讓每一滴水皆有力量——記甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)干旱灌區(qū)節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

水是生命之源，農(nóng)業(yè)節(jié)水是國(guó)家節(jié)水行動(dòng)的重中之重。甘肅作為典型的干旱缺水省份，畝均水資源量?jī)H為全國(guó)平均水平的四分之一，人均水資源量是全國(guó)平均水平的二分之一?！八萍s發(fā)展”的現(xiàn)狀尤為嚴(yán)峻。

如何讓有限的水資源發(fā)揮最大效益，讓節(jié)水科技扎根旱區(qū)沃土、賦能農(nóng)業(yè)發(fā)展？甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)干旱灌區(qū)節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，用近20年的堅(jiān)守給出了答案——2025年，該團(tuán)隊(duì)牽頭完成的“干旱灌區(qū)智慧灌溉系統(tǒng)研制及農(nóng)業(yè)節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)集成與示范”成果獲得甘肅省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

農(nóng)業(yè)灌溉從“憑感覺”邁入“靠數(shù)據(jù)”

“缺水是甘肅農(nóng)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸，解決水資源高效利用問題，是水利工作者的責(zé)任?！眻F(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程學(xué)院副院長(zhǎng)張芮教授，從2007年留校任教起，便將研究方向鎖定在“干旱灌區(qū)節(jié)水灌溉與水資源高效利用”領(lǐng)域。

彼時(shí)，西北灌區(qū)普遍存在“灌溉制度粗放、水肥利用率低、面源污染風(fēng)險(xiǎn)高”等難題，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)式灌溉已難以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需求。于是，張芮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)踏遍河西走廊的戈壁綠洲、隴東旱塬的黃土坡地，在一個(gè)個(gè)灌區(qū)開展實(shí)地調(diào)研，把問題摸清、把癥結(jié)找準(zhǔn)。

團(tuán)隊(duì)將“智慧灌溉”定為攻關(guān)核心方向，研發(fā)的智慧灌溉系統(tǒng)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為作物裝上了“智慧感知器”，實(shí)時(shí)采集土壤墑情、氣象條件和作物生長(zhǎng)信息，構(gòu)建“作物需水—灌溉決策—水肥調(diào)控”一體化模型，讓農(nóng)業(yè)灌溉從“憑感覺”的經(jīng)驗(yàn)時(shí)代，邁入“靠數(shù)據(jù)”的精準(zhǔn)時(shí)代。

“系統(tǒng)根據(jù)作物不同生長(zhǎng)階段的需水規(guī)律，自動(dòng)計(jì)算灌溉量和施肥量。當(dāng)土壤水分低于設(shè)定閾值時(shí)，電磁閥自動(dòng)開啟，精準(zhǔn)滴灌；達(dá)到目標(biāo)水分后，電磁閥自動(dòng)關(guān)閉，不浪費(fèi)一滴水?！睆堒钦f，“水肥一體化實(shí)現(xiàn)了作物‘按需喝水’和水肥‘精準(zhǔn)滴灌’，同時(shí)將肥料溶解在灌溉水中，隨水施肥、水肥同步，讓每一滴水、每一斤肥，都能被作物充分吸收?！?/p>

這套系統(tǒng)不僅能精準(zhǔn)灌溉，還能提前預(yù)警干旱風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)調(diào)整灌溉計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)從水源—引水—輸水—蓄水—精準(zhǔn)供水的智慧云全流程精準(zhǔn)控制灌溉，每畝地節(jié)水30%以上，作物產(chǎn)量提高10%左右?！耙郧皾驳?，多澆少澆全憑老把式的眼力。現(xiàn)在有了智慧系統(tǒng)，作物渴了‘自己開口要水’，真的是太神奇了！”這是旱區(qū)種植戶曹治平最真切的感受。

從“試驗(yàn)田”到“萬畝良田”

科研的價(jià)值，最終要落在服務(wù)社會(huì)、造福百姓上。智慧灌溉技術(shù)，從試驗(yàn)田出發(fā)，一步步走向西北的萬畝良田，目前已在甘肅、青海、新疆等干旱灌區(qū)推廣應(yīng)用。

“這項(xiàng)成果，是學(xué)校托舉、團(tuán)隊(duì)并肩、產(chǎn)學(xué)研用攜手一起澆灌出來的?！睆堒墙榻B，依托農(nóng)業(yè)水利工程一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)打破學(xué)科壁壘，搭建起“水利工程+農(nóng)業(yè)+生態(tài)”的多學(xué)科交叉平臺(tái)，20余名水利、農(nóng)學(xué)、生態(tài)等領(lǐng)域的骨干教師聚在一起，形成“基礎(chǔ)研究—技術(shù)攻關(guān)—成果轉(zhuǎn)化”的全鏈條創(chuàng)新格局，讓不同領(lǐng)域的智慧在旱區(qū)節(jié)水的課題里碰撞出火花。

在辣椒、芹菜、娃娃菜等經(jīng)濟(jì)作物種植中，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新的“高壟膜下滴灌+水肥一體化”技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)“節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)”三贏。每畝地節(jié)水15-45立方米，節(jié)肥10-15公斤，增產(chǎn)6%-9%。

在玉米等大田作物種植中，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“淺埋滴灌水肥一體化”技術(shù)，破解了“大田作物灌溉成本高”的難題。在甘肅定西的示范基地，這項(xiàng)技術(shù)使每畝地節(jié)水150立方米，節(jié)肥12-15公斤，增產(chǎn)10%以上。

如今，團(tuán)隊(duì)的節(jié)水技術(shù)已在蘭州、定西、武威、張掖等地建立起一個(gè)個(gè)示范基地，累計(jì)推廣面積超108萬畝，節(jié)水總量達(dá)1.2億立方米?！斑@相當(dāng)于節(jié)約了8個(gè)西湖的水量?！眻F(tuán)隊(duì)成員、水利水電工程學(xué)院教師趙霞自豪地說。

此外，團(tuán)隊(duì)還攻克“濕陷性黃土高含水率地基處理”技術(shù)難題，為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田調(diào)蓄水設(shè)施建設(shè)提供了關(guān)鍵支撐。在甘肅慶陽的旱塬區(qū)，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“蓄水保墑耕作技術(shù)”，使土壤含水量提高20%，作物抗旱能力顯著增強(qiáng)。

一串串?dāng)?shù)字，都是科技節(jié)水的有力證明。

讓科創(chuàng)薪火都燃在“田埂間”

團(tuán)隊(duì)的視野，不單單局限于校園之內(nèi)。他們與中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院、甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所等科研機(jī)構(gòu)，以及甘肅省水利水電工程局、甘肅省引大入秦水資源利用中心等企事業(yè)單位深度合作。從實(shí)驗(yàn)室里的模型構(gòu)建，到田間地頭的試驗(yàn)驗(yàn)證；從智能灌溉設(shè)備的研發(fā)調(diào)試，到示范園區(qū)的落地建設(shè)，產(chǎn)學(xué)研用各環(huán)節(jié)擰成一股繩，讓寫在紙上的論文，變成了田間地頭的生產(chǎn)力。

“我們做科研，不僅要攻克技術(shù)難題，更要培養(yǎng)出懂農(nóng)、愛農(nóng)、興農(nóng)的年輕人，讓節(jié)水興農(nóng)的薪火，在西北大地上代代相傳?！睆堒墙榻B說，依托科研與產(chǎn)業(yè)平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)打造“耕讀教育+科研實(shí)踐+產(chǎn)業(yè)服務(wù)”的特色育人模式，研究生們走出課堂、走進(jìn)田間，開展“作物需水規(guī)律”“水肥耦合效應(yīng)”等研究，讓書本上的理論知識(shí)，在西北的泥土里生根發(fā)芽。

“在試驗(yàn)田里，我們不僅學(xué)會(huì)了把公式轉(zhuǎn)化為技術(shù)，更讀懂了這片土地對(duì)水的渴望，讀懂了科技工作者的責(zé)任?！眻F(tuán)隊(duì)成員、博士研究生張紅娟說。據(jù)統(tǒng)計(jì)，團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)的畢業(yè)生中，80%以上選擇留在西北，投身農(nóng)業(yè)節(jié)水事業(yè)。

他們像一顆顆種子，在干旱的土地上生根發(fā)芽，成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的新生力量。

從一塊試驗(yàn)田到百萬畝示范區(qū)，從單項(xiàng)技術(shù)突破到系統(tǒng)解決方案……甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)干旱灌區(qū)節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的成果，為“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略筑牢了技術(shù)保障，也為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展注入了源源不斷的科技動(dòng)能。“每一滴水都值得被珍惜，每一份科技力量都應(yīng)為民生服務(wù)。”張芮的話，是團(tuán)隊(duì)的初心，也是他們前行的方向。

（中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng) 記者 尹曉軍 通訊員 張馨正 馬志嬌 劉詩雨）