李芳花，黃 彥，鄭文生，王 柏

(黑龍江省水利科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

黑龍江省是農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)作物播種面積達(dá)1593.3萬(wàn)hm2,承擔(dān)和保障著國(guó)家糧食安全的重任。水資源總量810億m3[1]，耕地占有量?jī)H為5083.5 m3/hm2，低于全國(guó)22 995 m3/hm2的平均水平。黑龍江省水資源時(shí)空分布不均，耕地的85%集中在松嫩平原、三江平原，而水資源量?jī)H占全省水資源量的50%；作物生育期降水量分布不均，多集中在6—9月。近些年，農(nóng)業(yè)旱災(zāi)頻繁出現(xiàn)，導(dǎo)致作物減產(chǎn)、農(nóng)民減收，制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。而且，隨著農(nóng)田水利工程的投入，灌溉面積不斷擴(kuò)大，農(nóng)業(yè)灌溉用水量持續(xù)攀升，全省農(nóng)業(yè)用水量已達(dá)到總用水量的70%。由此，需要從整體思路來(lái)考慮如何解決水資源短缺與有效利用問(wèn)題，開(kāi)展高效節(jié)水技術(shù)研究與應(yīng)用推廣，使綜合節(jié)水能力得到快速提升。近十年來(lái)，黑龍江省水利科學(xué)研究院通過(guò)開(kāi)展水旱田高效節(jié)水、農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水、節(jié)水技術(shù)集成等研究，提出了噴灌、滴灌、機(jī)械化節(jié)水抗旱技術(shù)、玉米需水規(guī)律與灌溉管理技術(shù)、寒區(qū)玉米膜下滴灌高產(chǎn)栽培節(jié)水灌溉技術(shù)、調(diào)虧型抗旱灌溉技術(shù)、水稻控灌條件下高產(chǎn)栽培技術(shù)等研究成果，凝練了適合黑龍江省自然條件的節(jié)水灌溉技術(shù)及管理模式，提出了標(biāo)準(zhǔn)化水田示范區(qū)建設(shè)模式，廣泛用于全省小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣項(xiàng)目和高標(biāo)準(zhǔn)灌區(qū)工程建設(shè)，其研究成果為黑龍江省農(nóng)田水利科研事業(yè)的發(fā)展，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 背 景

2009年國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過(guò)了《黑龍江省千億斤糧食生產(chǎn)能力建設(shè)規(guī)劃》，同年黑龍江省與國(guó)家水利部簽定了“關(guān)于加快黑龍江水利發(fā)展與改革、推進(jìn)黑龍江千億斤糧食產(chǎn)能工程建設(shè)合作備忘錄”。2011年，黑龍江省又提出在“十二五”期末，全省糧食總產(chǎn)量再上新臺(tái)階，力爭(zhēng)達(dá)到1500億斤的目標(biāo)。同年，財(cái)政部、水利部、農(nóng)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布了關(guān)于支持東北四省區(qū)開(kāi)展“節(jié)水增糧行動(dòng)”的意見(jiàn)，通過(guò)大規(guī)模水利建設(shè)發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)。2012—2015年發(fā)展高效節(jié)水灌溉工程253.33萬(wàn)hm2，黑龍江省規(guī)劃落實(shí)100萬(wàn)hm2，占總面積的40%，含大型噴灌面積53.33萬(wàn)hm2、膜下滴灌面積17.33萬(wàn)hm2、中小型噴灌面積25.33萬(wàn)hm2、水稻灌區(qū)灌溉面積4.00萬(wàn)hm2。農(nóng)業(yè)節(jié)水是推行綠色發(fā)展方式、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力的方向性、戰(zhàn)略性大事。發(fā)展高效節(jié)水灌溉是深入推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要內(nèi)容，2018年國(guó)家計(jì)劃新增高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田533.33萬(wàn)hm2以上、高效灌溉面積133.33萬(wàn)hm2，這是2018年我國(guó)政府向全社會(huì)做出的莊重承諾。

高效節(jié)水灌溉是黑龍江省農(nóng)作物生產(chǎn)中效果最明顯、潛力最大的節(jié)水途徑，在灌溉區(qū)碎片化經(jīng)營(yíng)、水資源限定、時(shí)空分布不均的條件下，如何合理開(kāi)發(fā)利用地下水資源，科學(xué)、有序發(fā)展高效灌溉面積，研究高效灌溉條件的共性和關(guān)鍵技術(shù)，組裝適合區(qū)域節(jié)水增效綜合技術(shù)模式，提高農(nóng)田水資源利用效率，大幅增加糧食產(chǎn)量，提出適合的工程建設(shè)與管理模式，顯得尤為重要。因此，深入開(kāi)展高效節(jié)水灌溉的關(guān)鍵技術(shù)課題研究，將對(duì)支持節(jié)水灌溉工程建設(shè)管理、持續(xù)提高糧食生產(chǎn)能力、促進(jìn)水資源不足地區(qū)開(kāi)展長(zhǎng)效化高效灌溉、保障灌區(qū)社會(huì)安定和國(guó)家糧食安全等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 技術(shù)發(fā)展與需求

高效節(jié)水灌溉是對(duì)除土渠輸水和地表漫灌之外所有輸、灌水方式的統(tǒng)稱(chēng)。根據(jù)灌溉技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程，輸水方式在土渠的基礎(chǔ)上大致經(jīng)過(guò)防滲渠和管道輸水兩個(gè)階段，灌水方式則在地表漫灌的基礎(chǔ)上發(fā)展為噴灌、微灌、直至地下滴灌。高效節(jié)水灌溉是一個(gè)重要的、長(zhǎng)期的研究課題，涉及農(nóng)田水利工程、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣象學(xué)等多個(gè)學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，其研究的突破必須依靠新的相關(guān)理論與技術(shù)來(lái)支撐。針對(duì)黑龍江省旱田、水田作物高效節(jié)水的技術(shù)需求，依據(jù)非充分灌溉、水肥耦合、調(diào)虧灌溉等高效節(jié)水灌溉理論與方法研究灌溉管理技術(shù)，以提高輸水效率和水分利用率為目標(biāo)開(kāi)發(fā)關(guān)鍵工程技術(shù)與產(chǎn)品，以應(yīng)用示范推廣為目標(biāo)進(jìn)行全鏈?zhǔn)絼?chuàng)新研究。重點(diǎn)采用作物高效耗水協(xié)同調(diào)控理論與方法，建立適應(yīng)規(guī)?；?、集約化水旱田的高效節(jié)水灌溉關(guān)鍵技術(shù)體系與應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)示范推廣應(yīng)用過(guò)程的節(jié)水灌溉技術(shù)、農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)技術(shù)和相關(guān)政策機(jī)制等有機(jī)融合，達(dá)到節(jié)水、高效、綠色、生態(tài)的目標(biāo)。

在節(jié)水灌溉作物的總耗水中，只有不到2%的水分滯留在作物中，其余98%以上的水分通過(guò)土壤的蒸發(fā)和作物葉面蒸騰兩個(gè)途徑散發(fā)到大氣中?？梢?jiàn)，在水資源緊缺的情勢(shì)下，對(duì)于灌溉用水來(lái)說(shuō)，最大的節(jié)水潛力在于提高作物的水分生產(chǎn)率，而應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)來(lái)創(chuàng)造新的抗旱節(jié)水品種，應(yīng)該是一項(xiàng)潛力巨大的節(jié)水高新技術(shù)。在水資源高效利用領(lǐng)域，量水設(shè)施、信息系統(tǒng)、自動(dòng)化設(shè)備及集成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等方面的研究，對(duì)灌溉水優(yōu)化調(diào)度及提高有效利用率具有很大的挖掘潛力。“3S”技術(shù)屬于現(xiàn)代對(duì)地觀測(cè)新技術(shù)，其應(yīng)用已成為現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)不可缺少的一部分。在農(nóng)業(yè)管理過(guò)程中，研究通過(guò)遙感、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及自動(dòng)化控制技術(shù)，按照田間每一操作單元的具體條件，精細(xì)準(zhǔn)確地實(shí)施灌溉、施肥等管理措施，可以最大限度地優(yōu)化使用各項(xiàng)農(nóng)業(yè)投入，以獲取最高產(chǎn)量和最大經(jīng)濟(jì)效益。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究與發(fā)展將會(huì)大大提高作物對(duì)水的利用效率，是重要的節(jié)水措施之一。在灌溉評(píng)價(jià)中，其生態(tài)效益因素體現(xiàn)著灌溉對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境改善的顯著作用，單位面積產(chǎn)量體現(xiàn)著緊缺土地資源的生產(chǎn)能力，作物對(duì)水、肥的利用效率，灌溉水利用系數(shù)，水分生產(chǎn)率等體現(xiàn)著不同灌溉方式達(dá)到的精確、高效目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度。因此，灌溉評(píng)價(jià)理論研究中，評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重的確定，需綜合社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、資源匹配等多項(xiàng)目標(biāo)進(jìn)行選擇。

3 水田節(jié)水灌溉技術(shù)研究

水田節(jié)水灌溉技術(shù)是充分合理利用各種灌溉水資源，采取工程、農(nóng)業(yè)、管理等技術(shù)措施，使區(qū)域內(nèi)有限的灌溉水資源總體利用率最高及其效益最佳的一種技術(shù)集成。

水田節(jié)水灌溉綜合技術(shù)包括工程節(jié)水、農(nóng)業(yè)節(jié)水和管理節(jié)水，其中：工程節(jié)水技術(shù)措施主要包括渠道防滲、管道輸水灌溉、改進(jìn)地面灌、集雨灌溉等；農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)措施主要包括以調(diào)減高耗水作物種植面積為主要方向的種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，以提高作物抗逆性為主要方向的品種改良技術(shù)，耕作保墑技術(shù)，以配方施肥、增施有機(jī)肥為主要內(nèi)容的水肥耦合技術(shù)，合理水稻種植密度等；管理節(jié)水技術(shù)措施主要包括節(jié)水高效灌溉制度的制定、土壤墑情監(jiān)測(cè)與灌溉預(yù)報(bào)技術(shù)，灌區(qū)配水技術(shù)，灌區(qū)量水技術(shù)和灌溉自動(dòng)控制技術(shù)等幾個(gè)方面。

3.1 項(xiàng)目支撐

在水田節(jié)水技術(shù)研究方面，先后承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“水田高效節(jié)水灌溉技術(shù)集成應(yīng)用”、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“大型灌區(qū)節(jié)水技術(shù)集成與示范”，黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目“水稻控灌條件高產(chǎn)栽培技術(shù)模式研究”“非充分灌溉條件下水稻節(jié)水灌溉模式的研究”，黑龍江省水利廳重點(diǎn)科技項(xiàng)目“寒地高緯度區(qū)水稻田間用水管理標(biāo)準(zhǔn)研究與制定”等科研項(xiàng)目。

3.2 取得的研究成果

3.2.1 研發(fā)了裝配式矩型混凝土渠道，確定了防滲、防凍脹措施

引進(jìn)了國(guó)外渠道設(shè)計(jì)理念，研制了適應(yīng)于支、斗、農(nóng)灌溉渠道的裝配式矩型渠道系列產(chǎn)品，提出了自密實(shí)混凝土和加筋混凝土的渠道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和裝配式構(gòu)件生產(chǎn)工藝等，確定了混凝土配比參數(shù)，產(chǎn)品指標(biāo)達(dá)到C50、F300標(biāo)準(zhǔn)，較現(xiàn)行工程中使用的U型渠槽、梯型預(yù)制塊、現(xiàn)澆混凝土等渠道，延長(zhǎng)渠道使用壽命30 a以上，提高了施工速度和質(zhì)量及輸配水利用效率。提出了鋪裝EPS顆粒輕質(zhì)土、EPS保溫板、GCL膨潤(rùn)土墊等保溫材料和換填(砂、碎石)等防凍脹措施[2-6]，減小渠基土的凍深與凍脹量，減輕土體凍脹融沉降對(duì)防滲防護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。確定了鋪裝材料、換填形式和鋪裝厚度。

3.2.2 提出了適宜寒冷地區(qū)的管道化灌溉技術(shù)模式

通過(guò)反復(fù)凍融循環(huán)實(shí)驗(yàn)，篩選了適宜寒冷地區(qū)凍脹破壞的管道材料，確定了季節(jié)性?xún)鐾羺^(qū)管道埋設(shè)深度為0.6～1.0 m[7-9]。形成了寒冷粳稻灌區(qū)輸水管道系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)，采用自然壓式和加壓式兩種灌溉供水工程方式，解決了北方“管代渠”的重大難題，降低了工程造價(jià)。其優(yōu)勢(shì)是減少占地，便于維護(hù)，提高灌溉水利用效率，土地利用率提高5%以上。自壓式可大幅節(jié)約運(yùn)行耗電成本，較加壓式節(jié)約耗電50%以上。編制了《寒地水田灌區(qū)地埋低壓管道輸配水技術(shù)規(guī)程》，為技術(shù)推廣提供了規(guī)范性文件。

3.2.3 建立了規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的田間示范工程

根據(jù)土壤類(lèi)型、灌水條件及方式、農(nóng)機(jī)作業(yè)效率等，建設(shè)規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化田間示范工程。格田規(guī)格推薦為50 m×60 m、50 m×100 m、100 m×100 m，利用激光技術(shù)平整田面，高差±3 cm；灌水渠道采用裝配式矩型渠道，排水溝道采用生態(tài)或半生態(tài)形式；為便于農(nóng)機(jī)作業(yè)，增設(shè)田間作業(yè)道路，間距200～500 m。形成渠、田、林、路及生態(tài)溝道于一體的標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田，為田間工程標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提供了樣板。

3.2.4 建立了水稻全生育期節(jié)水控制灌溉制度

控制灌溉通過(guò)薄水層灌溉、無(wú)水層管理方式充分利用灌溉水和天然降水，在減少灌溉用水量的同時(shí)，最大限度地減少田面劣變水排放，從而減少了灌區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染。節(jié)水控制灌溉在管道灌溉示范區(qū)和渠道灌溉示范區(qū)比對(duì)照區(qū)分別增產(chǎn)23.4%、27.8%，說(shuō)明控制灌溉的水分管理在水稻產(chǎn)量指標(biāo)形成時(shí)期為后期水稻穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。在綜合分析水稻植株生態(tài)指標(biāo)與土壤水分調(diào)控之間的耦合關(guān)系的基礎(chǔ)上，確定了寒地黑土區(qū)水稻非充分灌溉土壤水分控制閾值，為水稻節(jié)水高產(chǎn)灌溉建立了最優(yōu)灌溉模式[10-13]。建立了具有區(qū)域性的水稻水分生產(chǎn)函數(shù)模型，揭示了寒地黑土區(qū)水稻階段需水敏感規(guī)律，確定了階段需水優(yōu)化分配與產(chǎn)量關(guān)系，為寒地黑土區(qū)水資源優(yōu)化配置、水利工程規(guī)劃提供基本依據(jù)。

3.2.5 提出了節(jié)水控制灌溉及水肥一體化技術(shù)模式

以控制灌溉模式進(jìn)行灌水管理，施肥、用藥時(shí)按照實(shí)際需求保持水層深度和時(shí)間，分段施肥比例為基肥∶蘗肥∶穗肥∶花肥=4.5∶2∶1.5∶2，插秧密度為21穴/m2時(shí)為最優(yōu)組合模式。技術(shù)模式較充分灌溉方式可提高產(chǎn)量13.0%，水分生產(chǎn)率可提高21.14%，肥料利用率提高。稻田是CO2(二氧化碳)、CH4(甲烷)和N2O(氧化亞氮)等溫室氣體的主要排放源，CH4和N2O會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生破壞作用。水稻節(jié)水控制灌溉使水稻田面長(zhǎng)期無(wú)水層成為現(xiàn)實(shí)，使土壤排放的溫室氣體總量、組成及其產(chǎn)生的潛在溫室效應(yīng)也相應(yīng)發(fā)生變化[14-21]。水稻控制灌溉與水肥一體化模式對(duì)減少面污染源、減少溫室氣體排放、改善灌區(qū)生態(tài)環(huán)境具有顯著生態(tài)效益。同時(shí)也減少了因地下水位抬高引起的次生鹽害，有利于防止水土流失。

4 旱田節(jié)水技術(shù)研究

4.1 項(xiàng)目支撐

結(jié)合黑龍江省干旱、半干旱地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，積極開(kāi)拓思路，從科技性、實(shí)用性、高效性出發(fā)，在節(jié)水灌溉技術(shù)、行走式節(jié)水灌溉機(jī)械、深松改土蓄水保墑機(jī)械研發(fā)及應(yīng)用、旱情監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)等方面，取得了豐碩的科研成果。先后承擔(dān)了國(guó)家科技支撐計(jì)劃“黑龍江西部節(jié)水增糧高效灌溉技術(shù)集成研究與規(guī)?；痉丁?、水利部科技推廣項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)高效噴灌技術(shù)推廣示范”、黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目“松嫩平原干旱、半干旱區(qū)節(jié)水旱作農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)研究與示范(專(zhuān)題)”、黑龍江省科技推廣計(jì)劃“振動(dòng)深松旋耕滅茬蓄水保墑機(jī)”；黑龍江省青年基金項(xiàng)目“黑土區(qū)坡面土壤氮肥隨侵蝕徑流運(yùn)移規(guī)律試驗(yàn)研究”“黑土區(qū)滴灌水肥一體化條件下土壤水氮遷移規(guī)律”、黑龍江省水利廳重點(diǎn)科技項(xiàng)目“節(jié)水增糧行動(dòng)高效灌溉關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目等，編制了“旱作節(jié)水抗旱技術(shù)規(guī)范”“苗期補(bǔ)灌技術(shù)規(guī)范”“注(坐)水灌溉播種技術(shù)規(guī)范”“黑龍江省農(nóng)用井(機(jī)電井)管護(hù)規(guī)程”等地方標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 取得的研究成果

4.2.1 抗旱保墑技術(shù)及其應(yīng)用研究

先后承擔(dān)了水利部、科技部及省內(nèi)科研項(xiàng)目研發(fā)了具有自主產(chǎn)權(quán)的2BFS-1、8ZS-2、1SZ-140/210/280等三個(gè)系列抗旱機(jī)具專(zhuān)利產(chǎn)品。注水灌溉技術(shù)的研究與推廣，以2BFS-1暗式注水點(diǎn)播機(jī)、8ZS-2中耕作物補(bǔ)水機(jī)的研制為核心，創(chuàng)造性地應(yīng)用發(fā)展了“土壤中水熱平衡理論”，首次提出了坐水種及中耕注水灌溉的技術(shù)指標(biāo)，為黑龍江省大田播種期、中耕期旱作物節(jié)水灌溉開(kāi)辟了一條點(diǎn)水源機(jī)械化灌溉的新途徑。通過(guò)對(duì)田間給水方式的創(chuàng)新改變了以往傳統(tǒng)坐水種費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、效率低的狀況，使干旱、半干旱地區(qū)的玉米等大田作物的松土、注水、開(kāi)溝、播種、施肥、覆土、鎮(zhèn)壓七項(xiàng)作業(yè)一次完成，達(dá)到了注水、播種同步進(jìn)行，使干旱、半干旱地區(qū)的玉米等大田作物春季播種、灌溉實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，作業(yè)效率提高10倍以上。在黑龍江省及東北地區(qū)累計(jì)應(yīng)用面積達(dá)到3.33萬(wàn)hm2以上，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。成果經(jīng)鑒定均達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并獲得了國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利，先后獲得水利部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明四等獎(jiǎng)、黑龍江省省長(zhǎng)特別獎(jiǎng)，使大田坐水種、中耕期補(bǔ)水實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)。依據(jù)該項(xiàng)科研成果中注水灌溉機(jī)理和技術(shù)指標(biāo)研究，注水灌溉及其相關(guān)定義和指標(biāo)已作為節(jié)水灌溉的一種方式寫(xiě)入國(guó)家“節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范”中。

4.2.2 形成了東北半干旱區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)集成模式

以東北半干旱抗旱灌溉區(qū)糧食生產(chǎn)為對(duì)象，以提高降水利用率、節(jié)水增產(chǎn)增效為目標(biāo)，經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)研究和示范，形成了抗旱灌溉節(jié)水農(nóng)業(yè)模式和技術(shù)體系，建設(shè)示范區(qū)1666.67 hm2，降水利用率由50%提高到75%，作物水分利用效率由0.90 kg/m3提高到1.27 kg/m3，增產(chǎn)30%。

建立了節(jié)水、抗旱、保土、兼顧生態(tài)的抗旱灌溉節(jié)水農(nóng)業(yè)模式，完成了暗式注水灌溉點(diǎn)播、苗期中耕補(bǔ)灌、坡耕地壟向區(qū)田蓄水、振動(dòng)式深松改土蓄水、行間覆膜播種、機(jī)械化保護(hù)性耕作等關(guān)鍵技術(shù)研究，集成了基于信息技術(shù)的東北半干旱抗旱灌溉區(qū)“蓄、保、補(bǔ)”抗旱技術(shù)體系[22-23]，探索了示范區(qū)節(jié)水評(píng)價(jià)體系和運(yùn)行管理機(jī)制，為節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了示范樣板和技術(shù)支持。課題成果應(yīng)用2.89萬(wàn)hm2，節(jié)水1216萬(wàn)m3，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益，應(yīng)用前景良好。

4.2.3 玉米膜下滴灌設(shè)備與技術(shù)集成模式

以保障國(guó)家糧食安全和水安全為目標(biāo)，重點(diǎn)研發(fā)低壓膜下滴灌專(zhuān)用灌水器和移動(dòng)式滴灌灌水施肥裝置，提出低壓膜下滴灌系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和標(biāo)準(zhǔn)化配套模式；研究膜下滴灌技術(shù)節(jié)水增產(chǎn)機(jī)理和水肥管理調(diào)控方法[24-25]，開(kāi)發(fā)滴灌系統(tǒng)運(yùn)行管理和性能評(píng)價(jià)軟件與指南；提出不同積溫帶玉米膜下滴灌節(jié)水增產(chǎn)灌溉施肥制度及水肥管理模式，構(gòu)建玉米膜下滴灌技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。達(dá)到節(jié)水、節(jié)能、增產(chǎn)、保障農(nóng)田生態(tài)環(huán)境安全的綜合目的，為膜下滴灌技術(shù)在北方地區(qū)的大規(guī)模推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。在黑龍江等地建設(shè)示范區(qū)133.33 hm2以上，示范區(qū)輻射面積666.67 hm2以上；田間水利用率提高10%以上，肥料利用效率提高10%～15%，增產(chǎn)糧食10%～15%。

5 未來(lái)研究方向

(1)水田：水田節(jié)水面臨“適度規(guī)?；⑷虣C(jī)械化、高度集約化”發(fā)展新機(jī)遇，同時(shí)也面臨發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)帶來(lái)的區(qū)域衍生水問(wèn)題，由研究水量對(duì)產(chǎn)量的影響到更重視水對(duì)品質(zhì)的影響，從單一的農(nóng)田水循環(huán)逐漸擴(kuò)展到渠系、灌區(qū)及流域尺度，從農(nóng)業(yè)用水單一環(huán)節(jié)的研究，轉(zhuǎn)向?yàn)槌浞挚紤]輸配水與水轉(zhuǎn)化過(guò)程、水分消耗過(guò)程、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量形成過(guò)程、水利工程質(zhì)量與效益等農(nóng)業(yè)用水多環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性耦合研究，在研究過(guò)程中考慮農(nóng)業(yè)環(huán)境、生態(tài)、景觀平衡，注重生態(tài)灌區(qū)建設(shè)、農(nóng)村水環(huán)境與生態(tài)保護(hù)。因此，要在作物高效用水機(jī)理與農(nóng)業(yè)灌溉用水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，灌區(qū)用水精準(zhǔn)量測(cè)與精量調(diào)配控制，節(jié)水灌溉與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)技術(shù)與方法等方面創(chuàng)新節(jié)水灌溉理論，突破高效節(jié)水灌溉關(guān)鍵技術(shù)與集成技術(shù)，亟需在基礎(chǔ)理論、共性關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用集成示范方面取得重大創(chuàng)新與突破。

(2)旱田：重點(diǎn)開(kāi)展東北糧食主產(chǎn)區(qū)高效節(jié)水灌溉技術(shù)與集成應(yīng)用研究、水資源優(yōu)化調(diào)配及對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響研究、旱作農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)集成研究與示范和土壤墑情監(jiān)測(cè)與旱情預(yù)測(cè)系統(tǒng)在節(jié)水農(nóng)業(yè)中應(yīng)用研究；利用生物、計(jì)算機(jī)模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術(shù)手段進(jìn)行試驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科相互交叉、各種單項(xiàng)技術(shù)互相滲透的綜合研究思路，提高節(jié)水灌溉研究水平[26-30]。