食物安全是國家安全的基本保證,水安全是食物安全的基礎。當前,水資源短缺已成為我國食物安全和農業可持續發展的剛性約束。
如何應對新形勢下的新挑戰?關鍵是要堅持藏糧于水,夯實國家食物安全的農業用水保障,堅持藏水于技,促進高水效農業快速健康發展。
日前,在第三屆中國節水論壇上,中國工程院院士康紹忠發表了主題為“高水效農業是未來農業的必然選擇”的演講。
藏糧于水 藏水于技——高水效農業是未來農業的必然選擇
01水資源短缺對食物安全的嚴峻挑戰
糧食安全是國家安全的基本保證,我們國家糧食生產進入瓶頸期,從1999—2015年,全國的糧食產量從5.08增加到6.6億噸,增產了36.4%;但是從2015—2022年增速大大放緩。
我們國家目前仍然是世界上最大的糧食進口國,糧食對外依存度比較高。我們的糧食生產又受水資源的嚴重制約,我國水資源很緊缺,特別是北方地區缺水形勢很嚴峻。一個是人均水資源不足世界平均水平的1/3,另外,我國單位耕地面積的水資源量不足世界平均水平的1/2,特別是地處京、津、冀、魯、豫的海河流域,人均水資源量僅有297立方米,比世界上最缺水的以色列300立方米還要少。
大規模地灌溉用水增加以后,導致了西北內陸干旱區還有東北嚴峻的生態環境問題,華北形成了世界上最大的地下水漏斗;水資源短缺已經成為我國食物安全和農業可持續發展的短板。我們國家的糧食調出省主要在北方,全國共五個,北方占了四個。未來我們要開發后備耕地資源,還要進一步加劇北方的缺水形勢。總書記對糧食生產的水安全保障問題也是非常關心,提出節水優先;2019年“9.18”重要講話里面也提到要把農業用水效率提上去。2020年6月9號到寧夏視察時講到,農業要節水化。在今年6月6號到內蒙河套考察的時候講到要大力發展現代高效農業和節水產業,要節約水資源。總體來看,我國的農業用水效率還是偏低。
未來農業用水是不是有節水潛力?工程院做了一個戰略研究,每年節水潛力在350億立方米左右,農業不僅要節水,更要高效用水,發展高水效農業是未來一種必然的選擇。
02高水效農業的內涵
高水效農業,我理解廣泛要運用生物技術、信息技術、先進灌溉裝備,實現水合作物表現智能的感知,用水智能的決策與控制,實現區域水土適配和水生產力的時空格局的優化,做到精準用水和水效益最大化的用水體系。目標要減少單位生產的凈耗水和灌溉用水,走技術進步替代灌溉用水增加的路子。2010年產量或者效益的獲得,在空間和時間上要設計一個作物合理的種植制度和耗水過程,對耗水進行科學的管理,使作物的耗水最少,最大限度提高水的生產力和水肥的生產效率,實現讓每一滴水生產更多的農產品這樣一個美好的愿景。
具體要實現集成化、模式化、集約化、數字化、智慧化,要對用水的多要素如何進行優化,用水的過程進行優化調控,實現整個系統的全面水效率提升。具體的路徑有四方面:
第一,從生物和農業上如何去挖掘抗旱經驗和培育抗旱節水的新品種,使得同樣產量的前提條件下減少耗水。
第二,通過努力管理,構建一個理想型的高水效作物的組成,增加它的光合作用,減少氣孔的蒸騰,提高水的利用效率。如何改進我們的灌溉技術,設計科學的灌溉制度和作物水肥一體化,減少我們的耗水和灌溉用水,來提高產量,提高我們農田的用水效率。
第三,合理配置水資源,減少無效損失,實現作物耗水的時空格局優化,提高水肥的效率。
第四,除了技術以外,還有制度的創新,實現農業水效益全鏈條的調控耦合和多要素的協同提升。
03水肥一體化助力發展高水效農業
水肥一體化被稱為是迄今為止農業生產最為節水節肥的技術之一,也是園區管理最便捷、最合理、性價比最高的選擇。
目前節水灌溉最成熟也最熱門的技術就是水肥一體化技術,它利用管道灌溉系統,將肥料溶解在水中,同時進行灌溉與施肥,適時、適量地滿足農作物對水分和養分的需求,實現水肥同步管理和高效利用。
它是利用管道灌溉系統,將肥料溶解在水中,同時進行灌溉與施肥,適時、適量地滿足農作物對水分和養分的需求,實現水肥同步管理和高效利用的節水農業技術。相比無節制的大水漫灌,水肥一體化通過系統合理的把控,合理調控水資源使用量,按需灌溉,滿足作物對水分的需求。
水肥一體化的推廣和應用,不僅有效解決了農業灌溉的浪費問題,也是將“節水灌溉”從口號化為行動的關鍵一環。
較傳統漫灌方式,水肥一體化可省肥50%~70%,省水60%~70%。水肥一體化智能灌溉系統能在幾個小時內將上百畝果園的施肥和灌水問題同時解決,而且只需一個人將閘閥打開即可,省工、省力、省時,節省工時費90%以上。