现代农业科技革命与我国节水农业的发展

现代农业科技革命与我国节水农业的发展山宝琴,刘亚锋(延安职业技术学院,陕西延安716000)摘要21世纪我国农业可持续发展面临着严重的水危机,解决危机的基本出路在于依靠科学技术大力发展现代节水高效农业。

介绍了节水农业研究在现代科技革命中的地位以及新的农业科技革命对节水农业发展的贡献。

阐述了目前节水农业发展中的若干科技问题和展望。

关键词农业科技革命;节水农业;农业可持续发展中图分类号F303文献标识码 A 文章编号0517-6611(2007)19-05902-02S c ie n t ific-T e c h n o lo g ic a l R e v o lu tio n o f M od e rn Ag ricu lture a n d D e v e lopm e n t o f W a te r-s av in g A g ric u lture in Ch in aSHAN B a o-q in e t a l(Y an an V oca tion a l T ech n o log y In stitu te,Y an an,S h aan x i716000)A b s tra c t T h e cr isis o f w a te r su pp lyfo r ag ricu ltu re w a s m o re seve re r th aneve r in th e21st cen tu ry.T h e on ly ou tle t fo r re so lv in g th e con tradictionto de-ve lop th e w a te r e fficien t a g ricu ltu re depen ded onth e inn o va tion o f scien ce and te chn o logy.T h e s ta tu s th a t w a te r-sav i n g ag ricu ltu re loca ted on m ode rn sci-en tific-tech n o lo g ica l re vo lu tion and th e con tribu tion o f th e n ewag r icu ltu ra l scien tific-tech n o log ica l revo lu tionto th e de ve lopm en t o f w a te r-sav in g a gr icu ltu re w e re an a ly zed.F in a lly,so m e prob lem s e x is ted an d prospects on th e deve lopm en t o f w a te r-sa v in g ag ricu ltu re w e re de scr ibed.K e y w o rd s A gr icu ltu ra l scien tific-tech n o log ica l rev o lu tion;W a te r-sav in g ag r icu ltu re;A g ricu ltu ra l su s ta in ab le de ve lopm en t引起世界“绿色革命”的诺贝尔和平奖获得者B or la ug认为:“我们如何在有限可能利用的水资源条件下,生产更多的食物来满足日益快速增长的人口需要,不可置疑的结论是,人类在21世纪需要开展‘蓝色革命’———让每一滴水生产出更多粮食,去继续完成20世纪‘绿色革命’的使命,科学技术的发展在召唤我们走上这条道路[1]。

”我国是世界严重缺水的国家之一,农业、工业和生活用水矛盾比较突出。

我国农业用水占总用水量的70%以上,主要消耗于灌溉。

但是灌溉水利用率仅为40%左右,而一些发达国家可达到80%以上,灌溉水生产率不足1.0k g/m3,远远低于发达国家2.0k g/m3的水平,说明农业节水是节水的关键。

因此建设节水农业技术创新体系和产业体系是我国农业可持续发展的必然选择。

1节水农业研究在现代科技革命中的地位1.1节水农业水是农业的命脉,是发展农业生产的基本要素。

在各种自然灾害中,旱灾居于首位。

据统计,在世界范围内,干旱缺水对农业和社会造成的损失相当于其他各种自然灾害造成的损失的总和。

我国水资源供需矛盾日益尖锐,农业用水浪费严重,已成为严重制约我国农业可持续发展的瓶颈。

未来相当长的时间内,我国缺水问题要通过节水来解决,发展节水农业是关键。

关于节水农业的概念在国内学术界众说不一,大致有2种观点:①认为节水农业就是节水灌溉农业;②强调节水农业重视降水和灌溉水利用率的同步提高。

其共同特点是强调在充分利用降水的前提下,节约灌溉用水量[2]。

山仑院士认为节水农业是指在充分利用自然降水的前提下,尽量减少灌溉用水量的农业生产方式[3]。

笔者认为这一概念是科学的。

依照这一概念,节水农业要解决的中心问题是如何提高农业生产中水的利用率和利用效率。

1.2 节水农业研究在现代科技革命中的地位21世纪我国农业可持续发展面临着严重的水危机,解决危机的根本出路在于依靠科学技术大力发展现代节水高效农业。

科学技术是实现节水农业目标和任务的支撑与保证。

灌溉技术作为作者简介山宝琴(1970-),女,新疆乌鲁木齐人,讲师,从事植物分类教学与科研工作。

收稿日期2007-03-22近代农业科学发展的组成部分在农业技术和生产发展中产生了巨大的推动作用。

20世纪中叶以来科学技术出现了新的重大突破,农业灌溉由过去丰水高产型灌溉向节水优产型的非充分灌溉,以及充分考虑作物生理特性的主动施加有益亏水度的调亏灌溉,畦灌向喷微灌、单一灌向肥药联用以及多种现代覆盖材料等方向发展。

农业节水的技术创新和这些创新技术集成的现代节水系统工程的推广应用,将使农业高效节水产生新的突破,对解决我国农业可持续发展的水危机和促进我国农业的再次飞跃产生深远影响。

2现代农业科技革命与我国节水农业的发展近十几年来,我国在节水农业领域实施了一系列重大研发项目,包括国家重大科技专项,国家科技重点攻关项目,国家自然科学基金重大项目,国家重大科技产业工程项目等。

这些项目的开展与完成提高了我国节水农业的应用基础理论研究水平,推动与促进了节水农业新产品、新材料研究开发与产业化,推动了节水农业领域的科技进步,形成了鲜明的特色和一定的优势。

2.1 节水农业应用基础理论研究与关键技术(1)华北、西北等地科研单位通过田间观测和优化分析,研究提出以节水增产为目标的冬小麦优化灌溉制度,按照作物生长期灌水的最佳效应,以提高单位水的生产率为目标,从灌水次数和灌水量上进行调控,尽可能减少非关键性的灌水次数与灌水量,达到既省水又增产的目的。

这种优化后的冬小麦灌溉制度,比常规每公顷节水1200～1500m3,是缓解北方冬小麦产区水资源短缺的重要途径之一。

(2)我国学者探索了大田作物调亏灌溉技术的增产机理,总结出了适合不同地区不同条件下采用的大田灌溉综合技术模式。

建立的玉米、小麦、棉花等大田作物的最佳调亏灌溉综合技术体系,已在山西、陕西、甘肃、新疆、河北等地推广应用。

(3)控制性作物根系分区交替灌溉节水技术体系是多学科交叉渗透产生的新技术,突破了传统的作物用水方式和节水理念,实现了节水理论与技术创新,由仅考虑时间上的调亏或水量的优化分配转变为把根系空间湿润方式与作物节水联系起来,为旱区农业节水开辟了新的有效途径[4]。

控制安徽农业科学,Jou rn a l o f A n h u i A g ri.S ci.2007,35(19):5902-5903责任编辑李布青责任校对俞洁性玉米根系分区隔沟交替灌溉方式应用示范取得了明显的节水效果,在甘肃民勤沙漠绿洲区年降水量100m m的地区推广应用,节水40%。

2.2节水灌溉技术与设备的研究开发我国在节水灌溉技术与新产品研究开发方面发展较快,研制的各种喷灌机具、微灌设备、滴灌材料已广泛应用于生产。

微灌技术应用研究与设备研制得到较大面积应用推广,到2000年底全国微灌面积已达23.6万hm2,取得了较大的经济效益和社会效益。

我国低压管道输水灌溉技术成果获得部门和国家的奖励,到2000年底全国灌溉用水管道累计长度约为88.5万m,灌溉面积达590万hm2。

新疆的地膜覆盖作物膜下滴灌作为灌溉技术的一场革命,引起学术界和政府部门的高度重视。

膜下滴灌目前已在新疆干旱区应用10.67万hm2。

我国开展的坐水种为特色的播种机械的研究,开发了穴播、穴灌、条播、条灌机械设备,解决了春播出苗的困难。

2.3节水农业技术体系集成雨水集蓄利用技术发展较快,已初步形成了具有中国特色的雨水集蓄利用技术体系。

目前我国已建成水窖、水池、水塘坝等小型工程1200万处,蓄水160亿m3,初步解决了3600万人的饮用水问题,为近266.7万hm2旱作农田提供了补水灌溉水源,使近3000万人有了较稳定的水利条件,开始摆脱缺水的束缚和困扰。

经过数十年的发展,雨水集蓄利用已成为我国干旱缺水地区人民改善农业生产条件,提高粮食单产,保护生态环境,发展经济脱贫致富的重要手段。

3节水农业发展中的若干科技问题3.1 非充分灌溉制度的建立自20世纪80年代以来的研究证实,水分亏缺不总是降低产量,许多作物和果树在一定生育阶段适度缺水对增产有利,作物水分利用效率的高位往往是在中等供水条件下,而不是充分供水条件下获得的,采取相应措施使节水和增产的目标同时实现是可以做到的。

这一认识在田间试验和生产实践中不断得到验证,这是建立非充分灌溉制度的理论与实践基础[5]。

非充分灌溉理论的初步阐明无疑给建立相应的灌溉制度创造了条件,但要真正付诸实施还必须做许多工作,进行更深入的研究。

3.2半干旱地区旱作农业的节水增产潜力半干旱地区旱地平均每公顷产量大约1500kg,严重年份仅几百k g,降水利用率和作物水分利用效率均处于较低水平,无论从产量还是从水分利用率看,近中期都有1倍以上的潜力。

3.3干旱地区农田灌溉问题在年降水量低于250m m的干旱地区没有灌溉就没有农业。

干旱地区的农业用水有许多特点,比如,由于自然降水量低,大气干燥,农田灌溉定额一般偏高,为了维持绿洲生态系统的可持续发展,除保证生产用水外,还必须为绿洲内防护林网及绿洲-荒漠过渡带提供生态用水,灌溉方法的选择在这里显得更为重要。

3.4水稻的节水灌溉我国水稻面积约占全国粮食作物总面积的28%,而灌溉用水量却占到总灌溉量的62.5%,显然不合理[6]。

水稻虽属湿生类植物,具有耐湿不耐旱的特点,但水稻的需水量并非特别高,稻田节水潜力很大。