三月春光明媚，黃淮海平原麥田已大面積返青，連片綠色孕育著豐產(chǎn)的希望。在河南省輝縣市麻小營(yíng)村，五豐合作社社長(zhǎng)孫紹臣輕點(diǎn)手機(jī)，汩汩清流從高標(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，又通過(guò)滴灌帶流入作物根系。“這里用上了高效節(jié)水灌溉設(shè)施，每畝省水20%、節(jié)肥15%，人工費(fèi)直降120元，畝產(chǎn)反增百斤！”他指著流轉(zhuǎn)的千畝農(nóng)田介紹，笑容里透著踏實(shí)。

 我國(guó)農(nóng)業(yè)水資源時(shí)空分布不均，部分地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源短缺，“澆地難”曾制約農(nóng)田集約管理和農(nóng)業(yè)高效耕作。而如今，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)”。縱橫阡陌的“藍(lán)色動(dòng)脈”，將水源源不斷輸送作物根系，滋潤(rùn)農(nóng)田，滋養(yǎng)作物，讓“水源到地頭、用水有高標(biāo)、集約出實(shí)效”的場(chǎng)景成為農(nóng)田里的新常態(tài)。

 打通水源到農(nóng)田的“最后一公里”

 農(nóng)業(yè)要灌溉，首先要保障的就是精準(zhǔn)穩(wěn)定的灌溉水源。近年來(lái)，全國(guó)灌區(qū)加快現(xiàn)代化改造步伐，補(bǔ)齊農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施短板，推進(jìn)數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)，持續(xù)解決橫亙?cè)谵r(nóng)田與水源之間的資源性缺水、技術(shù)性低效等難題。 

 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。“從水量預(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。”李子瀟說(shuō)。100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。“過(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。這個(gè)擁有悠久歷史的石津灌區(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)。2014年以來(lái)，我國(guó)新增改善灌溉面積約 3.6 億畝，新增高效節(jié)水灌溉面積約 1.5 億畝，耕地灌溉率達(dá)55%。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。 

  現(xiàn)代化管理也使水資源突破地理約束。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)，4000 余處智能站點(diǎn)實(shí)時(shí)分析水情、雨情、墑情、工情，使配水方案生成時(shí)間由數(shù)天縮短至數(shù)分鐘，顯著提升調(diào)度效率。

 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，并依托土壤墑情、氣象數(shù)據(jù)和作物需水規(guī)律，動(dòng)態(tài)制定科學(xué)灌溉方案，顯著提升管理效能與節(jié)水效益。

 江西省袁惠渠灌區(qū)始終堅(jiān)持“節(jié)水優(yōu)先”，工程建設(shè)與用水管理兩手抓、兩手硬，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’。”中國(guó)水利水電科學(xué)研究院水利研究所所長(zhǎng)張寶忠指出，灌區(qū)通過(guò)工程改造、制度約束、技術(shù)創(chuàng)新和協(xié)同管理四大維度，構(gòu)建從水源調(diào)配到田間用水的全鏈條保障體系，確保農(nóng)業(yè)用水的高效性、穩(wěn)定性和可持續(xù)性，為農(nóng)業(yè)高效綠色發(fā)展提供保證。 

  高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田里的“水密碼” 

  如果說(shuō)骨干水渠是農(nóng)田灌溉的“大動(dòng)脈”，那田間水網(wǎng)、節(jié)水設(shè)施和配套機(jī)井則像遍布沃野的“毛細(xì)血管”，共同構(gòu)建起完整的現(xiàn)代灌溉系統(tǒng)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)漫灌向系統(tǒng)治水轉(zhuǎn)型升級(jí)。

 數(shù)據(jù)顯示截至 2023 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。 

  在新疆維吾爾自治區(qū)昌吉州奇臺(tái)縣，滴灌帶如經(jīng)緯般鋪展在昔日戈壁，通過(guò)“壓鹽洗堿+水肥協(xié)同”技術(shù)，讓鹽堿地長(zhǎng)出高產(chǎn)棉田，棉花出苗率從60%躍升至90%以上。 

  內(nèi)蒙古自治區(qū)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。

  浙江省金華市婺城區(qū)打造集中連片高標(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%。 

  “高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田灌溉不是簡(jiǎn)單的修渠引水，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。”西北農(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。

 “讓每滴水創(chuàng)造更多價(jià)值”“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)田灌溉研究所所長(zhǎng)王景雷的這句話，折射出農(nóng)田灌溉從資源依賴(lài)型向科技創(chuàng)新型轉(zhuǎn)變。

 在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)綜合試驗(yàn)基地，2560 組傳感器深埋于地中滲透儀的不同土層，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”的關(guān)鍵。

 面對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)高效農(nóng)田管理的需求，科研人員建立起覆蓋大宗農(nóng)作物的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，將作物水肥需求規(guī)律轉(zhuǎn)化為可計(jì)算、可預(yù)測(cè)的數(shù)字模型，為精準(zhǔn)灌溉提供科學(xué)依據(jù)。

 正值小麥春灌關(guān)鍵期，河南新鄉(xiāng)縣七里營(yíng)鎮(zhèn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田示范地塊卻無(wú)人管理，唯見(jiàn)搭載北斗導(dǎo)航的大型噴灌機(jī)沿設(shè)定軌跡行進(jìn)。仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)，不同區(qū)域的噴頭水花形態(tài)各異。“這是中心支軸式噴灌機(jī)的角臂系統(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 AI 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)既能根據(jù)差異調(diào)節(jié)噴灑量實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉，又能精準(zhǔn)識(shí)別田塊邊界達(dá)到 95%以上覆蓋率，與傳統(tǒng)漫灌相比節(jié)水30%~50%、節(jié)肥10%~15%，灌溉均勻系數(shù)突破0.85。 

  “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)。”王景雷表示，這一轉(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)的智能灌溉裝備來(lái)實(shí)現(xiàn)。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)變正在推動(dòng)農(nóng)田灌溉向數(shù)字化、智能化、協(xié)同化快速躍遷。

 “在水資源緊缺形勢(shì)下，保障國(guó)家食物安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給，必須發(fā)展高水效農(nóng)業(yè)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)適水發(fā)展”。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，要加強(qiáng)灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)銜接，推動(dòng)高效節(jié)水灌溉與農(nóng)藝技術(shù)融合，持續(xù)開(kāi)展農(nóng)業(yè)節(jié)水科技創(chuàng)新，保障農(nóng)業(yè)水安全和糧食安全。

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