黄河水资源量就这么多,不能把水当作无限供给的资源,要大力发展节水产业和技术,大力推进农业节水。60多年来,位于河南新乡的中国农业科学院农田灌溉研究所,把论文写在中国大地上,成为黄河流域发展节水农业的“最强大脑”。如何节约黄河水灌溉农田,来听听他们有哪些高招儿。
节水理念引领时代
“这是我们发明的节水喷头、喷灌机,在国内已普遍应用。”1月19日,中国农业科学院农田灌溉研究所所长助理王景雷介绍,1986年,该所首次提出了节水农业的概念,全力研究节水农业,引领了我国农业节水新方向。
这样一个权威研究机构怎么会来到我省的黄河岸边?王景雷介绍,建国初,人民胜利渠建成投用,结束了黄河下游“百害而无一利”的局面,由于缺乏排水系统,导致地下水位升高,造成农田盐碱化,在治理农田盐碱化的会战中,农田灌溉研究所1963年奉命从北京搬迁至河南新乡。
从上世纪80年代中期起,农田灌溉研究所的主要“使命”从治理盐碱变为节水灌溉,陆续创制了一批重大关键装备,促进了我国灌溉产业发展。“中原系列节水喷头,有金属摇臂式、仰角可调式等,填补了国内多项空白。”王景雷说,获得国家科技奖励3项,由于各种系列喷头可以控制流量,节水效果明显,引起众多企业模仿,如今已十分普及,成为农田节水的利器。
截至12月底,农田灌溉研究所在职158人,专技人员135人,其中博士50人,硕士45人,两个国家级科研平台和10个省部级科研平台,强大的科研队伍,制定了国家灌排行业标准,推动了我国节水灌溉产品的系列化、标准化和通用化,促进了我国农田灌溉事业健康发展。
智慧灌溉更加精准
“只要土壤干旱,就会形成土壤负压,利用这种自然能量,就会启动滴灌系统实施精准灌溉。”在该所的现代智慧灌溉科技展示园,农田灌溉研究所研究员冯俊杰指着一座刚获得专利设施介绍。
智慧灌溉科技展示园占地10亩,浓缩了该所近年来的研究成果,现展现了从“源头”到“龙头”的智慧灌溉系统。农田多源信息采集技术,结合了土壤水动力学和热传导理论,对气象信息、土壤墒情、温度分布信息等交叉校核,实现了对区域内土壤湿润层含水量的精准预测;农田信息发送至“云端”,根据历史上积累的大量参数,系统可自动对农田进行灌溉。
“插入式滴灌技术和设备,这也是我们的最新发明。”冯俊杰说,这种设备把细细的插管直接插入农作物根部,直接把水、肥滴灌到作物根部,既能高效供给作物水分,减少水分蒸发,又能有效降低作物周边的湿度,减少病虫害发生。
“2016年以来,我们大力发展智慧灌溉技术,采用云计算、物联网、现代通信、纳米材料等诸多新技术,让灌溉更加精准,用水也更节约。”王景雷说,截至2020年年底,该所共获得国家专利426项,获得科研成果奖励171项,其中12项获得国家科技进步奖。
科研助推节水农业
天气干旱,需要浇灌,这些模糊的传统概念,在新乡县七里营镇中国农业科学院新乡综合试验基地内,科研人员正在把这些概念变成一组组数据。
在基地里的农业农村部作物需水与调控重点实验室中,科研人员正在测量土壤中的营养成分,以掌握作物水、肥供应。“根据我们长期研究,在保障高产稳产前提下,华北地区一亩小麦全生长周期内需要用水287立方米,玉米需水270立方米,现在是越冬期,小麦需水量最少,每亩供水13.3立方米就可以。”实验室主任高阳说,供水太多就会浪费,供水太少,就会影响产量,如何更加节水的情况下保障高产,还有很多问题需要研究。
农田灌溉研究所所长黄修桥介绍,近些年,通过开展大中型灌区节水改造和推进田间灌溉节水,2019年度黄河流域大型灌区灌溉水有效利用系数达到0.498,粮食作物水分生产效率达1.8千克/立方米左右,均高于全国平均水平,但与发达国家的差距明显,引黄灌区农业节水潜力巨大。