劉 輝，陳 云

（1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)田水利與土壤肥料研究所，新疆 石河子 832000；2.中國(guó)農(nóng)墾節(jié)水農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟）

目前中國(guó)的糧食安全，已從解決口糧問題，演變?yōu)榻?jīng)濟(jì)安全、生態(tài)可持續(xù)、源頭技術(shù)、勞動(dòng)就業(yè)等更復(fù)雜的鏈條。按照實(shí)現(xiàn)我國(guó)糧食產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化可持續(xù)發(fā)展、以及打造國(guó)家新型糧食安全的要求，在水資源保障形式嚴(yán)峻的情況下，單純依靠擴(kuò)大農(nóng)業(yè)用水總量增產(chǎn)已不可持續(xù)。為持續(xù)提高農(nóng)業(yè)灌溉用水效率，不斷提升糧食綜合生產(chǎn)能力，有效防范我國(guó)糧食風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)習(xí)近平總書記提出“要大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水，實(shí)施全社會(huì)節(jié)水行動(dòng)，推動(dòng)用水方式由粗放向節(jié)約集約轉(zhuǎn)變”的戰(zhàn)略發(fā)展思想方向，水利部、國(guó)家發(fā)展改革委《“十四五”重大農(nóng)業(yè)節(jié)水供水工程實(shí)施方案》，明確了在“十四五”期間新增有效灌溉面積，新增恢復(fù)灌溉面積，改善灌溉面積，年增糧食生產(chǎn)能力和糧食總產(chǎn)量的目標(biāo)措施。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局相關(guān)數(shù)據(jù)，2020 年全國(guó)糧食播種面積116.768 萬hm2，糧食總產(chǎn)量66 949 萬t，比2019 年增加565 萬t，增長(zhǎng)0.9%。我國(guó)以約占全球6%的淡水資源、9%的耕地，保障了占全球21%以上人口的糧食問題，并以每年占全國(guó)耕地面積約49%的灌區(qū)上生產(chǎn)了占全國(guó)總量約75%的糧食，以及占全國(guó)總量90%以上的經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)保障糧食安全作出了重大貢獻(xiàn)?！吨袊?guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》明確指出，中國(guó)農(nóng)業(yè)科技投入不足、農(nóng)業(yè)科技沒有轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力提升，是中國(guó)農(nóng)業(yè)無法突破瓶頸的重要因素。為此，在我國(guó)干旱、半干旱及南方季節(jié)性缺水地區(qū)實(shí)施“以水定需”，根據(jù)水資源承載力發(fā)展適水滴灌節(jié)水農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)用水效率，是解決農(nóng)業(yè)用水短缺與糧食持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)矛盾，保障糧食安全的關(guān)鍵。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，建設(shè)蓄水工程和配套的滴灌系統(tǒng)，完善適宜滴灌的農(nóng)藝措施，發(fā)展滴灌技術(shù)補(bǔ)充灌溉，保證作物生育期對(duì)水分的需要，同時(shí)定期定量隨水施肥，保證作物各生育期對(duì)養(yǎng)分的需要，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)旱作農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)高效，對(duì)提高我國(guó)糧食生產(chǎn)的安全有著重大意義。

1 我國(guó)水資源現(xiàn)狀與節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展

1.1 我國(guó)水資源現(xiàn)狀

我國(guó)是一個(gè)水資源非常緊缺的國(guó)家，水資源總量有限。近二十年來，平均每年的淡水資源是27 200億m3，而人均水資源僅僅是2 220 m3，只相當(dāng)于世界平均水平的四分之一，被聯(lián)合國(guó)列為世界上13個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家之一。水資源分布無論從區(qū)域還是時(shí)間上來看都是極其不均衡。在我國(guó)北方地區(qū)生活著40%的全國(guó)人口，水資源的人均可獲得性大約為271 m3，是世界平均水平的二十五分之一。在一些水資源短缺的局部地區(qū)，由于農(nóng)業(yè)過度開發(fā)導(dǎo)致了嚴(yán)重的水短缺。

據(jù)國(guó)家水利部《2020 年中國(guó)水資源公報(bào)》，2020年，全國(guó)水資源總量31 605.2億m3，比多年平均值偏多14.0%。其中，農(nóng)業(yè)用水3 612.4 億m3，占用水總量的62.1%，與2019 年相比減少69.9 億m3。水資源利用效率低，2020 年全國(guó)耕地實(shí)際灌溉畝均用水量356 m3，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)0.565。改革開放30 多年來，我國(guó)農(nóng)業(yè)年用水總量占全國(guó)年用水總量的比重從88%下降到63%，基本維持在3 900 億～ 4 000 億m3，灌溉用水占總用水的比重也由80%下降到55%，維持在3 500 億～ 3 600 億m3，水資源短缺問題已經(jīng)凸顯并成為制約我國(guó)糧食安全的突出問題，地處國(guó)內(nèi)干旱半干旱地區(qū)的華北、東北、和西北的水資源量分別為691.4 億m3、2 273.5 億m3和2 623.2 億m3，水資源總量為5 588.1 億m3，占全國(guó)的19.24%，卻在49 236.0 千hm2（占全國(guó)42.16%）的播種面積上生產(chǎn)了全國(guó)40.88%的糧食。根據(jù)國(guó)家水利部數(shù)據(jù)，按照目前全國(guó)正常用水需求，每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺少260 億m3，農(nóng)田受旱面積年均0.2 億hm2以上。

表1 2020年全國(guó)區(qū)域水資源、糧食作物種植面積與產(chǎn)量

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、人口增加和干旱化的加劇，水資源日趨緊張，保障農(nóng)業(yè)灌溉用水的難度不斷增加，農(nóng)業(yè)用水資源緊缺問題越來越突出，供需矛盾加劇。加之農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)用水特別是糧食生產(chǎn)用水呈現(xiàn)零增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)，灌溉糧田面積趨于減少，我國(guó)農(nóng)田有效灌溉面積中每年尚有667.67 萬hm2左右得不到灌溉，使得旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)在我國(guó)糧食安全、生態(tài)安全、水安全和消除貧困中的基礎(chǔ)戰(zhàn)略地位上升。在干旱半干旱的三北地區(qū)發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)對(duì)國(guó)家實(shí)施糧食安全生產(chǎn)非常必要。

1.2 旱區(qū)水資源有效開發(fā)利用面臨的問題

“十三五”期間，全國(guó)的大中型灌區(qū)累計(jì)新增（恢復(fù)）有效灌溉面積180 多萬公頃，改善灌溉面積0.12 億公頃，糧食產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的比例由22%提高到了27%，平均增產(chǎn)135 kg/667 m2，平均節(jié)水100 m3/667 m2。

旱區(qū)水資源開發(fā)利用面臨的問題，一是農(nóng)業(yè)與生態(tài)用水間矛盾突出，旱區(qū)農(nóng)業(yè)用水占比超85%，而生態(tài)用水僅占6%左右；二是旱區(qū)資源性缺水問題嚴(yán)重，水資源過度開發(fā)利用；三是生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化，旱區(qū)生態(tài)本底較差，水土流失和旱區(qū)土壤次生鹽漬化日益嚴(yán)重；四是旱區(qū)水資源利用效率整體偏低，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，旱區(qū)農(nóng)田綜合灌溉定額為505 m3/667 m2，接近全國(guó)平均值的1.3 倍，農(nóng)田干、支、斗防滲率僅為55%左右，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)（0.565）距國(guó)際先進(jìn)水平標(biāo)準(zhǔn)0.8～ 0.9 仍有較大差距。

1.3 國(guó)內(nèi)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)水資源供需矛盾日益突出，在我國(guó)糧食生產(chǎn)面臨耕地資源、水資源剛性約束的前提下，為確保我國(guó)的糧食安全，在水資源總量短缺、時(shí)空不均等不利因素疊加的情況下，通過科技要素的投入，降低資源消耗和生產(chǎn)成本，提高單產(chǎn)，增加總產(chǎn)，優(yōu)化品質(zhì)，增加效益，是增加我國(guó)糧食生產(chǎn)的有效途徑。大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，加大農(nóng)業(yè)節(jié)水力度，既可緩解水資源供需矛盾，又能提高化肥、土地等利用效益，是改善生態(tài)環(huán)境、提高農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)能力的戰(zhàn)略性措施。

1.3.1 滴灌節(jié)水技術(shù)的引進(jìn)與發(fā)展

滴灌節(jié)水技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要支撐技術(shù)之一，它利用滴灌設(shè)施以最經(jīng)濟(jì)有效的方式供給作物所需的水分、養(yǎng)分，并使其限定在作物有效根域范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物不同生育階段供給的水分和養(yǎng)分及作物個(gè)體和群體的有效調(diào)控，滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，達(dá)到節(jié)水節(jié)肥、高產(chǎn)高效的目的。1996 年，新疆兵團(tuán)引進(jìn)以色列成套滴灌設(shè)備，將滴灌技術(shù)與地膜覆蓋技術(shù)有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)造了膜下滴灌技術(shù)。在短短20 年時(shí)間里，新疆兵團(tuán)使該技術(shù)從引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新，逐步使滴灌節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用由棉花擴(kuò)展到玉米、小麥、甜菜、向日葵等作物，而且應(yīng)用地域范圍逐步擴(kuò)大，由新疆逐步向西北、華北、東北等地推廣，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)上的一次跨越。

截至2019 年，全國(guó)節(jié)水灌溉工程面積達(dá)到了3 427×104hm2（5.14 億畝），占全國(guó)灌溉面積7 400×104hm2（11.1 億畝）的46.3%，其中微灌面積628 ×104hm2（9 425萬畝），居世界第一。不僅提高了灌溉水利用效率，同時(shí)利用滴灌系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水肥一體化，可根據(jù)不同生育階段的養(yǎng)分需求進(jìn)行平衡科學(xué)施肥，有效解決了農(nóng)作物中后期因施肥困難造成脫肥的問題，為農(nóng)作物的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)奠定了水肥基礎(chǔ)。實(shí)踐證明：滴灌技術(shù)可節(jié)水50%以上；單位面積糧食作物平均增產(chǎn)20%以上，特別是中低產(chǎn)田的產(chǎn)量可翻番，水產(chǎn)比提高80%以上；單位耕地的播種面積增加5%～ 7%；單位面積等產(chǎn)量的農(nóng)藥化肥使用量減少30%以上；在新疆獨(dú)特的氣候條件下創(chuàng)造了全國(guó)玉米（1 663.25 kg/667 m2）、大豆（453.54 kg/667 m2）和新疆冬小麥（858.72 kg/667 m2）的高產(chǎn)記錄，其增產(chǎn)潛力巨大。大力發(fā)展農(nóng)作物滴灌和水肥一體化將有利于解決控水減肥與糧食需求增長(zhǎng)之間的矛盾，對(duì)于提高肥料利用率并減輕對(duì)環(huán)境的壓力，保障糧食安全，有效降低農(nóng)田和食品的污染源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有極其重要的意義。

1.3.2 我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)在深化發(fā)展和推廣過程中面臨的問題

一是土地經(jīng)營(yíng)規(guī)模小限制了節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。土地流轉(zhuǎn)可以擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)規(guī)模有利于節(jié)水農(nóng)業(yè)的推廣。節(jié)水農(nóng)業(yè)起點(diǎn)高，需要一定成本，某些地方在推廣過程中面臨著一定資金、技術(shù)等經(jīng)濟(jì)成本的難題。二是技術(shù)屬地化。一項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用一定要經(jīng)過試驗(yàn)、示范再推廣；農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)很多，比如有滴灌、噴灌和滲灌等，這些技術(shù)對(duì)不同的環(huán)境、作物的栽培模式以及在適應(yīng)性方面各具特點(diǎn)，在實(shí)際推廣中，一定要根據(jù)當(dāng)?shù)?、?dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際，采用相應(yīng)的技術(shù)，特別是利用節(jié)水設(shè)備實(shí)施水肥一體化技術(shù)，解決作物施肥精準(zhǔn)問題，通過技術(shù)集成和創(chuàng)新使節(jié)水技術(shù)發(fā)揮最大的綜合作用。三是創(chuàng)新與管理。過去，我們以引進(jìn)設(shè)備為主體，引進(jìn)過以色列、美國(guó)等國(guó)的先進(jìn)設(shè)備，并進(jìn)行了吸收消化和技術(shù)改進(jìn)，已能獨(dú)立生產(chǎn)相對(duì)成套的節(jié)水設(shè)備，部分節(jié)水設(shè)備已接近國(guó)外同類產(chǎn)品水平。但總體而言，國(guó)內(nèi)節(jié)水設(shè)備產(chǎn)品品種少、缺乏系列化、配套水平低、生產(chǎn)規(guī)模小，部分產(chǎn)品仍存在生產(chǎn)不規(guī)范、質(zhì)量不穩(wěn)定、市場(chǎng)混亂等現(xiàn)象。特別是在節(jié)水技術(shù)、節(jié)水（過濾、施肥）設(shè)備的本土化、適應(yīng)性方面還存在差距；四是要開展節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的“集成創(chuàng)新”。節(jié)水農(nóng)業(yè)的形式主要有工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水、生物型節(jié)水和管理節(jié)水等。節(jié)水不僅是水的問題，要將農(nóng)藝、工程、生物和管理的四種節(jié)水方式進(jìn)行疊加，并將疊加的節(jié)水綜合配套的優(yōu)勢(shì)和效益體現(xiàn)出來，這樣才能達(dá)到節(jié)水增效的目的；五是解決好滴灌水肥一體化技術(shù)應(yīng)用中存在問題。施肥設(shè)備落后，壓差施肥罐加肥費(fèi)力、耗時(shí)、施肥濃度不均（先濃后?。?，降低了應(yīng)用效果，需要升級(jí)換代；養(yǎng)分配比不當(dāng)，在應(yīng)用中比較重視氮磷鉀施用，而對(duì)中微量元素配合施用不夠重視，降低了氮磷鉀的利用效率；受管網(wǎng)配置和養(yǎng)分運(yùn)移影響，養(yǎng)分在土壤中分布與根系不匹配，造成長(zhǎng)勢(shì)不勻；在大田作物種植中，只施用化肥，幾乎不施用有機(jī)肥，導(dǎo)致耕地有機(jī)質(zhì)下降、土壤板結(jié)。

2 推進(jìn)區(qū)域農(nóng)業(yè)節(jié)水高效發(fā)展的建議

2.1 加大高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田工程建設(shè)及節(jié)水技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用

一是在北方區(qū)域持續(xù)開展鹽堿地改良和加大高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建設(shè)力度，積極開展土地整治、灌排配套、節(jié)水灌溉等農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)的推廣應(yīng)用，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)抗旱能力和綜合生產(chǎn)能力；二是基于現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)綠色高效新裝備、新材料、新制劑等領(lǐng)域的節(jié)水壓力調(diào)節(jié)材料、大口徑管材、壓力補(bǔ)償灌水器、高含沙條件大功率高揚(yáng)程水泵、比例精準(zhǔn)施肥泵、電磁閥和低耗電動(dòng)閥等農(nóng)業(yè)節(jié)水關(guān)鍵設(shè)備和生產(chǎn)工藝的研發(fā)，全面提升節(jié)水農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和節(jié)水技術(shù)應(yīng)用水平；三是大力推廣與農(nóng)藝農(nóng)機(jī)技術(shù)配套的先進(jìn)實(shí)用節(jié)水技術(shù)。在糧食主產(chǎn)區(qū)分區(qū)域規(guī)模化推進(jìn)高效節(jié)水灌溉發(fā)展，改進(jìn)灌溉方式，推廣高效糧食作物“水、肥、藥”一體化技術(shù)，建立與高效節(jié)水灌溉先進(jìn)設(shè)施相適應(yīng)的綜合節(jié)水技術(shù)種植模式，大幅度提高灌溉水的生產(chǎn)效率，達(dá)到“兩?。ㄊ∷⑹》?藥）”、“兩增（增加農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、增加產(chǎn)出效益）”和“三改（改良農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、改良土壤、改善土地的利用”的工作效果，促進(jìn)節(jié)水減肥提質(zhì)增效和綠色發(fā)展。

2.2 因地制宜，推進(jìn)不同區(qū)域農(nóng)業(yè)節(jié)水高效發(fā)展措施

單純依靠擴(kuò)大農(nóng)業(yè)用水總規(guī)模增加糧食產(chǎn)能不可持續(xù)。在不同糧食生產(chǎn)區(qū)發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，要以提高節(jié)水農(nóng)業(yè)整體效益為中心，突出生產(chǎn)和生態(tài)兩個(gè)方面，強(qiáng)化水肥一體化技術(shù)的推廣，開展不同類型區(qū)域旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展模式研究示范，加快提升農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力，確保糧食產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。一是在華北、東北和西北糧食主產(chǎn)區(qū)，以提高水資源產(chǎn)出效益和旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益相協(xié)調(diào)為發(fā)展方向，加大規(guī)?；Z食作物水肥一體化技術(shù)的研究、示范推廣力度，建立農(nóng)牧、林糧綜合型節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展模式；二是在西北和華北干旱、半干旱區(qū)，以保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和提高糧食生產(chǎn)能力為發(fā)展方向，結(jié)合區(qū)域糧食作物生產(chǎn)要求，完善適宜滴灌農(nóng)藝措施，普及推廣節(jié)水型糧食作物水肥一體化技術(shù)的示范應(yīng)用，建立涵養(yǎng)保土型節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展模式；三是在西南區(qū)，以保護(hù)生態(tài)環(huán)境和提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力為發(fā)展方向，發(fā)展滴灌技術(shù)補(bǔ)充灌溉和水肥一體化施肥技術(shù)，實(shí)施適合區(qū)域生產(chǎn)條件的大糧食作物水肥一體化的生產(chǎn)技術(shù)，建立西南干旱區(qū)季節(jié)性集雨補(bǔ)灌型節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。

3 結(jié)語

糧食安全是國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和社會(huì)穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。我國(guó)應(yīng)確立系統(tǒng)的糧食安全應(yīng)對(duì)策略，大力發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)，分區(qū)域提高糧食綜合生產(chǎn)能力，保障國(guó)內(nèi)糧食供求的基本平衡。在穩(wěn)定主要糧食作物（水稻、小麥、玉米）種植面積、實(shí)施并逐步擴(kuò)大國(guó)內(nèi)糧食生產(chǎn)區(qū)域高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的基礎(chǔ)上，加大抗災(zāi)、抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的水稻、小麥和玉米等主要糧食作物品種培（選）育與示范推廣，積極依托區(qū)域資源開展滴灌節(jié)水農(nóng)業(yè)高效生產(chǎn)，全面提高糧食作物產(chǎn)量，為國(guó)家糧食安全提供保障。