3月14日，河北省石家莊市欒城區(qū)天亮合作社采用桁架式灌溉機(jī)進(jìn)行節(jié)水噴溉，促進(jìn)冬小麥返青。新華社發(fā)（張曉峰攝）
三月春光里，河南省輝縣市麻小營(yíng)村麥田青青，一片盎然生機(jī)。
五豐合作社社長(zhǎng)孫紹臣輕輕點(diǎn)擊手機(jī)屏幕，汩汩清流就從高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田智能水肥一體機(jī)中流出，順著地下輸水管涌向農(nóng)田，最終通過(guò)滴灌帶“喂”到小麥根系。“用上了高效節(jié)水灌溉設(shè)施，每畝能省水20%、節(jié)肥15%，還能省人工，產(chǎn)量也更高呢！”望著連綿的百畝農(nóng)田，他的笑容里透著踏實(shí)。
今年的3月22日至28日是第三十八屆“中國(guó)水周”。我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源時(shí)空分布不均，部分地區(qū)曾一度面臨“水不夠”“澆地難”問(wèn)題。如今，全國(guó)耕地灌溉面積已達(dá)10.75億畝，灌區(qū)現(xiàn)代化改造、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和智慧灌溉技術(shù)一道，構(gòu)建起農(nóng)業(yè)用水的“脈管系統(tǒng)”?？矗八吹降仡^、用水有高標(biāo)、集約出實(shí)效”的場(chǎng)景正成為農(nóng)田里的新常態(tài)、新圖景。
現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)打出組合拳
在河北省石家莊市石津灌區(qū)調(diào)度中心，電子屏上跳躍著總干渠沿線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)——水位、流量、閘位、視頻監(jiān)控畫(huà)面一覽無(wú)余。調(diào)度人員李子瀟結(jié)合基層單位提交的用水申請(qǐng)，與總調(diào)度團(tuán)隊(duì)快速研判后，向上游黃壁莊水庫(kù)精準(zhǔn)下達(dá)增（減）水指令,并通過(guò)監(jiān)測(cè)模塊動(dòng)態(tài)掌握灌溉進(jìn)度?！皬乃款A(yù)報(bào)到動(dòng)態(tài)配水，數(shù)字平臺(tái)讓調(diào)度效率明顯提升?！崩钭訛t說(shuō)。
一百多公里外的衡水市趙圈鎮(zhèn)，石津灌區(qū)北圈灌溉站站長(zhǎng)田國(guó)華正通過(guò)“測(cè)墑平臺(tái)”監(jiān)測(cè)田間墑情?！斑^(guò)去澆地靠經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在靠數(shù)據(jù)！”他滑動(dòng)手機(jī)屏幕，通過(guò)“石津慧灌”App與王家井管理處實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，精準(zhǔn)了解徐灣分干10余萬(wàn)畝農(nóng)田的用水周期，科學(xué)填報(bào)用水計(jì)劃。具有近百年歷史的石津灌區(qū)，借力現(xiàn)代化改造煥發(fā)新生：工程提檔升級(jí)，數(shù)字孿生賦能，灌區(qū)供水保障能力明顯提升，灌溉周期由35天以上縮短為25天，巡護(hù)管理費(fèi)用明顯降低，年均節(jié)水可達(dá)4200萬(wàn)立方米。
這樣的變革正在全國(guó)展開(kāi)。近年來(lái)，全國(guó)灌區(qū)“破壁清障通末梢”。2024年，中央投入超1000億元支持1300余個(gè)灌區(qū)開(kāi)展現(xiàn)代化改造，襯砌渠道、新建量測(cè)水設(shè)施，有力提高了灌溉保障能力和節(jié)水灌溉水平。
在安徽省淠史杭灌區(qū)，數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建“空天地”立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，使配水方案生成時(shí)間由數(shù)天縮短至數(shù)分鐘；河南省人民勝利渠灌區(qū)通過(guò)智能監(jiān)測(cè)與自動(dòng)化量測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)樞紐遠(yuǎn)程管控、渠道流量實(shí)時(shí)追蹤及用水精準(zhǔn)計(jì)量；江西省袁惠渠灌區(qū)以數(shù)字化平臺(tái)整合現(xiàn)代化管理手段實(shí)現(xiàn)渠道暢通、按需配水，破解30萬(wàn)畝農(nóng)田末端灌溉難題……
“現(xiàn)代化灌區(qū)建設(shè)打出了一套組合拳?！敝袊?guó)水利水電科學(xué)研究院水利研究所所長(zhǎng)張寶忠說(shuō)。
高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)實(shí)現(xiàn)水土資源高效協(xié)同
在內(nèi)蒙古巴彥淖爾市，高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)示范區(qū)創(chuàng)新應(yīng)用黃河水澄清滴灌水肥一體化技術(shù)，通過(guò)三級(jí)沉淀池凈化泥沙，配合智能滴灌設(shè)備實(shí)現(xiàn)每畝增糧200斤，增效300元；在浙江金華婺城區(qū)，當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)集中連片高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)措施，大力推廣應(yīng)用低壓管道灌溉、噴灌、滴灌等高效節(jié)水灌溉技術(shù)，年節(jié)約水量約80萬(wàn)立方米，灌溉水利用率提高10%……
數(shù)據(jù)顯示，截至2023年年底，全國(guó)已建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田超10億畝。其中，高效節(jié)水灌溉面積達(dá)4.1億畝，通過(guò)實(shí)施渠道防滲、噴滴灌等工程，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)從2014年的0.530提高到2023年的0.576，全國(guó)耕地實(shí)際灌溉畝均用水量由402立方米下降到347立方米，單方灌溉水的糧食生產(chǎn)力從1.58千克增加到1.80千克以上。
“高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的灌溉不是簡(jiǎn)單地修渠引水，而是通過(guò)技術(shù)與工程綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)水土資源的高效協(xié)同?！蔽鞅鞭r(nóng)林科技大學(xué)科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究院院長(zhǎng)趙西寧指出，我國(guó)已形成分區(qū)施策、系統(tǒng)治水的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)格局。
北方平原突出規(guī)模化節(jié)水和地下水超采治理，構(gòu)建“深渠密網(wǎng)”輸配水系統(tǒng)；南方丘陵聚焦智能排灌和生態(tài)水系，破解“旱澇急轉(zhuǎn)”難題；西北干旱區(qū)創(chuàng)新集雨補(bǔ)灌與鹽堿地改良，黃淮海平原構(gòu)建洪澇旱漬協(xié)同防控……“通過(guò)‘一區(qū)一策’的系統(tǒng)治水，高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田將水資源剛性約束轉(zhuǎn)化為了保障糧食安全的核心基礎(chǔ)設(shè)施。”趙西寧說(shuō)。
農(nóng)田灌溉科技成色在不斷提升
“過(guò)去我們總想著怎么多找水，現(xiàn)在則聚焦如何讓每滴水創(chuàng)造更多價(jià)值。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所（以下簡(jiǎn)稱“灌溉所”）所長(zhǎng)王景雷的一番話，折射出農(nóng)田灌溉科技成色的不斷提升。
在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)綜合試驗(yàn)基地，記者看到，2560組傳感器深埋于不同土層，持續(xù)記錄著土壤、作物和環(huán)境之間互相反饋的過(guò)程，也藏著灌溉科技的核心突破：冬小麥拔節(jié)期日均需水量數(shù)據(jù)，玉米抽雄期氮肥吸收效率與溫度的關(guān)聯(lián)函數(shù)，棉花根系在鹽堿脅迫下的自適應(yīng)規(guī)律……這些凝聚數(shù)十年科研積淀的底層數(shù)據(jù)，是破解農(nóng)田“澆多少、何時(shí)澆、怎么澆”難題、推動(dòng)農(nóng)技農(nóng)藝深度融合的關(guān)鍵。
正值小麥春灌關(guān)鍵期，河南省新鄉(xiāng)縣七里營(yíng)鎮(zhèn)的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田示范地塊上空，搭載著北斗導(dǎo)航的大型噴灌機(jī)正沿設(shè)定軌跡行進(jìn)。
記者發(fā)現(xiàn)，不同區(qū)域的噴頭水花形態(tài)各異?！斑@是中心支軸式噴灌機(jī)地角臂系統(tǒng)在做決策”，灌溉所副研究員陳震介紹，系統(tǒng)通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感、土壤墑情傳感器與云端人工智能模型編織成智慧網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合作物水分需求信息自動(dòng)生成灌溉作業(yè)處方圖，使噴灌機(jī)能根據(jù)差異調(diào)節(jié)噴灑量實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉，與傳統(tǒng)漫灌相比能節(jié)水30%~50%、節(jié)肥10%~15%。
“當(dāng)前灌溉裝備創(chuàng)新已從單一設(shè)備改進(jìn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性技術(shù)重構(gòu)?！蓖蹙袄妆硎荆@一轉(zhuǎn)型通過(guò)構(gòu)建“土壤—大氣—作物”多維傳感網(wǎng)絡(luò)、建立智慧灌溉動(dòng)態(tài)模型、研發(fā)多功能快速響應(yīng)的智能灌溉裝備得以實(shí)現(xiàn)。
中國(guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授康紹忠指出：“應(yīng)發(fā)展智慧節(jié)水技術(shù)，打造智慧高水效農(nóng)業(yè)，藏糧于水，藏水于技。”
的確，在新質(zhì)生產(chǎn)力驅(qū)動(dòng)下，農(nóng)田裝上了“神經(jīng)系統(tǒng)”，作物會(huì)“說(shuō)話”，田地能“思考”，裝備懂“應(yīng)變”，一場(chǎng)以數(shù)據(jù)為基、智能為核的轉(zhuǎn)變，正推動(dòng)農(nóng)田灌溉變革躍升。
