科技日报记者 马爱平
如今，于河西走廊的千亩农田，智能滴灌体系正按照卫星云图与泥土传感器数据精准供水。虽然存于严峻的水资源欠缺问题，但最近几年来，这里玉米与小麦的产量却逆势晋升。这患上益在中国工程院院士、中国农业年夜学传授康绍忠团队研发的作物丰登优质高效节水技能。
作为农业水资源高效使用天下重点试验室主任，康绍忠深耕旱区农业节水研究30余年。日前，他接管科技日报记者专访，就怎样破解“用水量年夜”与“效率偏低”抵牾，以和于全世界变暖配景下，农业水土工程学科如何成长分享了本身的思索。
科技、政策双向发力做到“藏水在技”
记者：您认为“用水量年夜”与“效率偏低”这一抵牾应从哪些维度冲破？于政策层面，需要哪些配套办法？
康绍忠：于我国水资源欠缺与食粮安全两重压力下，要破解“用水量年夜”与“效率偏低”这一抵牾，需从投入、科技、政策等维度冲破。
于投入方面，需进一步加年夜财务投入力度，同时经由过程向庄家推广节水技能、使用水价杠杆等方式，充实调动社会本钱投资及庄家投入农业节水技能的踊跃性。于科技方面，需要从生物节水、农艺节水、浇灌节水、工程节水、轨制节水、聪明节水等方面冲破，构建“基础研究—技能研发—产物创制—模式创立—财产推广”以和“水源供应—水网输配水—田间注水—作物用水—产能晋升”的全链条立异系统，终极实现从单一节水技能向多种节水技能协同，从通例节水技能向聪明节水、高效节水、绿色节水技能的范式改变。于政策层面，需要增强对于天下农业节水基础数据的持久监测及国度农业水效的科学评价，按照水资源承载力，严酷节制差别区域的农业耗用水总量与强度；踊跃推进分类分档水价、精准补助与节水奖励的农业水价综合鼎新，促成节水增效。
记者：于现今全世界水资源危机加重的配景下，您认为中国农业节水技能需要于哪些方面重点冲破，才能实现“藏水在技”的可连续成长？
康绍忠：需要于如下方面重点冲破，以实现农业用水方式聪明化、高效化及低碳化的深刻厘革。一是研究作物高水效表型诊断与聪明靶向调控机制；二是研发农业用水全历程数智调控技能及高机能设备；三是开发节水抗旱丰登新品种、新制剂和新质料；四是实现农业新水源绿色高效开发使用，开发农业水效链多维平衡调控新范式，寻觅严峻缺水区及生态懦弱区场景驱动的农业节水增效体系解决方案等。
科技冲破需要治理轨制的支撑。要周全阐扬国度战略科技气力的作用，结合行业企业与处所科技气力，组建上风互补的立异结合体开展攻关；采用上风单元委托制及揭榜挂帅等方式，联合利用公然竞争与按照上风体系结构两种方式；推进产、学、研、用相联合，成立焦点技能以年夜学科研单元为主、产物及设备以企业为主、运用模式以用户企业科研院所相联合的构造情势；强化基础理论立异；促成学科交织交融，充实吸纳相近学科的进步前辈理论、技能及研究手腕。
农业水土工程学科迎来新挑战
记者：您的团队于应答天气变化的农业水治理方面有哪些前瞻性研究？可否为庄家提供可操作的应答方案？
康绍忠：咱们团队开展的天气变化对于农业水体系影响与应答计谋的研究，可按照差别排放情景，猜测将来天气变化和其对于农业水体系的影响，优化用水及农艺等方面的应答计谋。团队研发的天气聪明型农业水治理方式，详细包括三方面的内容。起首是应用基在AI的动态干旱预警体系。该体系可以或许综合景象形象卫星与泥土墒情数据，提早对于浇灌计谋作出调解。第二是依据降水变率优化作物莳植布局，并采用弹性浇灌轨制。好比于华北黑龙港地域踊跃推广“雨养农业+增补浇灌”的半旱地农业模式。第三是增强生态灌区设置装备摆设，加强灌区韧性。运用数字孪生灌区技能，模仿差别天气情景下的水资源调理环境，同时借助预告、预警、预演、预案“四预”功效，周全晋升水资源调理与灾难防备能力。
庄家可联合当地前提，从节水、适种、蓄水、排水等方面入手晋升农业韧性。详细来讲，可以将地面浇灌改成喷微灌，采用瓜代浇灌与调亏浇灌技能，于要害生持久精准控水；培肥泥土，扩蓄增容，抑蒸保墒，晋升泥土持水保水能力；于干旱高危害区改种谷子、高粱等耐旱作物，应答极度干旱；设置装备摆设家庭水窖或者蓄池塘、山坪塘，推广“窖池+滴灌”体系；采用微咸水/再生水浇灌，降低对于淡水的依靠性；设置装备摆设好田间排水体系，应答旱涝急转影响。
记者：您提出了农业水—碳—粮协同调控机制。怎样于保障食粮安全的同时实现碳中及？这对于农业水土工程学科提出哪些新要求？
康绍忠：农业水—碳—粮是一个繁杂的天然—社会耦合体系，水资源、碳排放与食粮出产三要素之间存于着直接或者间接的瓜葛。于全世界天气变暖的配景下，若要于保障食粮安全的同时实现碳中及，需要起首展现农业水—碳—粮体系内部要素的耦合交互机制、探究体系外部驱动因素的作用路径与影响效应。于此基础上，还有要开展如下事情，以提高农业水—碳—粮耦合体系的社会—生态韧性。一是推广智能滴注水肥一体化，使用太阳能驱动浇灌体系、削减提水灌区及井灌区抽水能耗等方式，实现节水降碳一体化。二是实行掩护性耕耘，晋升泥土有机碳储量、削减蒸发丧失，经由过程生态水渠蓄水增湿，加强泥土碳汇。三是成立耐旱低碳作物系统，选育节水固碳的低水萍踪、高碳效率作物品种，推广减肥固碳轮作轨制。四是成立节水技能碳汇核算系统，鞭策节水减排纳入碳生意业务市场。五是实现水资源优化治理，调解农业出产方式，优化农业空间结构。
这对于农业水土工程学科提出了新的要求。为了实现食粮安全与碳中及的两重方针，起首，要增强多学科交织研究，交融天气学、水文学及植物心理生态学、作物栽培学等学科常识，鞭策农业水土工程学科向聪明化、高效化、低碳化成长。第二，要增强技能立异，研发高效节水装备，提高水资源使用效率。第三，要强化监测及评估能力，为调控计谋的调解提供科学依据，鞭策食粮安全与碳中及同时实现。
买通技能落地“末了一千米”
记者：我国农业节水技能推广仍面对“末了一千米”难题。从试验室到田间地头，您认为需构建如何的政策、市场、庄家协同系统？
康绍忠：要解决从试验室到田间地头“末了一千米”难题，起首需要技能从试验室到田间运用场景的熟化，形成定量化、尺度化、轻简化的运用模式。不克不及简朴地把从一个处所获得的模式直策应用到其他地域，必然要思量区域天气、泥土、地下水等生境要素的空间异质性，成立漫衍式的技能方案，以后借助聪明云平台扩展结果的推广运用。同时，需打出办法“组合拳”，实现技能便捷化、办事于地化、赔偿多元化，构建节水技能推广的政策、市场、庄家协同系统。于政策支撑方面，成立“先建后补”财务机制，对于采用节水技能的庄家赐与装备补助，奉行水权生意业务轨制，答应庄家将结余水量转化为经济收益。于市场化运作机制方面，成长“节水办事公司”模式，例如江苏徐州华源节水株式会社推出了“彩虹办事模式”，立异“节水保险”产物，降低技能运用危害。构建庄家介入体系，培育村级节水互助社，整合零星耕地，实现范围效益。开发傻瓜式智能浇灌装备，如手机遥控浇灌，降低利用门坎。
只有经由过程政策指导降成本、市场机制增收益、庄家介入提效率的三维协同，才能有用买通技能落地的“末了一千米”。
记者：于鞭策科研结果转化历程中，怎样破解庄家“不肯用、不会用、用不起”的困局？例如，于西北旱作区推广膜下滴灌技能时，怎样均衡庄家投入成本与持久收益？
康绍忠：要破解庄家“不肯用、不会用、用不起”的难题，要害要于实现国度节水方针的同时让农夫增产增效。这需要节水浇灌与农艺技能相交融。例如，我国从上世纪70年月末就最先鼎力大举推广滴灌节水技能，但因为没有与农艺技能联合，不克不及于节水的同时实现增产增效，推广运用很是艰巨。从上世纪90年月末最先，膜下滴灌与水肥一体化以和密植技能相联合，实现了节水增产提质增效，推广运用面积迅速增加。
咱们团队研究的甘肃河西走廊制种玉米膜下滴注水肥一体化技能模式，于苗期采纳轻度亏水计谋，全生养期每一亩地仅需注水140立方米。于莳植密度方面，将每一亩莳植株数从5000株晋升至7500—8000株。于施肥环节，每一亩地施用纯氮10千克。该技能模式带来了多方面的效益：每一亩地可节水129立方米、节氮7.3千克；玉米产量提高30%以上，水份使用效率晋升76%。并且，滴灌带的投入成本较低，每一亩仅需100多元。
这类技能模式兼具节水、节肥、省工、省力、增产、增效等诸多上风，是以极年夜地引发了庄家的运用踊跃性。
按照咱们于华北平原的调研成果，一个种粮年夜户的莳植范围到达300—400亩时，就有运用高效节水技能的踊跃性。以是，跟着地盘流转加速，庄家“不肯用、不会用、用不起”的难题会逐渐获得解决。同时，推广高效节水技能，也需要均衡好庄家投入成本与持久收益。咱们于西北旱区的实践注解，当庄家3年内可实现投入回本时，节水技能采取率可晋升至75%以上。
开释聪明农业厘革性气力
记者：您怎样对待“数字孪生灌区”“AI水肥一体化体系”等新兴模式？这些模式于范围化运用中还有需冲破哪些瓶颈？
康绍忠：聪明农业作为现代农业成长的战略标的目的，正于之前沿技能重构农业出产范式。
“数字孪生灌区”及“AI水肥一体化体系”等新模式正鞭策农业浇灌从传统经验型走向数据智能型的精准化新时代。浇灌方式数智化转型，使作物于单元面积用水量年夜幅削减的环境下，连结优质高产。它还有为应答天气变化、保障水安全与食粮安全、促成农业可连续成长等提供了主要支撑。同时，它标记着人类对于农业生态体系的认知与调控能力迈入新纪元。
这些模式的范围化运用是聪明农业从观点走向实践的要害超过。
然而，要实现这一汗青性超过仍需冲破多重壁垒，包括基础数据监测系统不完美、数据孤岛征象、技能不变性及情况顺应性差、经济成本高、投资回报掉衡、人材欠缺、农夫技术断层、政策协同与尺度系统缺掉、基础举措措施与运维能力短板等。火急需要构建“技能、经济、社会”多维度协同的推进机制，真正开释聪明农业的厘革性气力。
记者：从“治水”到“治土”再到“治生态”，农业水资源治理的内在于不停拓展。您对于我国农业绿色低碳成长有哪些战略建议？
康绍忠：节水技能与碳汇农业、生态灌区设置装备摆设相联合是聪明高水效农业将来成长的重点标的目的，也是实现我国农业绿色低碳高效成长的必由之路。
可以从如下几方面连续发力。
一是运用“节水型”碳汇作物与高水效农业模式，选育及推广水份使用效率高且具备高固碳能力的作物品种，摸索“粮—饲”等复合莳植模式。二是促成节水技能与天气聪明型农业办法深度交融，构建节水浇灌与免耕少耕、多样化莳植、秸秆笼罩/还有田等耕耘方式的交融。三是研发以物联网—空六合一体化遥感—泥土墒情主动监测为底盘技能的智能浇灌体系，实现农业用水、能耗、碳排放的同步削减，同时维持泥土康健，加强农业碳汇。四是把生态灌区作为水资源、能源、碳协同治理的焦点载体，缭绕灌区生态水渠革新、湿地恢复使用、农田防护林设置装备摆设连续发力，实现节水浇灌与减碳效应最年夜化。五是集成年夜数据与人工智能技能，耦合多源异构数据与水、粮、能、碳体系模仿框架，构建高水效农业聪明管控平台，实现精准浇灌与增汇减源协同智能决议计划。六是力推水权鼎新与碳汇生意业务跟尾，深化农业水权鼎新，摸索将农业节水量或者固碳量转化为可生意业务的情况权益，重点赔偿运用节水、固碳、生态友爱集成技能的庄家及谋划主体。
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