专家考察“粮水协同与节水增粮技术集成示范”千亩示范田的玉米增产效果。 中国农科院供图
记者从近日举行的中国农业科学院重大科技任务工作推进会上了解到，我国节水增粮技术研发集成和示范推广取得明显成效，截至2023年底，全国高效节水灌溉面积达4.1亿亩，全国农业用水量从2014年的3869亿立方米下降到2023年的3600多亿立方米，耕地灌溉亩均用水量由402立方米下降到不足350立方米，农田灌溉水有效利用系数从0.530提高到0.576。中国农科院“粮水布局协同优化”重大科技任务围绕粮食安全目标和区域节水潜力，通过现有技术组装配套和集成创新，提出区域主要粮食作物节水增产综合性解决方案，为粮食主产区大面积均衡增产提供重要科技支撑。
聚焦粮水矛盾
水是农业的命脉，水安全是食物安全与农产品有效供给的重要保障。中国工程院院士、中国农业大学教授康绍忠指出，我国人均水资源量不足世界人均水平的1/4，单位耕地面积的水资源量仅为世界平均水平的1/2，“水缺”比“地少”更为严峻。在我国北方水资源紧缺地区，农业过度开发导致农业用水量大，加之用水效率低，引发了华北平原严重的地下水水位下降，而西北内陆河流域下游土地沙化、沙进人退、绿洲萎缩，以及东北地下水水位大幅度下降、湿地退化等问题，进一步加剧了区域水资源短缺，对农业可持续发展和人类生存环境形成了严峻挑战。
水资源匮乏依然是我国粮食生产面临的重大难题之一。中国农科院副院长叶玉江介绍，当前，我国65%的粮食主产区缺水问题突出，作物高效用水技术集成化、标准化程度低，水分利用效率与欧美发达国家相比差距较大。同时，我国水资源时空分布不均衡，随着我国粮食生产重心持续向缺水的北方转移，形成了“南水北调、北粮南运”的格局，粮食生产布局和水资源分布失衡进一步加剧。因此，在水资源严重紧缺的条件下要保障国家粮食安全，必须根据水资源承载力优化粮水布局，“以水定粮、节水增粮”势在必行。为解决水资源匮乏与粮食增产之间的矛盾，中国农科院启动了“粮水布局协同优化”重大科技任务。
技术协同攻关
农业是用水大户。中国农科院环发所副所长、“粮水协同”重大科技任务负责人郝卫平介绍，2023年农业用水量占全国总用水量约62%，在农业用水当中，农田灌溉用水量占86%。
据介绍，“粮水布局协同优化”重大科技任务由环发所联合多个研究机构开展技术协同攻关，是中国农科院“主粮产能提升”科技攻关行动的重要一环，从作物高水效利用、土壤涵养保水、节水灌溉装备、绿色节水栽培、粮水优化布局等方面集成关键技术，实现良种、良田、良机、良法、良策“五良”协同，为粮食主产区大面积均衡增产提供重要科技支撑。
郝卫平介绍，来自4个研究所的9个创新团队开展协同攻关，定量评估粮食布局和水资源配置协调状况，预测未来气候变化情景下，水资源供应的变化和粮食作物产能提升潜力，形成与国家粮食需求和水资源承载力相匹配的粮水布局协同优化方案。同时研究突破主要作物高效节水增产关键技术，在东北、华北等粮食主产区建立了6个核心示范区，研究集成综合技术模式，构建区域主要粮食作物节水增产综合性技术解决方案，开展规模化集成示范与推广，力争粮食增产10%~15%。
打造节水增粮新样板
9月13日，在河南新乡举行的“华北夏玉米节水增粮综合技术模式”现场观摩会上，专家组对实施“粮水协同与节水增粮技术集成示范”的千亩示范田进行现场测产，结果显示，亩产玉米907.5公斤，比当地传统地面灌溉玉米亩产增加33.2%。该示范田为中国农科院重大科技任务“粮水协同与节水增粮技术集成示范”项目6个示范区之一，位于河南省新乡市获嘉县。
新乡市是河南重要的粮食产区。中国农科院灌溉所研究员宋妮介绍，在当地，科研团队针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作制度，筛选抗逆密植品种“中单153”，集成麦秸秆还田、免耕密植精量播种、优化肥料配方、滴灌水肥药一体化以及灌溉智能决策等技术，构建了夏玉米节水增粮综合技术模式，为华北平原粮食作物节水和产能提升提供了整体技术解决方案和示范样板。