冀西北高原旱作农田土壤水分动态与提高水分作物生产力研究

针对当地栗钙土坡梁地旱、薄的作物生产障碍，根据土壤水分时空变异和层位特征，充分利用有限的降水资源，采用聚水土沟作、聚水沟作等保护性耕作措施，较传统耕作莜麦产量提高１８．４％～２３．４％，水分利用效率由４．０５ｋｇ／ｍｍ·ｈｍ２提高到４．５７～４．６４ｋｇ／ｍｍ·ｈｍ２；而改变土壤营养环境则显著提高水分作物生产力。在贫水、平水和丰水三种降水年型下，氮磷肥合理配施莅麦产量可提高８９．８％～１６１．２％，水分利用效率可高达７．２７ｋｇ／ｍｍ·ｈｍ２。

蓝水和绿水视角下划定“中国农业用水红线”探索

水是制约中国粮食生产的最重要因素。实现中国粮食安全和口粮安全的战略目标必然要求粮食的持续增产,而粮食增产对水资源需求的增长又是刚性的、不可减少的。在多部门用水需求加大的情况下,如何保证农业用水量是亟待解决的科学和决策问题。文章首先回顾了国内外水资源管理领域的最新进展,总结了以"蓝水"(耕地灌溉)和"绿水"(耕地降水)理念为核心的农业水管理分析范式的转变。在基于蓝水和绿水视角下的"广义农业可用水资源"的概念和计算基础上,分析了1998—2012年中国农业(种植业中四大主要粮食作物)用水、耗水和水分生产力,并基于此提出了"农业用水红线"。根据研究时段内15年的中国粮食水分生产力的变化趋势,推导出2020年生产5.5×108 t粮食所需要的农业用水红线的蓝水分量的高、中、低值。并根据近15年来广义农业可用水资源量中的绿水分量,推导出农业用水红线中绿水分量的高、中、低值。结果显示,到2020年,中国保证粮食安全的灌溉水需求总体平均在3 800×108 m3左右,而农业用水红线中绿水分量平均在4 500×108 m3左右。本研究最后提出了划定和实施农业用水红线的相关政策建议:从保护农业用水红线的角度,严格保护和实施"18亿亩耕地红线";建立、健全完整、完善的蓝水和绿水测量和监督体系;加强以耕地土壤水为中心的农业用水和耗水管理;利用各地水热资源特点,调整种植结构;继续提高灌溉的保证程度;加强耕地基础设施建设,提高高标准农田和旱涝保收耕地面积和比例。本研究对回答农业部提出的治理农村环境污染"一控两减三基本"的基本方针中的"一控"中的"控水的底线(即农业用水红线)是什么?"具有重要的理论和实践参考价值。

华北地区农业水资源现状和未来保障研究

华北地区是我国重要的粮食和农产品生产基地,对保障国家的粮食和食物安全至关重要。华北用仅占全国6%的水资源支撑了占全国18%的耕地并生产出占全国23%的粮食。但这个巨大成就是以极大的资源环境和生态成本为代价的。本文回顾华北粮食生产和用水的历史性成就,总结现在面临的主要问题和挑战,然后应用国际水资源研究界广泛应用的农业用水管理的综合分析框架,系统分析1998—2015年华北地区水资源、农业用水以及用水效率和水分生产力,在此基础上尝试提出了未来保障华北地区食物安全的战略和政策途径。

亏缺灌溉的国外研究进展

亏缺灌溉(DI)将水分限制在作物对干旱敏感的生长阶段,最大限度提高水分生产率,稳定作物产量。文章总结了亏缺灌溉国外研究成果,发现亏缺灌溉可提高农作物水分生产率,维持产量正常水平。基于国外亏缺灌溉的研究成果,建议我国学者应引入作物水分生产力模型,定量研究亏缺灌溉的作用机理。

中国节水农业成效、形势机遇与展望

[目的]我国是世界上水资源缺乏的国家之一,发展节水农业在保障国家粮食安全和农业绿色高质量发展大局中具有重要战略地位。全面总结"十三五"节水农业发展成效与经验,认真分析节水农业的现状、形势和任务,加快"十四五"期间节水农业发展,推进节水增粮、节水增效,具有十分重要的意义。[方法]文章对我国近10年来的水资源、农业用水、灌溉用水、旱作农业生产和用水效率进行系统总结和数据分析。[结果]"十三五"期间,我国节水农业发展取得显著成效,农业用水总量及其占全国用水总量的比例"双下降",农业用水效率和效益"双提升",切实提高农业用水效率,为保障粮食和食物安全做出重要贡献。[结论]中国农业生产面临着干旱缺水的长期威胁,大力发展节水农业,解决好农业用水问题,是保证我国粮食和食物安全、转变农业发展模式并促进绿色高质量发展的需要,也是实现农业现代化和生态文明的根本路径。