安全、水安全、生态安全及整个国家安全的重大战略。
近年来,我国在节水农业应用基础理论研究、节水农业前沿与关键技术、节水农业关键设备与重大产品研发及产业化、节水农业技术体系集成模式与示范区建设等方面取得了较大进展。但在节水农业的投入、政策、科技等方面存在着严重不足,节水农业发展进程中遇到了一系列复杂的新问题和新矛盾。
尤其值得关注的是,我国目前开展的节水示范项目较多涉及农业与生态节水的具体技术和产品,对农业与生态节水的应用基础理论研究未给予足够的重视,使农业与生态节水工作还缺乏科学的应用基础理论指导和前沿技术储备。导致我国节水农业的发展现状与世界发达国家的水平及我国国民经济持续快速发展的要求还有较大的差距。
我国节水农业科技领域与国外的差距主要表现为:全国性和区域性的节水农业试验与监测网络还未形成,缺乏节水农业发展所需要的基础数据积累和对农业用水状况的有效监测与控制;节水农业应用基础研究薄弱,特别是对节水农业发展起关键作用的从纯基础到应用层面的应用基础研究还很欠缺,在农田尺度水分高效利用的应用基础区域节水高效和对环境友好的农业用水优化模式等方面的研究深度还很不够;根据不同地区特点研究的单项农业节水技术较多,但还缺乏适合不同地区采用的标准化、模式化、集成化的农业节水综合技术体系和应用模式;节水农业设备与产品功能单一、性能不稳定和耐久性差;节水农业发展政策和制度研究滞后。
目前,还没有形成适合我国国情的节水农业技术体系和应用模式,必须加强节水农业的理论、技术、设备和体制创新,促进节水农业的快速和健康发展。
学者们经过热烈的讨论和交流,梳理出了一系列有关促进节水农业科学研究与技术发展的理论、技术问题,提出了促进我国节水农业发展科技创新的建议:
加强节水农业建设,建立中国特色的节水高效农业技术体系与发展模式
节水农业的发展要有科学的规划,要突出提高农业用水效率和效益(包括经济、生态和社会效益);抓住节水农业的区域布局和节水环节选择这两个关键。未来20年我国农业节水的区域重点仍然是在北方,特别是西北和黄淮海平原地区。我国农业节水的重点在田间。要建立适合不同区域特点的节水农业模式。
除继续开展大、中灌区续建配套与节水改造外,应加大建设节水灌溉与旱作节水示范县(基地)的力度,推动节水农业综合模式的推广与普及,促进节水农业的健康发展。
加强节水农业理论创新,为我国节水农业发展提供基础数据和理论储备
围绕作物高效用水的生理与分子生物学基础,挖掘作物本身节水潜力与创造农田高效用水环境的时空亏缺控制灌溉理论,构建作物水分高效利用理想群体结构、根系构型及根冠关系的理论和方法,作物需水信息采集与农业节水技术与模式数字化设计理论等重点领域进行节水农业的理论创新。
力求通过理论创新,在植物高效用水调控与非充分灌溉理论,节水灌溉条件下水转化理论及尺度效应,多种植物组合层次的需水估算及灌溉节水潜力计算,节水灌溉的区域水土环境效应评估与调控等重点领域建立新理论、提出新方法。
国家重大基础性研究计划与国家自然科学基金应对节水农业发展的重大理论问题的研究给予更多关注。
加强现代节水农业技术创新,为构建具有中国特色的节水农业技术体系提供支持
我国节水农业未来20年的技术创新方向是:利用现代生物技术挖掘植物抗旱节水基因和培育抗旱节水品种、利用植物本身生理功能调节和挖掘植物本身的节水潜力,提升生物节水技术和促进作物水分利用效率的提高;利用现代信息技术,开发作物水分信息采集与精量控制灌溉技术以及农业节水模式的数字化设计技术,提升传统节水技术的现代化水平;利用现代新材料技术,解决节水设备与产品研发中的材料与工艺问题,提升农业节水关键设备与重大产品的技术水平;进一步推进常规节水技术的标准化、模式化、集成化,促进常规技术的升级和大规模的应用。
节水农业技术创新的重点领域是:农业节水技术与模式数字化设计;抗旱节水作物新品种高效、快速选育技术;作物需水信息采集与田间精量控制灌溉技术;作物高效用水生理调控与非充分灌溉技术;非常规水资源化开发与灌溉利用技术等。
加强节水农业产品设备的产业化开发,积极培育节水灌溉产品与设备产业、节水制剂与材料产业集团
节水农业设备与产品创新的重点是:高性能灌水器、管道材料及关键设备;中小型节水设备与机具;环保型覆盖材料等。
为了促进我国节水农业产品与设备的产业化开发,应该建立有效的节水农业产品质量监督机制,强化监督检测机构职能;积极开展节水农业产品认证工作,建立健全市场准入制度;健全和完善节水农业产品标准体系,建设完整的质量监测与评价指标体系;加强国际合作与交流,使节水农业产品标准与检测水平尽快与国际接轨;企业应加大科技投入,以技术进步带动产品质量的提高与改进。
加强节水农业体制创新,为节水农业的可持续发展提供制度保障
应建立农业节水效益补偿机制,包括建立农业节水的经济效益与生态效益互相补偿机制、农业用水使用权转让补偿机制、行业用水转移效益补偿机制、区域用水转移的效益补偿机制;形成健全的水市场;形成节水农业发展的有效投入机制,充分调动节水主体(农民)的积极性;建立健全的农业用水监测与评估体系与科研推广体系;建立相应的技术标准和政策法规体系。
加强节水农业创新基地建设,加大节水高效农业科研投资力度,提高节水农业研究领域的创新能力
在我国国家重点实验室建设规划,特别是农业领域国家重点实验室建设规划中,应充分考虑到节水农业的重要性,设置节水农业方向的国家重点实验室。水利部、农业部和教育部等部门应在部门重点实验室建设中对节水农业方向给予关注。
应建设国家节水灌溉试验与监测网络,加强农业用水的定量控制和有效监测。国家节水灌溉试验与监测网络建设与运行的投入应由国家财政拨款解决。应继续对现有国家节水灌溉工程技术研究中心给予支持。国家有关部门在“十一五”期间,应继续把节水农业作为国家重大科技专项给予支持,并在应用基础理论层面对节水农业立项进行深入研究。