今年3月22-28日是第37屆“中國水周”,主題是“精打細(xì)算用好水資源,從嚴(yán)從細(xì)管好水資源”。眾所周知,農(nóng)業(yè)離不開水,水是莊稼寶,耕種不能少,而現(xiàn)代灌溉裝備為發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)提供了重要支撐。
在肥沃的東北黑土地上,大型噴灌機(jī)高效輸水送肥,助力農(nóng)戶增產(chǎn)增收;在新疆棉花田里,膜下滴灌帶和棉花種子一起入地,為節(jié)水增效做好保障;在廣袤的黃淮海平原上,越來越多的微噴帶在農(nóng)田鋪設(shè)而成,精準(zhǔn)滋潤(rùn)著每一株作物;在各地高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田中,大量卷盤噴灌機(jī)佇立一旁,像衛(wèi)兵一樣守護(hù)田地……新時(shí)代的灌溉裝備在田野大地上畫出了一幅幅高效節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的生動(dòng)新圖景。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一線,灌溉設(shè)備沖鋒在前,為提高水資源利用率和糧食穩(wěn)產(chǎn)增收保駕護(hù)航。
機(jī)藝融合節(jié)本增效
數(shù)據(jù)顯示,十年來全國耕地灌溉面積由9.68億畝增加到10.55億畝,在糧食總產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)的情況下,全國農(nóng)業(yè)灌溉用水總量實(shí)現(xiàn)了零增長(zhǎng)。耕地灌溉畝均用水量由2014年的每畝402立方米下降到2022年的364立方米,降低了9.5個(gè)百分點(diǎn)。農(nóng)業(yè)高效用水、節(jié)水增產(chǎn)、釋放勞動(dòng)力背后,節(jié)水灌溉技術(shù)裝備功不可沒。
噴灌和滴灌是我國常用的兩大類節(jié)水灌溉裝備,近年來灌溉裝備深挖節(jié)本增效潛力,因地制宜、因時(shí)制宜、因農(nóng)藝制宜形成東北規(guī)?;r(nóng)田節(jié)水增糧、西北膜下滴灌節(jié)水增效、華北綜合節(jié)水壓采、南方節(jié)水減污的大格局。較之傳統(tǒng)漫灌、畦灌,噴灌能省水20%-30%、滴灌能省水30%-50%,增產(chǎn)10%-20%,有效緩解了農(nóng)業(yè)用水矛盾,保障了國家糧食安全。
眼下春耕春灌已全面展開,盡管有近500畝小麥田要澆,河南省獲嘉縣位莊鄉(xiāng)大位莊村的村民李長(zhǎng)亮卻一點(diǎn)兒也不著急,“地里有滴灌帶,連著機(jī)井和水肥罐,澆地省水省時(shí)還省工,少了田壟土地利用面積也多了,好用得很?!弊詮娜昵坝昧斯?jié)水灌溉設(shè)備,幾年來,他在流轉(zhuǎn)田上全都鋪上了滴灌帶?!敖衲晡曳N小麥晚,得虧有了滴灌管,我一個(gè)人就能追水追肥,現(xiàn)在苗情也不差。”站在綠油油的小麥田邊,他算起了經(jīng)濟(jì)賬:過去澆一遍地至少得請(qǐng)8個(gè)工,費(fèi)半個(gè)月,現(xiàn)在自己十天就能全搞定。而且滴灌帶水肥噴施均勻,能省一半水、四成肥,每畝還多打兩百多斤糧食。從過去的抵觸到現(xiàn)在的接納,從看到相鄰地塊節(jié)本增效到親身體驗(yàn)技術(shù)優(yōu)點(diǎn),李長(zhǎng)亮成了小麥微灌技術(shù)的忠實(shí)擁躉。
如今,農(nóng)戶對(duì)于灌溉裝備的態(tài)度正在從非剛性的需求轉(zhuǎn)變?yōu)閯傂孕枨?。今年,獲嘉縣41萬畝小麥田中用上節(jié)水灌溉設(shè)施的農(nóng)田已經(jīng)達(dá)到15余萬畝,“除了高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田配備的節(jié)水灌溉設(shè)備,在農(nóng)技部門推廣下已有不少種田大戶自掏腰包主動(dòng)購置了小麥滴灌帶、微噴帶等節(jié)水灌溉設(shè)備,應(yīng)用面積超過一萬畝?!鲍@嘉縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局土壤肥料站站長(zhǎng)王慶安說。
“良種、良法、良田、良機(jī)、良制‘五良’”融合發(fā)展是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)集約化、規(guī)?;⒕G色化發(fā)展和保障糧食安全的重要手段。“旱澇保收的農(nóng)田水利設(shè)施,機(jī)藝融合發(fā)展的高效節(jié)水灌溉裝備能夠顯著提升水土資源利用率,增強(qiáng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的穩(wěn)定性?!敝袊r(nóng)業(yè)大學(xué)副校長(zhǎng)杜太生教授說:“要繼續(xù)研發(fā)因地制宜和推廣符合各地農(nóng)情的節(jié)水灌溉設(shè)備和配套技術(shù)體系,支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?!?/p>
多方協(xié)同產(chǎn)業(yè)興旺
節(jié)水灌溉裝備的推廣普及,離不開灌溉裝備產(chǎn)業(yè)化支撐。目前國內(nèi)從事節(jié)水灌溉產(chǎn)品研發(fā)制造的規(guī)模以上企業(yè)約2400家,產(chǎn)品涵蓋灌溉系統(tǒng)中水源工程、首部樞紐、各級(jí)輸配水管網(wǎng)和田間灌排裝備,關(guān)鍵核心技術(shù)產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。除了滿足國內(nèi)絕大部分市場(chǎng)需求,高效節(jié)水灌溉產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷多個(gè)國家和地區(qū),為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了堅(jiān)實(shí)技術(shù)與裝備支撐。
在河南輝縣,中原智慧灌溉裝備制造產(chǎn)業(yè)園車間內(nèi)機(jī)器聲音轟隆作響,全力以赴為周邊高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田示范區(qū)建設(shè)積極備貨。從今年年初到現(xiàn)在,產(chǎn)業(yè)園已生產(chǎn)各類灌溉裝備40余萬套(件),為春耕春管打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。這是由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所聯(lián)合地方政府與企業(yè)共同建造的產(chǎn)業(yè)園,通過“龍頭企業(yè)+配套企業(yè)+服務(wù)主體”模式和適度規(guī)模經(jīng)營+土地流轉(zhuǎn)模式,積極招引上下游配套細(xì)分行業(yè)龍頭企業(yè),初步形成了產(chǎn)業(yè)融合、園區(qū)建設(shè)、訂單生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化應(yīng)用于一體的模式,已經(jīng)吸引了國內(nèi)10家知名灌排企業(yè)入駐,截至目前已生產(chǎn)、銷售250余萬套(件)設(shè)備,為中原糧倉供足了“解渴”設(shè)備。
這些企業(yè),多來自國家灌溉農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展聯(lián)盟。2018年,農(nóng)田灌溉研究所牽頭成立該聯(lián)盟,聯(lián)合農(nóng)業(yè)節(jié)水領(lǐng)域內(nèi)多家科研單位、高校、推廣機(jī)構(gòu)、龍頭企業(yè),著力破解科技成果轉(zhuǎn)化難題,打通企業(yè)先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化堵點(diǎn),全面梳理短板弱項(xiàng),加強(qiáng)灌溉裝備工程化協(xié)同攻關(guān),采用“科企合作”“賽馬”“接榜掛帥”等方式持續(xù)解決產(chǎn)品提檔遇到的問題,推動(dòng)裝備升級(jí)。聯(lián)盟成立至今已發(fā)展有148家成員單位,集成研發(fā)灌溉新設(shè)備、新模式、新成果百余項(xiàng),成果轉(zhuǎn)化與示范推廣兩億多畝。灌溉裝備制造產(chǎn)業(yè)通過持續(xù)開展政產(chǎn)學(xué)研用深度合作,共建新型研發(fā)機(jī)構(gòu)與新型制造基地,促進(jìn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源互享,暢通科技創(chuàng)新與農(nóng)業(yè)生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
“近些年我國灌溉科技、裝備發(fā)展走出了一條‘多部門聯(lián)合攻關(guān)、多學(xué)科協(xié)同聯(lián)動(dòng)、各環(huán)節(jié)集成配套’的路子,集智聚力突破了一批‘卡脖子’關(guān)鍵技術(shù),因地制宜推廣了各類先進(jìn)成熟適用裝備。農(nóng)田灌溉裝備總量穩(wěn)步增加,效率水平持續(xù)提升,支撐高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系建設(shè)能力持續(xù)增強(qiáng),帶動(dòng)農(nóng)田灌溉方式深刻變革,不斷支撐農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化向前邁進(jìn)?!鞭r(nóng)田灌溉研究所副所長(zhǎng)王景雷說。
四位一體“數(shù)”“智”雙升
土地規(guī)?;?jīng)營管理是挖掘農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的重要條件,隨著我國農(nóng)田規(guī)模經(jīng)營比重逐年提升,農(nóng)田綜合管理面臨著更加艱巨的任務(wù)。近年來,灌溉科技與裝備協(xié)同發(fā)力,在功能融合化、裝備平臺(tái)化、決策“數(shù)”“智”化方面積極探索,持續(xù)推動(dòng)形成農(nóng)業(yè)“水、肥、氣、藥”四位一體高效智慧灌溉新模式,集成水肥管理、植物保護(hù)、農(nóng)情監(jiān)測(cè)等多個(gè)功能,不斷用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)賦能灌溉科技創(chuàng)新,用現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)推動(dòng)灌溉裝備升級(jí),全方位助力農(nóng)業(yè)綜合管理跑出“加速度”。
在安徽宿州,一臺(tái)集灌水、施肥、撒藥于一體的大型平移式噴灌機(jī)為春管帶來了新氣象。細(xì)看發(fā)現(xiàn),噴灌機(jī)桁架下多了一個(gè)軌道,撒藥小車在軌道上靈活往復(fù)滑動(dòng),遇到塔架還能自動(dòng)伸縮,輕松避障?!斑@是我們聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)研發(fā)的新產(chǎn)品,想解決的就是灌水、施肥、撒藥設(shè)備‘單兵作戰(zhàn)’、協(xié)同度低的問題?!卑不找患肄r(nóng)業(yè)裝備公司技術(shù)人員介紹,“水是肥的腿”,他們?cè)缭缇蛯?shí)現(xiàn)了水肥一體化,但由于噴藥劑量小、濃度大、藥水容易掛壁,不能用已有的灌溉管道,只能另外想辦法。思索間,他們盯上了常駐田間的灌水田“保姆”——各類灌溉設(shè)備?!坝行﹪姽鄼C(jī)的桁架結(jié)構(gòu)是一個(gè)天然的平臺(tái),我們就嘗試用工程化手段在上面融合撒藥功能?!苯?jīng)過五年多反復(fù)摸索、試驗(yàn)、改版,去年成功落地,目前產(chǎn)品已進(jìn)入中試階段。
在河南新鄉(xiāng),融入無人機(jī)光譜多源感知技術(shù)、田間精準(zhǔn)灌溉控制平臺(tái)和變量精準(zhǔn)噴灑系統(tǒng)形成的現(xiàn)代信息感知變量精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)在大型噴灌機(jī)上已發(fā)揮了三年作用?!跋到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大田精準(zhǔn)灌溉信息空間分布特征精準(zhǔn)提取,能判斷每塊農(nóng)田水分和氮素需求,解譯不同作物生長(zhǎng)過程中的生理生態(tài)、干旱、營養(yǎng)等情況,實(shí)施最佳的灌溉和施肥方案。”系統(tǒng)設(shè)計(jì)者、農(nóng)田灌溉研究所副研究員陳震說,“只需看一眼屏幕,手指輕點(diǎn)遙控裝置,田里的莊稼就能得到精準(zhǔn)灌溉。”水肥噴灑均勻度超過92%,水分利用效率提升了20%,氮肥利用率提升了25%?!霸啤崩锕?,線上管,智慧灌溉成為新趨勢(shì)。
在江蘇徐州,一家節(jié)水設(shè)備制造公司正加速產(chǎn)品迭代升級(jí),大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航等信息技術(shù)被深入融合運(yùn)用,智能化卷盤式噴灌機(jī)、灌溉機(jī)器人、中心支軸式地角臂系統(tǒng)等研發(fā)構(gòu)想被納入發(fā)展藍(lán)圖,加氣灌溉的優(yōu)勢(shì)作用也正與科研機(jī)構(gòu)、高校一同加緊研究……
“近些年,灌溉行業(yè)領(lǐng)域加快先進(jìn)灌溉設(shè)備研制推廣應(yīng)用,節(jié)約資源、提質(zhì)增效、綠色發(fā)展成效顯著,支撐農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化能力水平明顯提升。我國灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力巨大,要繼續(xù)圍繞國家需求,通過科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步推進(jìn)灌溉裝備制造產(chǎn)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和農(nóng)業(yè)用水效率的大幅度提升,為國家糧食安全保障、農(nóng)業(yè)強(qiáng)國建設(shè)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐?!敝袊こ淘涸菏?、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、中國“節(jié)水大使”康紹忠說。