甘肃农大团队二十年攻关破解旱区农业难题 智慧灌溉技术助力西北节水增产

问题:旱区农业发展遭遇“水制约” 水是农业生产的基础要素,也是推进黄河流域生态保护和高质量发展的重要支撑。

甘肃作为典型干旱缺水省份,亩均水资源量仅为全国平均水平的四分之一,人均水资源量也只有全国平均水平的一半左右。

长期以来,部分灌区仍存在灌溉方式粗放、用水用肥效率不高、面源污染风险增加等现实问题。

如何在水资源约束下稳定粮食和重要农产品供给,成为旱区农业必须回答的课题。

原因:经验灌溉难匹配现代农业需求 业内人士指出,传统灌溉更多依赖经验判断,难以精准匹配作物不同生育期的需水规律;同时,水源调度、输配水管理、田间灌水施肥环节相互割裂,导致“该浇时浇不准、不该浇时浇得多”“水肥不同步”等现象。

加之西北部分地区气候波动加剧,干旱风险呈现阶段性、突发性特点,对灌溉决策的及时性和准确性提出更高要求。

技术短板叠加资源禀赋不足,使“节水与增产”一度被视为难以兼得的矛盾。

影响:节水关乎粮食安全与生态底线 在水资源紧约束条件下,提高农业用水效率不仅关系农民增收,更关系区域生态安全与产业可持续。

若灌溉效率长期偏低,一方面可能推高农业生产成本、削弱作物稳产能力;另一方面会加重地下水开采压力和土壤环境风险,影响高标准农田建设与现代农业布局。

推动灌区由“用水量管理”转向“用水效率管理”,由“经验驱动”转向“数据驱动”,成为破解瓶颈的现实路径。

对策:以智慧灌溉实现“按需供水、以水定肥” 围绕上述难题,甘肃农业大学干旱灌区节水灌溉与水资源调控创新团队持续开展系统性攻关。

团队负责人张芮介绍,团队将研究重点聚焦于作物需水规律识别、田间水肥协同调控、灌区全链条精细管理等方向,形成“作物需水—灌溉决策—水肥调控”一体化技术路线。

据介绍,团队研制的智慧灌溉系统通过土壤墒情监测、气象信息采集和作物生长参数分析,实现灌溉量与施肥量的动态计算与精准投配,并可对干旱风险进行预警提示,推动灌溉管理从“看天浇水”“凭经验浇水”向“按数据灌溉”“按需供给”转变。

种植户曹治平在应用后表示,过去浇地靠经验把握火候,如今灌溉更加可控,作物缺水时能及时得到补给,管理更省心。

在田间技术模式上,团队集成推广“高垄膜下滴灌+水肥一体化”等方案,用于辣椒、芹菜、娃娃菜等经济作物生产,单亩节水15至45立方米、节肥10至15公斤,增产6%至9%;面向玉米等大田作物,团队研发“浅埋滴灌水肥一体化”技术,降低大田精准灌溉的成本门槛。

在甘肃定西示范基地,该技术单亩节水150立方米、节肥12至15公斤,增产10%以上。

同时,为支撑高标准农田建设与调蓄水设施布局,团队在湿陷性黄土高含水率地基处理等关键技术上取得突破,为旱区蓄水调蓄、输配水工程安全运行提供支撑。

在甘肃庆阳旱塬区,团队研发的蓄水保墒耕作技术使土壤含水量提高约20%,作物抗旱能力明显增强。

记者了解到,团队牵头完成的“干旱灌区智慧灌溉系统研制及农业节水关键技术集成与示范”成果于2025年获得甘肃省科技进步奖一等奖。

相关技术已在甘肃、青海、新疆等干旱灌区推广应用,累计示范推广面积超过108万亩,节水总量达1.2亿立方米。

前景:从单点示范走向系统治理与规模应用 受访专家认为,旱区节水农业的核心不在于单一设备,而在于以标准化、可复制的技术体系带动“水源调度—输配水—田间灌溉—农艺配套—经营管理”全链条升级。

随着高标准农田建设、数字化管理与节水型社会建设协同推进,智慧灌溉有望在更多灌区实现由“点上好用”向“面上管用”转变。

下一步,需在设备适配性、数据共享与运维服务体系、农户应用成本等方面持续优化,并与以水定产、以水定地的资源刚性约束相衔接,推动节水增效形成长效机制。

水是生命之源,也是农业发展的生命线。

甘肃农业大学团队的科研实践表明,面对资源约束的挑战,唯有坚持科技创新、深化理论研究、推进技术转化,才能找到破解难题的钥匙。

从试验田到万亩良田,从科研成果到生产实践,这支团队用近二十年的执着坚守,诠释了科学研究服务社会、造福百姓的真正内涵。

在推进农业现代化、保障粮食安全、建设生态文明的新时代背景下,这样的科技创新精神和实践成果,为西北地区乃至全国的农业高质量发展提供了有益借鉴和重要支撑。