康绍忠院士:发展高水效农业是保障国家食物安全的重要核心问题!
近期,中国工程院院士康绍忠在第23届全国肥料双交会院士论坛报告中表示:解决好十几亿人口的吃饭问题,不仅要藏粮于地、藏粮于技,更要藏粮于水、藏水于技,以技术创新替代农业用水增长,通过发展高水效农业,为国家食物安全和农产品的有效供给,提供更加可靠的水安全保障!
以下为报告摘录:
第23届全国肥料双交会院士论坛现场
我国水资源紧缺,水土不适配,“水缺“比”地少“更为严峻。缓解水资源短缺和灌溉用水增加导致的生态环境问题,迫切需要降低灌溉用水量,然而盲目减少灌溉用水量将导致农业产能下降,威胁国家食物安全和农产品有效供给。水安全是食物安全的基础,在当前复杂国际环境不稳定性、不确定性明显增加的背景下,绷紧食物安全这根弦,推进藏粮于水,更为重要。
首先,我们要确立农业用水安全红线,为国家食物安全提供用水保障。
我国后备耕地资源主要在黄淮海、东北、新疆和甘肃,未来利用这些后备耕地资源,必将进一步加剧北方农业用水紧缺态势。灌区现代化水平以及节水灌溉技术应用的状况和科技对节水的贡献等等将影响农业用水安全红线。
第二,加快建设国家农业水网,提高食物安全供水保证率。
农业水网是国家水网的毛细血管和重要组成部分。在北方水资源紧缺区特别是新疆、河西走廊等地,地形有较大落差,水源水质良好,可适度推进灌溉供水管网化,采用大口径的管道输水系统,并加强质量监测设施、信息化工程等建设,向信息化与智慧化方向发展。
第三,充分挖掘“南水北调“工程给粮食生产供水的潜力,提高国家食物安全用水保障能力。
一是分利用”南水北调“东中线工程的外调水,提高华北地区口粮生产用水保障能力;二是还要尽快的实施“南水北调“西线工程,充分挖掘河西走廊等地后备耕地资源潜力。三是利用丰富的太阳能资源,合理开发利用新疆内陆干旱区咸水资源。
水肥一体化滴灌技术可有效节水、节肥、省人工
加快发展高效农业,是破解农业用水短缺与使用安全和其他农产品持续稳定矛盾的关键。
总的来说,有两个目标,一是通过农业高效用水核心关键技术与重大关键产品和绿色高效用水模式的突破,大幅度提高灌溉水利用率和水的生产效率,在农业用水零增长甚至减少条件下,获得粮食和其他农产品产量与质量的大幅度增加。二是通过区域水土资源的优化配置和种植结构、种植制度调整,合理布局农业生产,更好地挖掘水资源的效率和效益提升潜力,缓解我国“北粮南运“与”南水北调“的水、粮逆向流动的格局。
第一,加快发展高水效农业,缓解我国农业用水紧缺状况。
高水效农业,就是要依托生物技术、信息技术和智能装备,实现单株、农田和区域不同尺度,水和作物表型信息的智能感知,用水智能决策与控制,达到区域水土适配和水生产力时空格局优化,实现精准用水和水效率最大化的新型农业用水体系。
甘霖科技自主研发的自动化阀门在新疆地区实施田间节水灌溉作业
具体实施途径包括:在单株水平上发掘作物抗旱基因和培育抗旱节水的新品种;改进田间灌水技术,通过设计科学的灌溉制度和作物水肥一体化,提高灌水施肥的均匀性,减少田间耗水量和灌水量,提高作物产量和田间用水效率;在区域尺度上,合理配置水资源,减少水的无效损失,实现作物耗水时空格局优化,提高用水效能,用最少的水产出更多的农产品,通过技术和制度创新,实现农业水效率地全链条调控、多过程融合和多要素的协同提升。
高水效农业是未来农业的发展方向, 可以缓解我国水资源紧缺,对保障食物安全贡献巨大,潜力巨大。
它在一定区域产量或效益目标下,在空间和时间上设计作物种植和耗水过程,使区域作物净耗水最小,最大限度的提高水生产力和水分生产效益。或者在农业总用水、净耗水、单位产量的净耗水、灌溉水利用系数“四条红线”控制下,通过区域作物种植和耗水时空格局优化,达到区域产量与水效率效益最大化。实现不浪费一滴水,让每一滴水生产更多粮食和农产品的这样一种愿景。
甘霖科技节水灌溉产品服务于云南褚橙哀牢山基地
目前我国高水效农业发展水平与发达国家还有一定的差距。产生这些差距的原因:
一是过度的追求低成本而牺牲了节水灌溉系统的均匀性;
二是高效节水灌溉技术与农艺技术不配套;
三是灌溉用水缺乏科学调配与精量控制;
四是区域作物种植结构与水资源条件不匹配。
此外,高水效农业发展也遇到了一些瓶颈,例如农业节水补偿机制尚未形成,节水成本无人买单;土地分散经营模式限制了高水效农业技术的应用。重建设轻管理,建设工程标准级效益差;缺乏经济可靠、耐用的先进适用技术;节水科技推广与技术服务体系不完善;农业高效用水监测网络尚未建立;缺乏变化环境下农业高效用水的基础性研究工作。以上这些问题,需要我们通过政策和制度以及科技的创新来加以解决。
第二,积极推进国家农业用水监测网络的建设,为高水效农业“四条红线”控制提供保障。
第三,建设以县域为单元地高水效农业综合试验区,整体推进高水效农业快速健康发展。需要在全国重点缺水区,率先推进以县域为单元的高水效农业综合试验区建设,积极推进农业用水、净耗水、单产净耗水和灌溉水利用系数“四条红线“控制,把农业水效纳入经济社会发展的考核指标范畴。
蔬菜种植大棚内使用的甘霖科技节水灌溉产品
第四,加强高水效农业卡脖子技术攻关和创新平台的建设,为高水效农业快速健康发展提供科技支撑。
在数字化、网络化、智能化发展的格局下,数字赋能节水、遥测感知、数据融合等现代技术来提升农业高效用水科技创新能力。以解决“水减粮增“农业用水紧缺问题为导向,以攻克高水效农业核心关键技术、重大关键产品的卡点为核心,创新高水效农业科技攻关范式。需要关注的核心点:
第一,要聚焦作物生命需水生理机制与高通量表型诊断,在此基础上构建作物高效用水的靶向调控机制;
第二,要聚焦绿色高效节水灌溉新装备、新材料、新制剂等技术产品的研发,比如压力调节器、电磁阀、低耗电动阀、压力补偿灌水器,大口径的管材等等,提升我国绿色高效用水的装备、材料与制剂企业自主研发的水平和国际影响力;
第三,要聚焦农业水网智慧建造与管控,加速智慧水网构建的进程;
第四,要聚焦非常规水源开发与安全高效利用;
第五,要聚焦区域水土资源适配与高水效农业布局和生态健康的问题。
人物简介:
康绍忠院士
康绍忠,农业水土工程专家。中国农业大学教授、中国农业水问题研究中心主任。长期从事干旱区农业高效用水与水资源研究,提出了旱区主要作物的需水指标与灌溉制度,创建了基于生命需水信息的作物节水调质高效灌溉理论与技术体系,建立了旱区流域尺度面向生态的水资源合理配置与调控理论及应用模式。
1994年首批入选中国科学院“百人计划”,1997年获国家杰出青年科学基金,2001年被聘为“长江学者”特聘教授,2013年入选国家自然科学基金委员会优秀创新研究群体。2011年当选为中国工程院院士。
内容来源于甘霖科技网站、新型肥料网(有节选)