馬吉宏 田長彥 呂光輝 吳俊俠

(1.中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所 烏魯木齊 830011；2.中國科學(xué)院大學(xué) 北京 100049；3.新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 烏魯木齊 830046)

一、數(shù)據(jù)與方法

本文基于incoPat科技創(chuàng)新情報平臺，檢索了我國節(jié)水灌溉相關(guān)專利。

檢索策略：((TIAB=(節(jié)水灌溉)) AND (((STATUS=("有效")) OR (STATUS=("審中")) )))。

篩選方法：篩選有效和審核中的專利后得到1 396條專利記錄，去除外觀專利85件，得到1 311條專利記錄。其中：實用新型專利698件、發(fā)明申請474件、發(fā)明專利授權(quán)139件。在此基礎(chǔ)上，檢索結(jié)果按照申請?zhí)柡喜⒑螅玫? 258條專利記錄。其中：有效專利922件、審核中專利336件。

二、結(jié)果與分析

我國節(jié)水灌溉專利從2001年至2009年，數(shù)量較少。從2010年后，申請數(shù)量增長迅速，2010年為6件，2015年申請數(shù)量上升到110件，2018年數(shù)量最多，達到305件，2019年有所減少，申請數(shù)量為218件(圖1)。

圖1 我國節(jié)水灌溉相關(guān)專利申請時間及數(shù)量

表1 我國節(jié)水灌溉專利申請人Top10

檢索結(jié)果顯示，我國節(jié)水灌溉專利最多的申請人為昆明理工大學(xué)，專利數(shù)量達到30件，其次為江蘇大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，數(shù)量分別為27和12件。新疆天業(yè)(集團)有限公司、石河子大學(xué)、甘肅雨禾節(jié)水灌溉設(shè)備有限公司都位于我國西北地區(qū)，也是比較有代表性的節(jié)水技術(shù)研發(fā)機構(gòu)。專利申請人集中在山東、江蘇、新疆、北京、云南等省市，山東和江蘇的節(jié)水灌溉專利數(shù)量分別為104和102件，專利申請人省市前10位的專利數(shù)量均超過50件(表1、表2)。

表2 我國節(jié)水灌溉專利申請人省市Top10

圖2 專利聚類矩陣

通過incoPat平臺，對我國節(jié)水灌溉專利技術(shù)依據(jù)主題進行聚類，最大的五個聚類分別為園林綠化、園林節(jié)水灌溉、灌水器、膜下滴灌和節(jié)水灌溉設(shè)施。從專利聚類矩陣來看，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所、中國灌溉排水發(fā)展中心、北京中灌綠源頭國際咨詢有限公司、杭州中藝生態(tài)環(huán)境工程有限公司在園林節(jié)水灌溉技術(shù)方面比較有優(yōu)勢；在灌水裝置和設(shè)備方面，江蘇大學(xué)、新疆天業(yè)(集團)有限公司、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)技術(shù)優(yōu)勢相對突出；滴灌施肥方面，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)和石河子大學(xué)開展的研究較多；噴灌機和灌溉配套裝備方面，昆明理工大學(xué)和江蘇大學(xué)最為突出(圖2)。

圖3 我國節(jié)水灌溉3D專利沙盤

3D專利沙盤可以直觀地顯示出我國節(jié)水灌溉技術(shù)分布，主要集中在以下方面：(1)蓄水、儲水設(shè)施，水收集方法和裝置；(2)園林綠化和農(nóng)田噴灌裝置；(3)農(nóng)田灌溉的管道布置；(4)濕度傳感裝置和太陽能設(shè)備在精確節(jié)水灌溉中的應(yīng)用；(5)滴灌帶及其材料和工藝；(6)物聯(lián)網(wǎng)、自動無線組網(wǎng)技術(shù)在作物需水耗水上的應(yīng)用(圖3)。

三、結(jié)束語

統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，2017年我國人均水資源擁有量不足世界人均水平的1/4，2017年國內(nèi)總用水量約6×1011m3，僅農(nóng)業(yè)用水就占比62.4%[1-2]。

保障我國糧食安全的同時，合理利用水土資源，依據(jù)不同農(nóng)業(yè)區(qū)域的環(huán)境、資源和社會經(jīng)濟特點，有針對性地分區(qū)發(fā)展和應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，是實現(xiàn)水資源合理開發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[3]。早在20世紀50年代，我國水利部門就開展了節(jié)水灌溉技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用，對促進我國水資源的合理利用，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了十分重要的作用[4-5]。

我國節(jié)水灌溉技術(shù)專利數(shù)量從2010年后開始迅速增加，2018年有效專利達到了305件，可見近年來社會經(jīng)濟發(fā)展、資源保護和合理開發(fā)利用對節(jié)水灌溉技術(shù)需求非常強烈。從專利技術(shù)聚類和分布來看，園林節(jié)水灌溉技術(shù)、滴灌技術(shù)及相關(guān)裝備和工藝、根據(jù)植物需水耗水規(guī)律開展精確灌溉是我國節(jié)水灌溉的三個主要方面[6-7]。當前，我國水資源分布不均，西北區(qū)域水資源緊張日趨嚴重。進一步提高水資源的利用效率和效益，在發(fā)展經(jīng)濟的同時保障生態(tài)用水，是當前迫切需要研究和解決的問題[8]。