我國(guó)節(jié)水灌溉專(zhuān)利技術(shù)布局分析*

馬吉宏 田長(zhǎng)彥 呂光輝 吳俊俠

(1.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所 烏魯木齊 830011；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049；3.新疆大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 烏魯木齊 830046)

一、數(shù)據(jù)與方法

本文基于incoPat科技創(chuàng)新情報(bào)平臺(tái)，檢索了我國(guó)節(jié)水灌溉相關(guān)專(zhuān)利。

檢索策略：((TIAB=(節(jié)水灌溉)) AND (((STATUS=("有效")) OR (STATUS=("審中")) )))。

篩選方法：篩選有效和審核中的專(zhuān)利后得到1 396條專(zhuān)利記錄，去除外觀專(zhuān)利85件，得到1 311條專(zhuān)利記錄。其中：實(shí)用新型專(zhuān)利698件、發(fā)明申請(qǐng)474件、發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)139件。在此基礎(chǔ)上，檢索結(jié)果按照申請(qǐng)?zhí)柡喜⒑螅玫? 258條專(zhuān)利記錄。其中：有效專(zhuān)利922件、審核中專(zhuān)利336件。

二、結(jié)果與分析

我國(guó)節(jié)水灌溉專(zhuān)利從2001年至2009年，數(shù)量較少。從2010年后，申請(qǐng)數(shù)量增長(zhǎng)迅速，2010年為6件，2015年申請(qǐng)數(shù)量上升到110件，2018年數(shù)量最多，達(dá)到305件，2019年有所減少，申請(qǐng)數(shù)量為218件(圖1)。

圖1 我國(guó)節(jié)水灌溉相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)間及數(shù)量

表1 我國(guó)節(jié)水灌溉專(zhuān)利申請(qǐng)人Top10

檢索結(jié)果顯示，我國(guó)節(jié)水灌溉專(zhuān)利最多的申請(qǐng)人為昆明理工大學(xué)，專(zhuān)利數(shù)量達(dá)到30件，其次為江蘇大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，數(shù)量分別為27和12件。新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司、石河子大學(xué)、甘肅雨禾節(jié)水灌溉設(shè)備有限公司都位于我國(guó)西北地區(qū)，也是比較有代表性的節(jié)水技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)。專(zhuān)利申請(qǐng)人集中在山東、江蘇、新疆、北京、云南等省市，山東和江蘇的節(jié)水灌溉專(zhuān)利數(shù)量分別為104和102件，專(zhuān)利申請(qǐng)人省市前10位的專(zhuān)利數(shù)量均超過(guò)50件(表1、表2)。

表2 我國(guó)節(jié)水灌溉專(zhuān)利申請(qǐng)人省市Top10

圖2 專(zhuān)利聚類(lèi)矩陣

通過(guò)incoPat平臺(tái)，對(duì)我國(guó)節(jié)水灌溉專(zhuān)利技術(shù)依據(jù)主題進(jìn)行聚類(lèi)，最大的五個(gè)聚類(lèi)分別為園林綠化、園林節(jié)水灌溉、灌水器、膜下滴灌和節(jié)水灌溉設(shè)施。從專(zhuān)利聚類(lèi)矩陣來(lái)看，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉研究所、中國(guó)灌溉排水發(fā)展中心、北京中灌綠源頭國(guó)際咨詢(xún)有限公司、杭州中藝生態(tài)環(huán)境工程有限公司在園林節(jié)水灌溉技術(shù)方面比較有優(yōu)勢(shì)；在灌水裝置和設(shè)備方面，江蘇大學(xué)、新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)技術(shù)優(yōu)勢(shì)相對(duì)突出；滴灌施肥方面，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)和石河子大學(xué)開(kāi)展的研究較多；噴灌機(jī)和灌溉配套裝備方面，昆明理工大學(xué)和江蘇大學(xué)最為突出(圖2)。

圖3 我國(guó)節(jié)水灌溉3D專(zhuān)利沙盤(pán)

3D專(zhuān)利沙盤(pán)可以直觀地顯示出我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)分布，主要集中在以下方面：(1)蓄水、儲(chǔ)水設(shè)施，水收集方法和裝置；(2)園林綠化和農(nóng)田噴灌裝置；(3)農(nóng)田灌溉的管道布置；(4)濕度傳感裝置和太陽(yáng)能設(shè)備在精確節(jié)水灌溉中的應(yīng)用；(5)滴灌帶及其材料和工藝；(6)物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)無(wú)線組網(wǎng)技術(shù)在作物需水耗水上的應(yīng)用(圖3)。

三、結(jié)束語(yǔ)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2017年我國(guó)人均水資源擁有量不足世界人均水平的1/4，2017年國(guó)內(nèi)總用水量約6×1011m3，僅農(nóng)業(yè)用水就占比62.4%[1-2]。

保障我國(guó)糧食安全的同時(shí)，合理利用水土資源，依據(jù)不同農(nóng)業(yè)區(qū)域的環(huán)境、資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，有針對(duì)性地分區(qū)發(fā)展和應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)水資源合理開(kāi)發(fā)利用和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑[3]。早在20世紀(jì)50年代，我國(guó)水利部門(mén)就開(kāi)展了節(jié)水灌溉技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用，對(duì)促進(jìn)我國(guó)水資源的合理利用，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起到了十分重要的作用[4-5]。

我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)專(zhuān)利數(shù)量從2010年后開(kāi)始迅速增加，2018年有效專(zhuān)利達(dá)到了305件，可見(jiàn)近年來(lái)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)利用對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)需求非常強(qiáng)烈。從專(zhuān)利技術(shù)聚類(lèi)和分布來(lái)看，園林節(jié)水灌溉技術(shù)、滴灌技術(shù)及相關(guān)裝備和工藝、根據(jù)植物需水耗水規(guī)律開(kāi)展精確灌溉是我國(guó)節(jié)水灌溉的三個(gè)主要方面[6-7]。當(dāng)前，我國(guó)水資源分布不均，西北區(qū)域水資源緊張日趨嚴(yán)重。進(jìn)一步提高水資源的利用效率和效益，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)保障生態(tài)用水，是當(dāng)前迫切需要研究和解決的問(wèn)題[8]。