來(lái)自大西北的“節(jié)水先鋒”

水，是生命之源，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈。作為一種不可替代的戰(zhàn)略性自然資源，水是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)大部分地區(qū)都處于干旱嚴(yán)重缺水的狀態(tài)，人均水資源占有量?jī)H為世界平均水平的約1/4，位列世界百名之后。因此，大力節(jié)水護(hù)水，是國(guó)家多年努力的目標(biāo)，也是全社會(huì)的共同責(zé)任。

作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水量的占比一直很高。水利部公布的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水量占總用水量比例1997年是70.4%，2015年是63.1%。十幾年來(lái)，雖有所下降，但占比仍不低。因此，提高農(nóng)業(yè)用水效率，一直是我國(guó)節(jié)水工作的重點(diǎn)。

而在有數(shù)據(jù)可查的幾年，無(wú)論農(nóng)業(yè)用水量占比如何浮動(dòng)，農(nóng)田灌溉在農(nóng)業(yè)用水量中的占比始終都非常大，2000年左右的數(shù)據(jù)甚至超過(guò)90%。因此可以說(shuō)，農(nóng)業(yè)用水效率的提升，關(guān)鍵在于農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的提升。

鑒于此，《“十三五”規(guī)劃綱要》明確提出，到2020年我國(guó)要新增高效節(jié)水面積1億畝，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)提高到0.55以上。同時(shí)，不斷出臺(tái)的各項(xiàng)水利政策與意見(jiàn)文件，也紛紛對(duì)發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)提出了明確的要求與規(guī)劃。

時(shí)至今日，大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，已成為緩解我國(guó)水資源供需矛盾、保障國(guó)家糧食安全、推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、加快生態(tài)文明建設(shè)、促進(jìn)水資源可持續(xù)利用的必然要求和重要保障。當(dāng)很多地方還在談?wù)摲椒ā⒚髀窂降臅r(shí)候，新疆農(nóng)墾科學(xué)院的尹飛虎團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在大田膜下滴灌水肥一體化技術(shù)的研究和推廣中，獲得了實(shí)實(shí)在在的效益。

這支來(lái)自大西北的“節(jié)水先鋒”和他們的滴灌水肥一體化技術(shù)，不僅在新疆大地生根開(kāi)花，而且在我國(guó)內(nèi)地多個(gè)省區(qū)的棉花、小麥、玉米、紅棗、葡萄等10多種作物上推廣使用，節(jié)水增產(chǎn)效果顯著，為我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展摸索出了極具參考價(jià)值的行動(dòng)方案。

立足兵團(tuán)，始于需求

這個(gè)團(tuán)隊(duì)的帶頭人——尹飛虎，一位已在新疆兵團(tuán)科研生產(chǎn)戰(zhàn)線奮斗42年的老科技工作者，始終致力于作物水肥高效利用研究與應(yīng)用，曾多次獲得國(guó)家、兵團(tuán)等科技進(jìn)步獎(jiǎng)。

他做過(guò)雜交水稻南繁育種、參加選育了雜交粳稻品種；

他首次將紅麻成功引種新疆，為新疆造紙業(yè)提供了新的原料；

他在1992年創(chuàng)辦院屬科技實(shí)體——新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)業(yè)新技術(shù)推廣服務(wù)中心，以便更好地推進(jìn)水肥工作的研究和轉(zhuǎn)化。

本文重點(diǎn)著墨的滴灌水肥一體化技術(shù)，就是在這一時(shí)期開(kāi)始研究孕育。那是1994年，正值兵團(tuán)棉花膜下滴灌技術(shù)研究試驗(yàn)期。

眾所周知，新疆是名副其實(shí)的農(nóng)業(yè)大省，也是名副其實(shí)的缺水大區(qū)。在水的供需矛盾長(zhǎng)期存在的情況下，節(jié)水成為兵團(tuán)建設(shè)永恒的主題。從早期的細(xì)流溝灌、膜上灌、自壓膜下軟管灌，發(fā)展到如今的膜下滴灌、智能化滴灌，兵團(tuán)擁有著豐富的農(nóng)業(yè)灌溉史。上世紀(jì)末從以色列引進(jìn)滴灌節(jié)水技術(shù)，稱得上兵團(tuán)灌溉史上的一次技術(shù)跨越。

滴灌技術(shù)的應(yīng)用，引發(fā)了對(duì)滴灌隨水施肥技術(shù)及滴灌專用肥品種的迫切需求。一直從事水肥高效利用研究、對(duì)兵團(tuán)情況有深刻了解的尹飛虎，敏銳地捕捉到了這一點(diǎn)，從此開(kāi)始了滴灌專用肥的研究。

在進(jìn)行了3年的前期積累和鋪墊研究后，1997年，團(tuán)隊(duì)的水肥研究轉(zhuǎn)化項(xiàng)目正式立項(xiàng)，得到兵團(tuán)的大力支持，一切開(kāi)始步入正軌。

創(chuàng)新產(chǎn)品，節(jié)能增效

立項(xiàng)后，仍以棉花用滴灌專用肥研究為重點(diǎn)。這是一切研究的起點(diǎn)，用時(shí)三年。

三年間，在尹飛虎的帶領(lǐng)下，項(xiàng)目組突破了磷的水溶性、有害離子去除、無(wú)氯鉀制備、大量元素間的防拮抗等關(guān)鍵技術(shù)，研究出了以棉花為主體的滴灌專用肥和生產(chǎn)方法。

三年間，他們用實(shí)實(shí)在在的試驗(yàn)證明，該肥料中氮的當(dāng)季利用率達(dá)到45%～50%，與其他肥料相比，提高了15～20個(gè)百分點(diǎn)，磷的當(dāng)季利用率達(dá)到21%～24%，提高了7～10個(gè)百分點(diǎn)。

三年之外，且不提成果通過(guò)兵團(tuán)科技成果鑒定，產(chǎn)品獲得國(guó)家五部委重點(diǎn)新產(chǎn)品和新疆自治區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)品認(rèn)證，單看效益，便已足夠顯著——在接下來(lái)的2001—2003年中，產(chǎn)品累計(jì)生產(chǎn)3萬(wàn)多噸，應(yīng)用面積200多萬(wàn)畝，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益近1.4億元，有效推動(dòng)了新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

棉花用滴灌專用肥可算作滴灌肥的初級(jí)發(fā)展階段，因?yàn)樵谶@之后，尹飛虎團(tuán)隊(duì)迎來(lái)了滴灌肥系列產(chǎn)品的大爆發(fā)。這一次，是四年。

四年里，在原有成果基礎(chǔ)上，尹飛虎團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了適應(yīng)不同土壤條件、多種作物主要生育階段專用的無(wú)機(jī)、有機(jī)-無(wú)機(jī)、生物-有機(jī)、復(fù)合微量元素等4類80余種滴灌肥系列產(chǎn)品，以適應(yīng)滴灌和隨水施肥技術(shù)快速發(fā)展的新需求。

如果把此前的棉花用滴灌專用肥稱為“獨(dú)秀一枝”，那么此次的系列產(chǎn)品則可稱為“花開(kāi)滿園”，兩者的影響力顯然是不同的。

利用該技術(shù)和系列產(chǎn)品，尹飛虎團(tuán)隊(duì)在新疆、河北建立滴灌肥生產(chǎn)廠5家，年生產(chǎn)規(guī)模30萬(wàn)噸，2010—2012三年累計(jì)產(chǎn)值近13億元，利潤(rùn)約8千萬(wàn)元。

2006年至今，產(chǎn)品已從新疆推廣應(yīng)用到河北、內(nèi)蒙、山東、甘肅、寧夏等省（區(qū)）的10余種作物上，應(yīng)用面積累計(jì)1.68億畝，新增經(jīng)濟(jì)效益200多億元，并出口至吉爾吉斯坦、塔吉克斯坦、巴基斯坦、尼日利亞、安哥拉等國(guó)。

這其中除了尹飛虎團(tuán)隊(duì)的推廣功勞，更重要的還是得益于滴灌高效固態(tài)系列復(fù)合肥的核心優(yōu)勢(shì)——有效養(yǎng)分高、水溶性好、雜質(zhì)少、利用率高、成本低、使用方便，從根本上解決了此前市場(chǎng)流通的固態(tài)含磷復(fù)合肥雜質(zhì)多、水溶性差、利用率低、施用時(shí)易堵塞滴孔的技術(shù)難題和液體肥成本高、貯運(yùn)不便，難以適應(yīng)大田作物滴灌施肥等問(wèn)題，有效推進(jìn)了滴灌隨水施肥技術(shù)和節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

2013年“滴灌水肥一體化技術(shù)專用肥料及配套技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目獲兵團(tuán)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，2014年獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

創(chuàng)新裝置，精準(zhǔn)施入

肥有了，如何用也很重要。怎樣才能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施入，是尹飛虎團(tuán)隊(duì)著力攻關(guān)的另一個(gè)難點(diǎn)。

在多年的研究過(guò)程中，他們研發(fā)出了適用于不同土壤、不同水質(zhì)的密植和稀植兩類作物專用滴灌灌水器，與原裝置相比，流道縮短、流量增大，在同等壓力和水質(zhì)條件下，流速增加30%左右，灌溉效率提高兩倍以上。

他們還針對(duì)大田作物滴灌水肥一體化對(duì)設(shè)備和技術(shù)的需求，研制出了一種更適應(yīng)大田作物的敞口式施肥裝置。這種裝置克服了原有壓差式施肥器加肥不便、肥料進(jìn)入管道濃度不均勻和壓力損耗等問(wèn)題，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、濃度可控、成本低，使水肥施入均勻系數(shù)達(dá)94.0%～98.0%。

他們利用GIS平臺(tái)，結(jié)合主要農(nóng)作物需水需肥規(guī)律和相關(guān)滴灌區(qū)土壤養(yǎng)分、鹽分信息，開(kāi)發(fā)出滴灌平衡施肥專家決策推薦系統(tǒng)，指導(dǎo)田間水肥精準(zhǔn)施入，大幅度提高了水肥利用效率。

創(chuàng)新理論，因地制宜

特別值得指出的是，尹飛虎團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有將研究思路局限在產(chǎn)品、技術(shù)與裝置上，而是在廣泛實(shí)踐的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了更具指導(dǎo)意義和科學(xué)價(jià)值的理論研究，實(shí)現(xiàn)了理論創(chuàng)新和學(xué)科發(fā)展。

尹飛虎介紹，滴灌源于以色列，在引進(jìn)新疆時(shí)已形成了一整套灌溉技術(shù)體系和少量多次的“高頻灌溉”理念。但這一理念，卻在引入新疆后遭遇了嚴(yán)重的“水土不服”。

原來(lái)，新疆的土壤含鹽重、灌溉水礦化度高，采用“高頻灌溉”后，產(chǎn)生了顯著的負(fù)效應(yīng)：一是土壤耕層鹽分上升，以每年15%～21%的速度遞增；二是作物根系生長(zhǎng)受限，根冠比失調(diào)，產(chǎn)量下降趨勢(shì)明顯。

針對(duì)這一問(wèn)題，尹飛虎團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)近十年多點(diǎn)、多作物的研究，總結(jié)提出了一套適應(yīng)新疆灌區(qū)主要農(nóng)作物的滴灌灌溉制度。其核心是：控制灌水總量、減少灌溉次數(shù)、增加每次灌量的“控、減、增”灌溉技術(shù)，結(jié)合土壤深松和冬（秋）灌溉技術(shù)，最終形成鹽堿地滴灌技術(shù)模式。

這一模式最終被編撰成書——《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)滴灌節(jié)水實(shí)用技術(shù)》，并在兵團(tuán)大面積推廣應(yīng)用，取得了顯著成果。經(jīng)測(cè)試，示范區(qū)耕層土壤鹽分平均下降3.1%～7.3%，棉花根冠比由0.21：1提升到0.4：1，有效控制和降低了滴灌田土壤耕層鹽分積聚，確保了兵團(tuán)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

此外，他們還依托自主研發(fā)的同位素示蹤原子研究農(nóng)作物營(yíng)養(yǎng)元素運(yùn)移規(guī)律裝置，結(jié)合32P同位素示蹤和放射性自顯影技術(shù)，揭示出不同生產(chǎn)工藝的磷在土壤和植物根系中的運(yùn)移規(guī)律及利用率，為滴灌專用肥中磷的科學(xué)應(yīng)用提供了依據(jù)，并據(jù)此制定了主要大田作物水肥一體化栽培技術(shù)規(guī)程，編撰出版了相關(guān)專著，完善了相關(guān)學(xué)科建設(shè)。

20年來(lái)，尹飛虎帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在多方的支持下，一步步完成了新肥料、新裝置、新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)的一系列研究，以理論與技術(shù)的創(chuàng)新集成實(shí)現(xiàn)了滴灌水肥一體化技術(shù)，并與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)合作實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

如今，“滴灌水肥一體化技術(shù)”已經(jīng)在國(guó)家、兵團(tuán)的大力支持和尹飛虎團(tuán)隊(duì)的積極推動(dòng)下，走出新疆，走入河北、內(nèi)蒙、吉林、黑龍江、廣東、甘肅、寧夏等10多個(gè)省（區(qū)），年應(yīng)用面積8000余萬(wàn)畝，涉及小麥、玉米、棉花、加工番茄、油葵、馬鈴薯、甘蔗及蔬菜瓜果等多種作物，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及生態(tài)效益。

始于棉花，推及多種農(nóng)作物；扎根西北，惠澤內(nèi)地；立足兵團(tuán)，輻射全國(guó)，……尹飛虎團(tuán)隊(duì)在國(guó)家政策的指引下，由點(diǎn)及面，摸索出了一條適合現(xiàn)代中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的節(jié)水之路、創(chuàng)新之路。

“人生是短暫的，而事業(yè)卻是永恒的。”尹飛虎表示，他們必將以短暫的人生搏取無(wú)窮事業(yè)的勝利，讓這份綠色環(huán)保的節(jié)水事業(yè)惠及更多的地區(qū)和人民。