6月是收獲和生長(zhǎng)的季節(jié)，我國(guó)多種主要糧食作物的生長(zhǎng)進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，在北方，小麥進(jìn)入收獲前最后的階段，玉米剛剛出苗，水稻已經(jīng)基本完成插秧，再加上天氣炎熱，正是農(nóng)作物需水量最大的時(shí)候。氣象預(yù)測(cè)顯示，今年北方春天雨水偏多，夏季可能出現(xiàn)伏旱。

水是生命之源，也是農(nóng)業(yè)的命脈。水利設(shè)施的建設(shè)、水利技術(shù)的進(jìn)步對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人為調(diào)蓄和干預(yù)至關(guān)重要，對(duì)做好農(nóng)業(yè)防災(zāi)減災(zāi)，確保小康之年農(nóng)業(yè)豐收，筑牢脫貧攻堅(jiān)長(zhǎng)效基礎(chǔ)同樣具有特殊重要意義。

2020年5月，北京順義，麥田噴灌。 王穎 攝

進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)，農(nóng)田水利設(shè)施日漸完善，灌溉面積逐年上升，同時(shí)，農(nóng)田水利技術(shù)也從擴(kuò)大灌溉面積，逐漸轉(zhuǎn)向提高用水效率的用水方向，并努力向全自動(dòng)智能化高效灌溉目標(biāo)邁進(jìn)。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員姜文來(lái)日前向新京報(bào)記者介紹，我國(guó)是一個(gè)接近中度缺水的國(guó)家，人均占有淡水量只有2300立方米，同時(shí)，我國(guó)每年的農(nóng)業(yè)用水占全部用水的60%以上，因此，農(nóng)業(yè)節(jié)水至關(guān)重要，“如果農(nóng)業(yè)用水減少1%，就能節(jié)約出全北京市一年的用水量”。

千秋水利，一部與水斗爭(zhēng)的農(nóng)業(yè)史

中國(guó)有世界上最悠久的農(nóng)耕文明，傳說(shuō)中的大禹治水就是最早的水治理案例之一。到了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，已經(jīng)形成了引水、輸水、蓄水、配水、灌水等一整套完善的農(nóng)田灌溉體系，同時(shí)，還出現(xiàn)了最早的水利科學(xué)理論。這一時(shí)期興建的許多大型水利工程，如靈渠、鄭國(guó)渠、都江堰等，至今還發(fā)揮著重要的灌溉作用。到西漢時(shí)期，則出現(xiàn)了第一部農(nóng)田灌溉管理法規(guī)。

三國(guó)時(shí)代，江南地區(qū)的開(kāi)發(fā)日益成熟，水利設(shè)施的建設(shè)成就斐然，江南首次出現(xiàn)萬(wàn)頃規(guī)模的水田。至唐宋時(shí)期，灌溉工程已經(jīng)普及南北各地，江南成為新的糧食主產(chǎn)區(qū)，由水利驅(qū)動(dòng)的水車、水磨等機(jī)械在黃河流域、長(zhǎng)江流域乃至珠江流域普遍應(yīng)用。

水利天下，但水也有無(wú)情的一面，興修水利、灌溉農(nóng)田、治理洪水，貫穿了數(shù)千年農(nóng)耕歷史。

新中國(guó)成立以后，開(kāi)展了大規(guī)模的水利建設(shè)，修建了全世界最大規(guī)模和最復(fù)雜完備的水利工程體系，數(shù)十年中，建立了一整套中國(guó)特色的水治理體系。

數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)的堤防超過(guò)30萬(wàn)公里，是全世界規(guī)模最大的，水資源供給能力超過(guò)6000億立方米。同時(shí)，全國(guó)20.23億畝耕地中，有效灌溉面積為10.2億畝，節(jié)水灌溉面積達(dá)5.4億畝。據(jù)水利部公開(kāi)發(fā)布的消息顯示，“近40年來(lái)，全國(guó)灌溉面積增加3億畝、灌溉保證率不斷提高的同時(shí)，灌溉用水基本沒(méi)有增加，而糧食總產(chǎn)量和人均糧食占有量接連上了幾個(gè)臺(tái)階。”

淡水危機(jī)，比農(nóng)田更缺的農(nóng)業(yè)資源

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)糧食產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)多年穩(wěn)定在6億噸以上，口糧自給率超過(guò)95%，這其中，水利灌溉發(fā)揮了巨大的作用。

根據(jù)中國(guó)農(nóng)科院發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，占全國(guó)耕地一半的水澆地，出產(chǎn)了全國(guó)75%的糧食，以及90%以上的經(jīng)濟(jì)作物。

與此同時(shí)，水資源匱乏的問(wèn)題也日益突出，我國(guó)水資源總量占世界第六位，但是人均水資源量卻只有2300立方米,僅為世界平均水平的1/4,在世界排第110位，接近中度缺水的國(guó)家。

同時(shí)，每年6000億立方米的用水量中，60%以上用于農(nóng)業(yè)灌溉，許多地方仍舊使用大水漫灌的方式，灌溉效率極低。即便如此，每年的春耕、夏播，都會(huì)出現(xiàn)缺水的問(wèn)題，全國(guó)水資源綜合規(guī)劃成果顯示，我國(guó)農(nóng)業(yè)年平均缺水量為300億立方米，而北京市全年用水量為30億立方米左右，全國(guó)農(nóng)業(yè)缺水量相當(dāng)于10個(gè)北京市全市用水量。

盡管近年來(lái)，我國(guó)已經(jīng)加大節(jié)水技術(shù)的研發(fā)和推廣，農(nóng)業(yè)用水效率逐漸提高，但和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有較大的上升空間，姜文來(lái)介紹，“2010年到2018年，全國(guó)農(nóng)田灌溉水有效利用率提升了10.6%，年均提升1.3%，2018年灌溉水有效利用率為0.554。但和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化程度更高的國(guó)家相比，我們的農(nóng)田灌溉用水效率低了20%-30%”。

萬(wàn)億工程，新時(shí)代水利的增產(chǎn)計(jì)劃

“灌溉技術(shù)現(xiàn)代化是我們必須實(shí)現(xiàn)的，它灌溉效率更高，技術(shù)更先進(jìn)，對(duì)環(huán)境的影響更小”，姜文來(lái)說(shuō)。

2020年3月底，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所農(nóng)業(yè)布局與區(qū)域發(fā)展團(tuán)隊(duì)，在中國(guó)農(nóng)田灌溉用水效率方面研究取得新進(jìn)展，該研究揭示了我國(guó)農(nóng)田灌溉用水效率的時(shí)空變化。作為團(tuán)隊(duì)成員之一的姜文來(lái)說(shuō)，“在科學(xué)研究中，有一個(gè)農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)，即灌入田間可被作物吸收利用的水量與灌溉系統(tǒng)取用的灌溉總水量的比值，該值越高，灌溉系統(tǒng)輸水效率越高，灌溉水的利用率越高。通常認(rèn)為，大水漫灌比滴灌效率低30%左右，滴灌更節(jié)水。”

其實(shí)，在上世紀(jì)九十年代，我國(guó)就開(kāi)始推動(dòng)農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的發(fā)展推廣。目前，我國(guó)節(jié)水灌溉面積已達(dá)5.4億畝，占全國(guó)灌溉面積的一半。

在今天，更多的節(jié)水灌溉工程正在不斷建成，即便在疫情期間，許多工程也仍在推進(jìn)，據(jù)估算，當(dāng)前在建的節(jié)水供水工程有170多項(xiàng)，全部建成后，將增加7800萬(wàn)畝灌溉面積。水利部數(shù)據(jù)也顯示，今年將完成341處大型灌區(qū)、358處重點(diǎn)中型灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造目標(biāo)任務(wù)。

“人靠飯養(yǎng)，苗靠水長(zhǎng)”，水是生命之源，也是農(nóng)業(yè)的根基，而在淡水總量有限的情況下，提高灌溉用水效率，無(wú)疑是保證糧食生產(chǎn)乃至繼續(xù)增產(chǎn)的重要途徑，今天的水利工程，也正在向提高灌溉用水效率的方面轉(zhuǎn)變。

遼河斷流，一個(gè)農(nóng)業(yè)大縣灌溉轉(zhuǎn)型

2020年5月，內(nèi)蒙古通遼市科左中旗，玉米剛剛出苗，幾片細(xì)嫩的葉子在風(fēng)中搖曳，玉米苗的下面，是一行洇濕的土壤，深色的濕土把干燥的土地分成一行行細(xì)條。

科左中旗位于西遼河北岸，大片起伏的沖積、風(fēng)積平原，連接著松遼平原和內(nèi)蒙古高原。20多年前，這里還是水草豐茂的沃野，是當(dāng)?shù)刂饕挠衩追N植區(qū)之一。

上世紀(jì)末，1998年，西遼河斷流，整個(gè)科左中旗的所有農(nóng)田面臨灌溉難題。

內(nèi)蒙古通遼科左中旗，滴灌后的玉米田。受訪者供圖

科左中旗農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣員梅園雪告訴記者，玉米需水量大，整個(gè)種植期，需要澆水5-6遍，包括出苗水、苗期水、拔節(jié)水、楊花前水、灌漿水、收獲水等，根據(jù)降水量不同，略有變化，其中拔節(jié)、楊花前還要同時(shí)追肥。

梅園雪介紹，為解決灌溉問(wèn)題，最初，科左中旗采用打井抽水的方式，從1998年到2002年，打了很多井，打上來(lái)的井水依舊采用大水漫灌的方式。2008年，開(kāi)始嘗試噴灌，可以節(jié)約一部分農(nóng)業(yè)用水，但噴灌技術(shù)很快遇到了難題，首先是技術(shù)問(wèn)題，莊稼長(zhǎng)高以后，噴灌的效果很差，其次，噴灌是規(guī)?；墓嗨?，一個(gè)區(qū)域有500到1000畝，涉及很多家的承包地，大家經(jīng)濟(jì)情況不同，很難統(tǒng)一，一家人不交電費(fèi)，噴灌就很難進(jìn)行。此后，科左中旗嘗試過(guò)膜下滴灌、深埋滴灌等多種灌溉方式，但都因各種原因失敗。

2013年，當(dāng)?shù)匾晃患夹g(shù)員研發(fā)出淺埋滴灌的技術(shù)，將埋滴灌帶的位置，從原來(lái)的地下5-7厘米，升高到2-3厘米，在科左中旗推廣，此后，又研發(fā)出精準(zhǔn)控量的技術(shù)，針對(duì)不同作物、不同階段，供給不同水量。梅園雪說(shuō)，“可以說(shuō)，科左中旗花了20年，完成了灌溉轉(zhuǎn)型，找到了適合自己的灌溉技術(shù)，目前的淺埋滴灌，可以節(jié)水30%-40%”，梅園雪說(shuō)。

漫山桃花，被灌溉改變的荒山綠化

姜文來(lái)告訴記者，噴灌、滴灌都是節(jié)水效果較好的灌溉方式，適用于不同的情況。這些技術(shù)又有不同的細(xì)分，“比如新疆推廣使用的膜下滴灌技術(shù)，就是在滴灌的基礎(chǔ)上上面加一層塑料膜，更加提高了用水效率。在通遼大面積使用的是淺埋滴灌，就是將滴管直接埋在地下，也大大提升了用水效率”。

滴灌技術(shù)最早由以色列人發(fā)明，于上世紀(jì)末引入中國(guó)，目前已經(jīng)在全國(guó)各個(gè)地方廣泛使用，適用于大部分缺水、或水資源調(diào)動(dòng)困難的區(qū)域。

滴灌設(shè)備。受訪者供圖

在山東蒙陰，正是大櫻桃成熟的季節(jié)，當(dāng)?shù)貦烟覙?shù)、蜜桃樹(shù)大多種植在山坡上，普通灌溉方式難以實(shí)現(xiàn)，而且，果樹(shù)需水量最大的春夏之際，正是當(dāng)?shù)睾恿鞯目菟?，難以滿足灌溉需求。為此，當(dāng)?shù)匾源濉⒑献魃绲冉M織為單位，在山坡上建設(shè)蓄水池蓄水，通過(guò)滴灌管道，將蓄水池的水引到果園中進(jìn)行滴灌或噴灌。

在陜西延安蘋果產(chǎn)區(qū)，水肥一體的滴灌技術(shù)正在快速發(fā)展，一位當(dāng)?shù)睾献魃绲呢?fù)責(zé)人告訴記者，他們?cè)谔O果園里埋設(shè)滴灌管道，并設(shè)置肥料添加口，通過(guò)管道，既可以澆水，也可以追肥，“方便、直接，用水少，效果好，而且省人工”，目前，該技術(shù)已經(jīng)在當(dāng)?shù)囟鄠€(gè)縣域推廣普及。

2019年6月，一位延安果農(nóng)在果園里埋設(shè)滴灌帶。王巍 攝

“農(nóng)業(yè)節(jié)水在節(jié)水中最具有潛力，提高灌溉效率可以有效緩解農(nóng)業(yè)用水短缺，讓一滴水發(fā)揮更重要的作用，保障糧食安全。同時(shí)，農(nóng)業(yè)節(jié)水可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，農(nóng)業(yè)節(jié)水是農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展重要內(nèi)容，與生態(tài)文明建設(shè)密切相關(guān)”，姜文來(lái)說(shuō)，“2018年，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水量為3693億立方米，占總用水量6015億立方米的61.4%。如果農(nóng)業(yè)用水減少1%，那么就能減少農(nóng)業(yè)用水量37億立方米左右，相當(dāng)于比北京市全年用水量還多。”

未來(lái)水利，全自動(dòng)智能化高效灌溉

值得注意的是，盡管我國(guó)農(nóng)田灌溉用水效率逐年提升，但和農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平仍有差距，姜文來(lái)說(shuō)，“這其中有許多原因，一是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較低，在高效節(jié)水方面投入有限。二是我國(guó)農(nóng)田節(jié)水技術(shù)起步較晚，需要一定時(shí)間提升。三是有些灌溉技術(shù)，還存在和我國(guó)國(guó)情相適應(yīng)的過(guò)程，比如家庭承包的小塊土地，會(huì)限制一些技術(shù)的應(yīng)用。四是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)價(jià)值較低，收益不高，影響農(nóng)民建設(shè)農(nóng)田的積極性”。

此外，在我國(guó)，不同區(qū)域之間的灌溉用水效率也存在較大差異，姜文來(lái)說(shuō)，“目前主要表現(xiàn)為東部高于西部、北部高于南部、南北差異增大，如2018年?yáng)|部的山東比西部的甘肅高出14.5%，北部的遼寧比南部的湖南高出14.3%。農(nóng)田灌溉用水效率的高低與水資源短缺、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，凡是水資源短缺且經(jīng)濟(jì)水平高地區(qū)，重視農(nóng)業(yè)節(jié)水工作，同時(shí)有經(jīng)濟(jì)資源可以投入農(nóng)田水利工程，農(nóng)田灌溉用水效率就高”。

提高農(nóng)田灌溉用水效率，用更少的水，灌溉更多的農(nóng)作物，既是解決水資源匱乏的重要途徑，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路，“這些年來(lái)，我國(guó)一直在推動(dòng)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展和普及，隨著生態(tài)發(fā)展觀念的深入，未來(lái)這方面必然會(huì)有更大的作為”，姜文來(lái)說(shuō)。

水肥一體智能灌溉設(shè)備。受訪者供圖

噴灌、滴灌、水肥一體等技術(shù)逐漸推廣，未來(lái)會(huì)不會(huì)有更好的節(jié)水灌溉技術(shù)？姜文來(lái)說(shuō)，“從目前的發(fā)展來(lái)看，未來(lái)的灌溉技術(shù)是會(huì)更加現(xiàn)代化、智能化。比如通過(guò)各種探頭獲得作物需求的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)科學(xué)的計(jì)算，然后實(shí)施精準(zhǔn)灌溉，在灌溉時(shí)間、灌溉量、灌溉用水等方面，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，效率會(huì)更高。”