节水在科技 问计于田地——记中国农业大学水利与土木工程学院严海军

  “让农民用上更好的节水灌溉装备和技术，补齐乡村振兴短板。”立足经济社会持续健康发展需求，严海军目标明确。我国作为一个水资源紧缺的国家，人均水资源占有量大大低于世界中等水准，农业灌溉用水紧张是制约乡村振兴的主要的因素，节水灌溉在我国有很重要的意义和地位。

  在节水灌溉领域深耕20余年，中国农业大学水利与土木工程学院教授严海军把节水技术从试验室带到田间地头，把一项项科学技术创新成果转化成给农民带去切实效益的节水助手。“农业节水，必须走进农田，到农民身边听需求、问难处。”凭借“大型灌溉排水泵站更新改造关键技术探讨研究及应用”项目，作为项目牵头人之一的严海军在2017年国家科技进步奖评选中荣获二等奖，这更加坚定了他“问计于田”的科研理念。

  一对轱辘支撑起一组三脚架，左右两旁长达数十米的机翼喷出细密的水雾，滋润着千亩农作物。5月底，由严海军牵头推进的圆形喷灌机精准灌溉施肥技术与装备正式入选水利技术示范项目，目前已开始布置冬小麦和夏玉米水肥一体化田间试验。严海军深知科技与成果转化的意义，作为节水优先的践行者和节水科技的探索者，他始终在科研创新的道路上前行。

  农业是我国用水大户，过量灌溉和不合理施肥不仅浪费资源，还对耕地和生态环境能够造成严重影响。水肥一体化技术是当今世界公认的一项高效节水节肥农业新技术，也是建设资源节约型、环境友好型现代农业的“一号技术”。严海军多年前就开始面向节水科技前沿，从喷灌设备的重要组件入手，开发研制泵注式施肥装置，并入选2019年水利先进实用技术。在此研究基础上，他进一步深挖喷灌机灌溉系统的改进，创造性地开展了圆形喷灌机灌溉系统改进和专用水肥一体化系统配套研究。

  “随着我国农业生产规模化、集约化程度的不断推进，以及人口老龄化少子化问题的日益凸显，土地流转后集中连片规模化种植已成为现代农业发展的必由之路，能够服务于规模化、集约化、机械化和标准化农业生产的成果转化更是其中的重要环节。”严海军说。

  作为水利部聘请的技术专家和国家重点研发计划项目负责人，严海军经常要到新疆石河子、塔城、伊犁、和田等地核查节水灌溉建设和使用情况。每次到新疆出差，他都会从北京乘坐最早的航班，问及为什么选择这趟航班，严海军笑着说道：“如果走得晚，这一天就只能在飞机和车子上度过了。”这样一个惜时如金的人，刚抵达目的地，便直奔田间地头查看灌溉设施，手把手教种植户操作，解决基地、农户遇到的灌溉、种植难题。严海军说：“只有经常下地，才能发现农民灌溉中遇到的问题，发现农民的需求，才能让科技走出实验室，转化成生产力。”

  2018年年底，严海军在新疆和田地区发现，内地援助和田的温室大棚种植了大量火龙果，但是承包大棚的农户表示，虽然果树长势很好，但是始终没收获果实。通过现场调查、收集数据，严海军发现种植农户没有种植热带水果的经验，在温室大棚里没有营造出火龙果所需要的温度、湿度环境，所以果树不结果。于是，严海军建议采用上微喷灌结合下滴灌的灌溉布局，调控大棚湿度、温度的方案。农户采纳意见后，第二年就见到效果，在新疆和田的大棚里种植出了热带水果火龙果，取得了较好的经济效益。“新疆水资源本就缺乏，节水灌溉问题也多，这就迫切地需要我们进行技术攻关，提供技术支撑。”严海军说。

  “对于农民而言，实现灌溉自动化和降低人工成本是最重要的；对于农田而言，达到节水、减肥、增产和提质的目标是最重要的。”经过不断探索，严海军积极研发节水灌溉新技术、新装备，致力于优质牧草的节水高产栽培。圆形喷灌机因其单机控制面积大、自动化程度高、劳动强度低等优点深受苜蓿种植户的青睐，但是喷灌水蒸发漂移损失大的问题，限制了在水资源紧缺地区的推广使用。

  针对苜蓿不同生长阶段的需水特点，严海军在国内首次创造性地提出了苜蓿播种及苗期采用低压喷灌，其余生长阶段采用移动滴灌的新理念，并与合作企业研发了大流量压力补偿式滴头。圆形喷灌机赋予了滴灌新的功能，实现了喷灌和滴灌技术优势的完美结合，大大提高了水分利用效率。这一技术在内蒙古赤峰市阿鲁克尔沁旗的百万亩优质苜蓿生产基地进行了试验示范，节水、增产效果显著。

  作为国家重点研发计划项目“养分原位监测与水肥一体化施肥技术及其装备”首席科学家，严海军带领团队综合应用喷灌、滴灌等高效节水灌溉装备、施肥装置和传感器等新技术，定时定量精准地为作物提供水分和养分，改变了传统的大水大肥法。

  “如今与节水灌溉相交叉的学科越来越多，已不限于水利、机械等领域，还需要了解农学、土壤、资源环境、信息控制等学科，”严海军说，“人工智能、物联网、大数据、北斗定位等新技术的推广应用势在必行，今后还要求我们开展更多农业节水研究以作支撑。”