黃河節(jié)水灌溉 咱有“最強(qiáng)大腦”

圖／王偉賓

在黃河水的用途當(dāng)中，農(nóng)業(yè)灌溉占大頭。但黃河水資源量有限，必須大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水，才能讓黃河水發(fā)揮最大作用。位于新鄉(xiāng)的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所，把論文寫在大地上，成為黃河流域發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的“最強(qiáng)大腦”。如何在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中節(jié)約黃河水，來聽聽這些科研人員有哪些高招兒。

節(jié)水科研成績顯著

“這是我們發(fā)明的節(jié)水噴頭、噴灌機(jī)，在國內(nèi)已普遍使用?！?月25日，該所所長助理王景雷介紹，1986年，農(nóng)灌所在國內(nèi)首次提出了節(jié)水農(nóng)業(yè)的概念，全力研究節(jié)水農(nóng)業(yè)，引領(lǐng)了我國農(nóng)業(yè)節(jié)水新方向。

這樣一個(gè)權(quán)威研究機(jī)構(gòu)怎么會(huì)來到我省的黃河岸邊？王景雷介紹，新中國成立之初，人民勝利渠建成投用，結(jié)束了黃河下游“百害而無一利”的局面。但由于缺乏排水系統(tǒng)，導(dǎo)致地下水位升高，造成農(nóng)田鹽堿化。在治理農(nóng)田鹽堿化的會(huì)戰(zhàn)中，1963年農(nóng)灌所奉命從北京搬遷至新鄉(xiāng)。

從上世紀(jì)80年代中期開始，農(nóng)灌所的主要“使命”從治理鹽堿變?yōu)楣?jié)水灌溉，陸續(xù)創(chuàng)制了一批重大關(guān)鍵裝備，促進(jìn)了我國節(jié)水灌溉產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！爸性盗泄?jié)水噴頭，包括金屬搖臂式、仰角可調(diào)式等，填補(bǔ)了國內(nèi)多項(xiàng)空白，獲得國家科技獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)?！蓖蹙袄渍f，由于各系列噴頭可以控制流量，節(jié)水效果明顯，引來眾多企業(yè)模仿，如今已十分普及，成為農(nóng)田節(jié)水的利器。

豐富的成果源自強(qiáng)大的科研力量。截至2020年12月底，在農(nóng)灌所158名在職職工中，有專業(yè)技術(shù)人員135人，其中博士50人、碩士45人；擁有兩個(gè)國家級(jí)科研平臺(tái)和10個(gè)省部級(jí)科研平臺(tái)；制定了國家灌排行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)了我國節(jié)水灌溉產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，促進(jìn)了我國農(nóng)田灌溉事業(yè)健康發(fā)展。

智慧灌溉更加精準(zhǔn)

“只要土壤干旱，就會(huì)形成土壤負(fù)壓，利用這種自然能量，就能啟動(dòng)滴灌系統(tǒng)?！痹谵r(nóng)灌所的現(xiàn)代智慧灌溉科技展示園，研究員馮俊杰指著一套剛獲得專利的設(shè)施介紹。

該科技展示園占地10畝，濃縮了該所近年來的研究成果，展現(xiàn)了智慧灌溉系統(tǒng)是如何從“源頭”到“龍頭”的。農(nóng)田多源信息采集技術(shù)，結(jié)合了土壤水動(dòng)力學(xué)和熱傳導(dǎo)理論，對(duì)氣象信息、土壤墑情、溫度分布信息等交叉校核，實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域內(nèi)土壤濕潤層含水量的精準(zhǔn)預(yù)測；農(nóng)田信息發(fā)送至“云端”，根據(jù)歷史上積累的大量參數(shù)，系統(tǒng)即可自動(dòng)對(duì)農(nóng)田進(jìn)行灌溉。

“插入式滴灌技術(shù)和設(shè)備，是我們的最新發(fā)明。”馮俊杰說，這種設(shè)備把細(xì)細(xì)的插桿直接插入農(nóng)作物根部，可把水、肥滴灌到作物根部。從澆地、澆苗到澆根，既能高效供給作物水分，減少水分蒸發(fā)，又能有效降低作物周邊的濕度，減少病蟲害發(fā)生。

“2016年以來，我們大力發(fā)展智慧灌溉技術(shù)，采用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、現(xiàn)代通信、納米材料等諸多新技術(shù)，讓灌溉更加精準(zhǔn)，用水也更節(jié)約。”王景雷說，截至2020年年底，所里共獲得國家專利426項(xiàng)，獲得科研成果獎(jiǎng)勵(lì)171項(xiàng)，其中包括12項(xiàng)國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

科研助推節(jié)水農(nóng)業(yè)

天氣干旱，需要澆灌，這是千百年來形成的傳統(tǒng)觀念。在位于新鄉(xiāng)縣七里營鎮(zhèn)的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)綜合試驗(yàn)基地內(nèi)，科研人員正在把這些傳統(tǒng)觀念變成一組組詳實(shí)數(shù)據(jù)。

在基地的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物需水與調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中，科研人員正在測量土壤中的營養(yǎng)成分，以掌握作物水、肥供應(yīng)?！案鶕?jù)我們長期研究，在保障高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)前提下，華北地區(qū)一畝小麥全生長周期內(nèi)需要用水287立方米、玉米需水270立方米?，F(xiàn)在是越冬期，小麥需水量最少，每畝供水13．3立方米就可以?！睂?shí)驗(yàn)室主任高

陽說，供水太多就會(huì)浪費(fèi)，供水太少就會(huì)影響產(chǎn)量，如何在更加節(jié)水的情況下保障高產(chǎn)，還有很多問題需要研究。

據(jù)農(nóng)灌所所長黃修橋介紹，近些年，通過開展大中型灌區(qū)節(jié)水改造和推進(jìn)田間灌溉節(jié)水，2019年度黃河流域大型灌區(qū)灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到0．498，糧食作物水分生產(chǎn)率達(dá)1．8千克／立方米，均高于全國平均水平。但仍與發(fā)達(dá)國家差距明顯，引黃灌區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水還有很大的發(fā)展空間。