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摘要：本文基于國內農業水資源和旱區水資源開發利用現狀，以及節水農業在發展和應用推廣過程中面臨的土地經營規模小、技術屬地化不足、創新與管理不規范、節水農業技術“集成創新”不夠等的問題，提出了在糧食主產的華北、東北和西北區，西北和華北干旱、半干旱區以及西南區通過加大高標準農田工程建設及節水技術的研發和推廣應用，積極依托區域資源開展滴灌節水農業高效生產，提高國家糧食綜合生產能力，實施推進不同區域農業節水高效發展的發展建議。
關鍵詞：水資源；區域；節水農業
目前中國的糧食安全，已從解決口糧問題，演變為經濟安全、生態可持續、源頭技術、勞動就業等更復雜的鏈條。按照實現我國糧食產業的現代化可持續發展、以及打造國家新型糧食安全的要求，在水資源保障形式嚴峻的情況下，單純依靠擴大農業用水總量增產已不可持續。為持續提高農業灌溉用水效率，不斷提升糧食綜合生產能力，有效防范我國糧食風險，根據總書記提出“要大力推進農業節水，實施全社會節水行動，推動用水方式由粗放向節約集約轉變”的戰略發展思想方向，水利部、國家發展改革委《“十四五”重大農業節水供水工程實施方案》，明確了在“十四五”期間新增有效灌溉面積，新增恢復灌溉面積，改善灌溉面積，年增糧食生產能力和糧食總產量的目標措施。根據國家統計局相關數據，2020年全國糧食播種面積116.768萬hm2，糧食總產量66949萬t，比2019年增加565萬t，增長0.9%。我國以約占全球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，并以每年占全國耕地面積約49%的灌區上生產了占全國總量約75%的糧食，以及占全國總量90%以上的經濟作物，對保障糧食安全作出了重大貢獻?！吨袊r業產業發展報告2020》明確指出，中國農業科技投入不足、農業科技沒有轉換驅動農業生產力提升，是中國農業無法突破瓶頸的重要因素。為此，在我國干旱、半干旱及南方季節性缺水地區實施“以水定需”，根據水資源承載力發展適水滴灌節水農業，提高農業用水效率，是解決農業用水短缺與糧食持續穩產高產矛盾，保障糧食安全的關鍵。根據當地情況，建設蓄水工程和配套的滴灌系統，完善適宜滴灌的農藝措施，發展滴灌技術補充灌溉，保證作物生育期對水分的需要，同時定期定量隨水施肥，保證作物各生育期對養分的需要，提高作物產量和品質，從而實現旱作農業的高產高效，對提高我國糧食生產的安全有著重大意義。
1我國水資源現狀與節水農業發展
1.1我國水資源現狀
我國是一個水資源非常緊缺的國家，水資源總量有限。近二十年來，平均每年的淡水資源是27200億m3，而人均水資源僅僅是2220m3，只相當于世界平均水平的四分之一，被聯合國列為世界上13個嚴重缺水的國家之一。水資源分布無論從區域還是時間上來看都是極其不均衡。在我國北方地區生活著40%的全國人口，水資源的人均可獲得性大約為271m3，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，由于農業過度開發導致了嚴重的水短缺。據國家水利部《2020年中國水資源公報》，2020年，全國水資源總量31605.2億m3，比多年平均值偏多14.0%。其中，農業用水3612.4億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年全國耕地實際灌溉畝均用水量356m3，農田灌溉水有效利用系數0.565。改革開放30多年來，我國農業年用水總量占全國年用水總量的比重從88%下降到63%，基本維持在3900億~4000億m3，灌溉用水占總用水的比重也由80%下降到55%，維持在3500億~3600億m3，水資源短缺問題已經凸顯并成為制約我國糧食安全的突出問題，地處國內干旱半干旱地區的華北、東北、和西北的水資源量分別為691.4億m3、2273.5億m3和2623.2億m3，水資源總量為5588.1億m3，占全國的19.24%，卻在49236.0千hm2（占全國42.16%）的播種面積上生產了全國40.88%的糧食。根據國家水利部數據，按照目前全國正常用水需求，每年農業生產缺少260億m3，農田受旱面積年均0.2億hm2以上。隨著我國經濟社會發展、人口增加和干旱化的加劇，水資源日趨緊張，保障農業灌溉用水的難度不斷增加，農業用水資源緊缺問題越來越突出，供需矛盾加劇。加之農業結構調整和農業水權轉變，農業用水特別是糧食生產用水呈現零增長或負增長，灌溉糧田面積趨于減少，我國農田有效灌溉面積中每年尚有667.67萬hm2左右得不到灌溉，使得旱作節水農業在我國糧食安全、生態安全、水安全和消除貧困中的基礎戰略地位上升。在干旱半干旱的三北地區發展節水農業對國家實施糧食安全生產非常必要。
1.2旱區水資源有效開發利用面臨的問題
“十三五”期間，全國的大中型灌區累計新增（恢復）有效灌溉面積180多萬公頃，改善灌溉面積0.12億公頃，糧食產量占全國總產量的比例由22%提高到了27%，平均增產135kg/667m2，平均節水100m3/667m2。旱區水資源開發利用面臨的問題，一是農業與生態用水間矛盾突出，旱區農業用水占比超85%，而生態用水僅占6%左右；二是旱區資源性缺水問題嚴重，水資源過度開發利用；三是生態環境嚴重惡化，旱區生態本底較差，水土流失和旱區土壤次生鹽漬化日益嚴重；四是旱區水資源利用效率整體偏低，水資源浪費嚴重，旱區農田綜合灌溉定額為505m3/667m2，接近全國平均值的1.3倍，農田干、支、斗防滲率僅為55%左右，農田灌溉水有效利用系數（0.565）距國際先進水平標準0.8~0.9仍有較大差距。
1.3國內節水農業發展
隨著經濟社會的發展，我國水資源供需矛盾日益突出，在我國糧食生產面臨耕地資源、水資源剛性約束的前提下，為確保我國的糧食安全，在水資源總量短缺、時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成本，提高單產，增加總產，優化品質，增加效益，是增加我國糧食生產的有效途徑。大力推廣節水灌溉技術，加大農業節水力度，既可緩解水資源供需矛盾，又能提高化肥、土地等利用效益，是改善生態環境、提高農業抗旱減災能力的戰略性措施。
1.3.1滴灌節水技術的引進與發展
滴灌節水技術是現代農業的主要支撐技術之一，它利用滴灌設施以最經濟有效的方式供給作物所需的水分、養分，并使其限定在作物有效根域范圍內，實現對作物不同生育階段供給的水分和養分及作物個體和群體的有效調控，滿足作物生長發育的需要，達到節水節肥、高產高效的目的。1996年，新疆兵團引進以色列成套滴灌設備，將滴灌技術與地膜覆蓋技術有機結合，創造了膜下滴灌技術。在短短20年時間里，新疆兵團使該技術從引進、消化吸收、再創新，逐步使滴灌節水技術的應用由棉花擴展到玉米、小麥、甜菜、向日葵等作物，而且應用地域范圍逐步擴大，由新疆逐步向西北、華北、東北等地推廣，實現了農業灌溉技術上的一次跨越。截至2019年，全國節水灌溉工程面積達到了3427×104hm2（5.14億畝），占全國灌溉面積7400×104hm2（11.1億畝）的46.3%，其中微灌面積628×104hm2（9425萬畝），居世界第一。不僅提高了灌溉水利用效率，同時利用滴灌系統，實現了水肥一體化，可根據不同生育階段的養分需求進行平衡科學施肥，有效解決了農作物中后期因施肥困難造成脫肥的問題，為農作物的優質高效生產奠定了水肥基礎。實踐證明：滴灌技術可節水50%以上；單位面積糧食作物平均增產20%以上，特別是中低產田的產量可翻番，水產比提高80%以上；單位耕地的播種面積增加5%~7%；單位面積等產量的農藥化肥使用量減少30%以上；在新疆獨特的氣候條件下創造了全國玉米（1663.25kg/667m2）、大豆（453.54kg/667m2）和新疆冬小麥（858.72kg/667m2）的高產記錄，其增產潛力巨大。大力發展農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之間的矛盾，對于提高肥料利用率并減輕對環境的壓力，保障糧食安全，有效降低農田和食品的污染源，保護生態環境具有極其重要的意義。
1.3.2我國節水農業在深化發展和推廣過程中面臨的問題
一是土地經營規模小限制了節水農業的發展。土地流轉可以擴大經營規模有利于節水農業的推廣。節水農業起點高，需要一定成本，某些地方在推廣過程中面臨著一定資金、技術等經濟成本的難題。二是技術屬地化。一項新技術的應用一定要經過試驗、示范再推廣；農業節水技術很多，比如有滴灌、噴灌和滲灌等，這些技術對不同的環境、作物的栽培模式以及在適應性方面各具特點，在實際推廣中，一定要根據當地、當時農業生產的實際，采用相應的技術，特別是利用節水設備實施水肥一體化技術，解決作物施肥精準問題，通過技術集成和創新使節水技術發揮最大的綜合作用。三是創新與管理。過去，我們以引進設備為主體，引進過以色列、美國等國的先進設備，并進行了吸收消化和技術改進，已能獨立生產相對成套的節水設備，部分節水設備已接近國外同類產品水平。但總體而言，國內節水設備產品品種少、缺乏系列化、配套水平低、生產規模小，部分產品仍存在生產不規范、質量不穩定、市場混亂等現象。特別是在節水技術、節水（過濾、施肥）設備的本土化、適應性方面還存在差距；四是要開展節水農業技術的“集成創新”。節水農業的形式主要有工程節水、農藝節水、生物型節水和管理節水等。節水不僅是水的問題，要將農藝、工程、生物和管理的四種節水方式進行疊加，并將疊加的節水綜合配套的優勢和效益體現出來，這樣才能達到節水增效的目的；五是解決好滴灌水肥一體化技術應用中存在問題。施肥設備落后，壓差施肥罐加肥費力、耗時、施肥濃度不均（先濃后?。?，降低了應用效果，需要升級換代；養分配比不當，在應用中比較重視氮磷鉀施用，而對中微量元素配合施用不夠重視，降低了氮磷鉀的利用效率；受管網配置和養分運移影響，養分在土壤中分布與根系不匹配，造成長勢不勻；在大田作物種植中，只施用化肥，幾乎不施用有機肥，導致耕地有機質下降、土壤板結。
2推進區域農業節水高效發展的建議
2.1加大高標準農田工程建設及節水技術的研發和推廣應用
一是在北方區域持續開展鹽堿地改良和加大高標準農田的建設力度，積極開展土地整治、灌排配套、節水灌溉等農業節水技術的推廣應用，增強農業抗旱能力和綜合生產能力；二是基于現代節水農業綠色高效新裝備、新材料、新制劑等領域的節水壓力調節材料、大口徑管材、壓力補償灌水器、高含沙條件大功率高揚程水泵、比例精準施肥泵、電磁閥和低耗電動閥等農業節水關鍵設備和生產工藝的研發，全面提升節水農業現代化和節水技術應用水平；三是大力推廣與農藝農機技術配套的先進實用節水技術。在糧食主產區分區域規?；七M高效節水灌溉發展，改進灌溉方式，推廣高效糧食作物“水、肥、藥”一體化技術，建立與高效節水灌溉先進設施相適應的綜合節水技術種植模式，大幅度提高灌溉水的生產效率，達到“兩省（省水、省肥/藥）”、“兩增（增加農產品產量、增加產出效益）”和“三改（改良農產品品質、改良土壤、改善土地的利用”的工作效果，促進節水減肥提質增效和綠色發展。
2.2因地制宜，推進不同區域農業節水高效發展措施
單純依靠擴大農業用水總規模增加糧食產能不可持續。在不同糧食生產區發展節水農業技術，要以提高節水農業整體效益為中心，突出生產和生態兩個方面，強化水肥一體化技術的推廣，開展不同類型區域旱作節水農業可持續發展模式研究示范，加快提升農業科技創新能力，確保糧食產業穩步發展。一是在華北、東北和西北糧食主產區，以提高水資源產出效益和旱作節水農業生產效益相協調為發展方向，加大規?；Z食作物水肥一體化技術的研究、示范推廣力度，建立農牧、林糧綜合型節水農業發展模式；二是在西北和華北干旱、半干旱區，以保護農業生產環境和提高糧食生產能力為發展方向，結合區域糧食作物生產要求，完善適宜滴灌農藝措施，普及推廣節水型糧食作物水肥一體化技術的示范應用，建立涵養保土型節水農業發展模式；三是在西南區，以保護生態環境和提高農業綜合生產能力為發展方向，發展滴灌技術補充灌溉和水肥一體化施肥技術，實施適合區域生產條件的大糧食作物水肥一體化的生產技術，建立西南干旱區季節性集雨補灌型節水農業發展模式。
3結語
糧食安全是國家經濟安全和社會穩定的重要環節。我國應確立系統的糧食安全應對策略，大力發展旱作農業，分區域提高糧食綜合生產能力，保障國內糧食供求的基本平衡。在穩定主要糧食作物（水稻、小麥、玉米）種植面積、實施并逐步擴大國內糧食生產區域高標準農田建設的基礎上，加大抗災、抗病、高產、優質的水稻、小麥和玉米等主要糧食作物品種培（選）育與示范推廣，積極依托區域資源開展滴灌節水農業高效生產，全面提高糧食作物產量，為國家糧食安全提供保障。
作者：劉輝 陳云 單位：新疆農墾科學院農田水利與土壤肥料研究所 中國農墾節水農業產業技術聯盟