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“863计划”研究成果引领四川节水农业发展

  

  我省农区自然灾害较多,其中,对农业灾害最大、危害面最广、程度最重且持续时间最长者首推干旱。据监测,川中丘陵农区,平均径流系数为0.33,每年每平方公里土壤随水流失量高达3000吨左右。此外,农区内有效灌溉面积占耕地总面积的50.2%,比全国平均水平低11%;旱涝保收面积占耕地的34.6%,比全国平均低14%;可利用水资源人均占有2589立方米,每亩耕地占有2735立方米,而可供水量人均占有461立方米,每亩耕地占有497立方米,如考虑农作物复种指数(230%),亩均单季作物占有水量更低。因此,季节性缺水与水土流失已成为影响本区农业可持续发展的主要制约因素。  
     一、标志性成果
     1.西南缓坡耕地生物集水高效利用技术模式     针对降雨集中、坡耕地分散且种植规模小、节灌设施建设投资成本大等问题,通过系统设计和研究提出了边坡植物篱减少坡面径流、秸秆覆盖纳雨保墒,配套保护性农作模式、抗旱高产新品种与高产栽培等高效用水技术。符合在季节性干旱影响下西南坡耕地水分高效管理的要求,是生物节水与农艺节水、工程保水相结合的创新。
     2.坡地分段集雨安全高效补灌技术体系     针对坡耕地地形复杂、高坡提水难度大等问题,研究优化集成了“微型工程集坡面水、稻田拦蓄降水、田间防渗节约输水、信息管理联合调水、污水综合防治与现代节水灌溉”为核心的“五水一灌”综合技术及其配套的轻型机具研发。该技术体系在全国独具特色,是对传统节水农业的提升,也是工程节水、管理节水与提高劳动生产率相结合的创新。
     3.信息管理技术的应用创新     首次研究提出了南方季节性缺水地区节水农业效益评估方法与指标体系,已完成计算机软件登记;优化集成了适于中、小型灌区的农业用水监测与调配信息系统,是信息技术在节水农业领域的应用。
     4.现代制造技术的应用创新     采用粒子分散技术和静电技术将化控物质均匀分散于吸水材料表面,辅以自行合成的已酸二乙氨基乙醇酯作为激活剂,制造出强力生根剂、保水抗旱剂、成膜反光剂,已申请国家发明专利。
     二、成效
     1.直接效益和前景分析     课题实施4年获得省、部级科技奖6项,在四川简阳建立了现代节水示范区10800亩。研究结果表明,示范区稻田高效用水技术模式示范使稻谷平均亩产568.79公斤,比2001年增产26.4%,全程节水146.27立方米,稻谷的水分生产率达到1.12公斤/立方米,比传统栽培提高0.30公斤/立方米。玉米高效用水技术示范平均亩产536.35公斤,水分利用效率达1.15公斤/立方米,比传统栽培增产25.9%,水分利用效率提高0.31公斤/立方米,每亩集雨节水36.1立方米。果树高效用水技术示范每亩平均产值提高42.3%,水分生产效率提高了0.5元/立方米。示范区灌溉水利用率由63%提高到74%。课题成果辐射推广11.2万亩,新增产值3882万元,节约灌溉用水87立方米/亩,总节水974.4万立方米,取得了显著的经济、生态和社会效益。这些技术模式可进一步推广到我国南方丘陵
农区,预计应用面积可达到5000万亩以上,应用前景十分广阔。
     2.对学科及其产业发展的作用和影响
     (1)增强了区域创新能力  利用863计划课题在四川简阳建立了试验、监测场(站)35处,配置了国际先进的仪器,展示了自动化灌溉系统和国内外先进的节水灌溉设备。对作物需水规律与建模,不同技术模式条件下的节水机理与水肥耦合,植物水分生理响应等方面进行了深入研究和长期积累,为四川乃至南方节水农业技术重大突破奠定了坚实基础。同时,在保水剂、轻型机具研制,高WUE新品种选育等方面也取得了长足的进步,极大地增强了节水农业产品研发能力。
     (2)凝聚了一支创新团队  通过课题的实施,凝聚了四川在节水领域的优势力量,包括四川农业科学院、四川大学、四川省水科院、四川农业大学等近40余名核心科技人员,先后参加课题的科技和企业骨干及其博士、硕士研究生近100人。在科技厅的领导下,建立了南方唯一的节水农业研究重点实验室——“南方丘区节水农业研究四川省重点实验室”。  目前,实验室与四川大学、西南农业大学、四川农业大学、中国农业大学资源环境学院建立了联合培养研究生的体系,已培养博士、硕士研究生26人。
     (3)建立了国际合作窗口  示范区已成为丘陵节水农业国际合作的窗口。中巴、中澳合作的“现代节水农业技术的创新交流”等项目在示范区实施,以及与澳大利亚、巴基斯坦、日本、越南等国的学术技术交流,开阔了研究视野,也加大了课题研究成果的宣传。目前,与美国、意大利、马达加斯加等开展新的合作,使课题国际合作从节水领域逐步向农作制度、数字农业、遥感信息等领域发展。
     三、下一步打算与建议     
     围绕“十一五”国家建设资源节约型、环境友好型社会的宏伟规划,以及增强科技自主创新能力的要求。针对我省与西南地区季节性干旱缺水和质量型缺水并存的特点,计划在“十一五”期间进一步研究小流域水资源高效配置与数字化输配水技术,水污染综合防治与污水回用技术,生态保护型高效用水模式与新型保墒耕作技术,优势农作物生物节水基础与调控技术,以及环保型农业节水材料与制剂研发。
     水资源保护与综合节水研究是一项利在当今、功在千秋的科技事业,是公益型事业。目前,在研究平台、原始创新、技术熟化以及产业政策等方面积累问题多、研究解决问题的周期长,不能“一蹴而就”。建议各级政府高度重视,加大科技投入和政府扶持,更加有力地推动山川秀美的社会主义新农村建设。


                                                             (四川省农科院作物所 研究员 刘永红)


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