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瞭望 | 数字农业节水的下一步
作者:    发布于:2021-09-10 08:50:09    文字:【】【】【
摘要:突破原本单一环节的数字节水,将农田节水、作物育种、作物栽培、土壤学、现代信息学等技术统筹推进,集成发展,才能将节水效果最大化

在戈壁上打造日光温室,并引进基质栽培、水肥一体化、物联网控制等技术,种植蔬菜、食用菌、葡萄等经济作物,形成了数万亩“戈壁农业”。一座大棚一年能收获2到3茬,收入3万元左右

    突破原本单一环节的数字节水,将农田节水、作物育种、作物栽培、土壤学、现代信息学等技术统筹推进,集成发展,才能将节水效果最大化

    文 |《瞭望》新闻周刊记者 王铭禹

    地处河西走廊西端的甘肃省酒泉市肃州区,气候干旱少雨,分布着大面积的戈壁地貌,不适宜农作物生长。当地人多地少矛盾突出,不少农民远赴外地打工。

    肃州区政府近年来持续与中国农科院、甘肃农业大学等科研单位合作,利用戈壁滩上丰富的光热资源和戈壁面积广袤的优势,在戈壁上打造日光温室,并引进基质栽培、水肥一体化、物联网控制等技术,种植蔬菜、食用菌、葡萄等经济作物,形成了数万亩“戈壁农业”。

    肃州区总寨镇农户范立德几年前结束打工生涯,返乡经营起了日光温室,一座大棚一年能收获2到3茬,收入3万多元,成为远近闻名的种植大户。

    干旱缺水、降水时空分布不均等因素,严重制约了我国农业生产。多年来,一批高效农业节水技术,尤其是数字化节水技术的推广应用,极大地破解了干旱难题,使大量土地得以耕种,稳定粮食增产。如今,我国西北旱地农业区成为全国粮食产量增速最快的地区,这些技术还走向国外,应用于非洲多个国家和地区。像范立德这样的返乡农民,依托数字技术进行大棚种植,不但破解了少水难题,还通过栽种特色农产品,实现了增收致富。

    兰州新区中川园区的高标准农田(7月29日摄) 王铭禹摄/本刊

    戈壁荒滩变身

    戈壁种菜,水是关键。肃州区政府将珍贵的祁连山冰川融水,通过水渠、管道输送到园区。在总寨镇戈壁农业产业园内,范立德向记者熟练地演示着日光温室的智能化操作。通过手机APP,就可以精准控制温室内的温度、二氧化碳浓度、水肥供应等,蔬菜生长、田间管理情况也可以实时反映到园区技术中心的监测大屏上,如果发现问题,可以及时介入管理,种植专家还可以提供远程技术指导。

    数字化技术结合膜下滴灌、微喷等节水技术,极大地提高了水的利用率。

    总寨戈壁农业产业园管委会主任闫生军介绍,同样种一亩黄瓜,在大田种植一个生长周期需要用水近3000立方米,而一座温室大棚1.5亩地,使用同样的水量,不仅能快速长出一茬黄瓜,还能套种豆角等作物,产量大幅提升。

    据介绍,目前酒泉市戈壁农业种植面积达到13.4万亩,累计投入资金30亿元。其中,日光温室7.96万亩、钢架大棚5.29万亩,有157家农业企业、252家专业合作社、1.26万种植户参与戈壁生态农业建设。

    在兰州新区,智慧水务系统让曾经的荒滩变身生态种植基地。2.89万亩荒滩、分散农田通过集中整治和高标准农田建设,配套了土壤改良、节水灌溉技术、田间道路建设等。记者走访看到,田间布设了智能气象站、智能墒情传感器、滴灌、喷灌等高效节水设备,田间的气候、水分等情况能够实时回传到智能水务系统中,管理人员可以及时干预。

    大禹节水集团股份有限公司副总经理张国祥介绍,这套智慧水务系统通过布局在田间的传感器,能够把田间的太阳光照、风速、降水量、二氧化碳浓度等数据收集起来,后台进行分析和处理,形成灌溉模型和相应的灌溉决策,达到了精量灌溉和精准控制。

    通过压力流量传感器,可以实时监测灌溉设备运行情况,能及时发现设备问题加以修复,用工用时大幅度下降。

    兰州新区将在改造后的土地上打造中药材良种扩繁、玫瑰、生态林果、饲草种植4个基地。

    单一数字节水要向综合节水转变

    业内人士和农业主管部门表示,多年来,我国加快探索高效农业节水技术,取得显著成效,但在推广应用方面仍面临诸多难题。亟待由单一的数字节水技术向综合节水技术转变,筑牢国家粮食安全屏障。

    ——核心部件制造与世界先进水平存在差距。我国从上世纪80年代起,开始引进国外先进的灌溉节水技术,经历了模仿和仿制阶段、自主创新阶段、智慧化节水阶段,目前通过先进的物联网技术、智能分析技术等,我国在数字节水方面已经取得巨大成就。

    张国祥说,与以色列等农业灌溉节水先进国家比,我国在一些节水设备的关键核心部件制造上,如压力补偿式灌水器以及配套的阀门等,还有差距。

    ——数字化节水技术投入不足。近年来,我国加快了大中型灌区的续建配套和现代化改造。张国祥说,目前,每亩地投入仅600多元,只能是做一些渠道的维修,泵站的改造,数字节水技术难以铺开。他建议把智慧控制等数字节水基础设施的完善包括进去,进行整体规划实施。

    ——土地分散、碎片化程度高,不利于节水技术的推广。甘肃省兰州新区农林水务局局长张爱明表示,甘肃7000多万亩耕地,水浇地2000多万亩,大部分土地靠天吃饭。全国来看,呈现山地、丘陵多,平原少的基本特点,广大中西部地区土地集中连片化程度较低,在现有技术条件下,不利于先进节水农业技术的推广。

    ——一些地方农业现代化程度较低,农民外出务工流动性较大,农村留守老人较多,对数字节水技术的承受能力有待提升。

    构建立体农业节水系统

    甘肃农业大学副校长柴强表示,尽管我国在数字节水技术方面取得重要进展,但与以色列土地规模小、大量种植经济作物不同,我国耕地中山地、丘陵多,平原面积小,以大田种植为主等等,亟待形成符合我国国情的农业节水技术。

    受访专家认为,未来的农业节水将是一个系统发展的过程,除了继续在数字节水方面进一步探索外,更要在农业管理等方面进行综合配套,建立全面立体的现代农业节水系统。

    首先,从技术方面来看,突破原本单一环节的数字节水,将农田节水、作物育种、作物栽培、土壤学、现代信息学等技术统筹推进,集成发展,才能将节水效果最大化。此外,农业节水不单纯追求每亩耕地用水的下降,同样的水有更高的产出,也可达到节水的目的。因此,可通过加强生物节水研发力度,加大节水、水分高效利用的育种培育,补齐这一环节。

    其次,结合高标准农田建设,加快推广节水的社会化服务。抢抓国家高标准农田建设契机,加快改进撂荒土地集中连片整理,形成土地的规模化、集约化,为现代农业发展打下坚实基础。同时,以专业节水公司为主干,在农村地区开展农业高效节水、农村污水处理、农民安全饮水,形成水网、信息网、服务网的“三农三水三张网”节水社会化服务体系,破解节水设施有建无管的难题。

    再次,加强管理节水的研究利用。柴强表示,管理节水是系统化的节水技术,是今后推进节水的重要技术手段之一。管理节水即在一个灌区内总用水量不变的情况下,合理安排生态用水、农业用水,并根据用水总量安排农作物种类,充分利用数字化技术,精细管控用水。在此基础上,通过水权交易和梯级水价等杠杆方式,倒逼农户和企业节水,提高群众节水意识,加快扭转传统粗放的耕种方式,最大程度提高节水效率。


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