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农业节水科技奖获奖成果推介|主要粮食作物高效灌溉水肥一体化关键技术与产品研发及应用

  • 2026-10-12 01:36:54
农业节水科技奖获奖成果推介|主要粮食作物高效灌溉水肥一体化关键技术与产品研发及应用

主要粮食作物高效灌溉水肥一体化关键技术与产品研发及应用

二等奖(技术研发与推广类)

获奖编号:NYJS2024-2025-E02

一

主要完成单位

中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所、中国水利水电科学研究院、全国农业技术推广服务中心、内蒙古自治区水利科学研究院、中国科学院地理科学与资源研究所

二

主要完成人

王建东、张彦群、王耀生、李昊儒、李经伟、郝卫平、吴 勇、万书勤、王传娟、许纪元

三

成果简介

该成果针对主要粮食作物水肥利用效率偏低、现有喷滴灌关键产品能耗高以及喷滴灌水肥一体化技术在粮食作物上应用不精准等问题,聚焦我国东北、华北、西北等主粮产区,针对以喷灌和滴灌等为代表的高效灌溉水肥一体化技术,重点以塑膜覆盖、浅埋覆盖、秸秆覆盖喷灌和滴灌下冬小麦、玉米和马铃薯为研究对象,围绕高效灌溉及“农艺覆盖+喷滴灌” 技术应用现状中存在的制约喷滴灌水肥施控效率和效益提升的技术难题,开展了连续10余年科技攻关和推广应用工作。系统开展了野外观测、理论分析、模型构建、仿真模拟和室内测试等大量室内外研究工作,围绕“主要粮食作物高效灌溉水肥一体化关键技术与产品研发”中重要环节开展科学过程揭示和关键产品自主研发,从技术研究、产品研发和技术集成示范应用等方面取得了系列创新成果和推广应用效益。

该成果完成后(2021-2024年)整体累计推广应用889万亩,节水10.36亿m3,节肥(折合尿素)7.35万吨,增产粮食155.7万吨,增收节支总额达到25.24亿元;近两年(2023-2024年)累计推广应用309万亩,节水2.79亿m3,节肥(折合尿素)1.68万吨,增产粮食53.53万吨,增收节支总额达到7.11亿元。获国家发明专利授权18件,实用新型专利45件,制定行业和地方标准7项,发表论文151篇(SCI&EI收录65篇),出版专著3部,获软件著作权22项。

四

成果创新点

1.揭示了小麦、玉米和马铃薯等主要粮食作物覆盖滴灌下微气候特征、耗水结构与生理响应机制,构建了覆盖条件下玉米和麦田水、热、碳多过程耦合模型,实现了大尺度下能量平衡、作物耗水和产量的精准模拟;发现喷滴灌相比传统雨养,作物光合能力、产量及水分利用效率分别平均提高了17.1%、16.7%和16.3%;探明了作物水肥利用与根系分布特征的关系,确定了有利于作物水肥高效利用的根系分布特征参数,提出了喷灌节水增效水肥管理方法及配套耕作措施,建立了以施肥总量、施肥比例和施肥时间等为要素的喷滴灌水肥精量管理制度,确定了华北地区滴灌水肥一体化下玉米、小麦和马铃薯平均节水潜力和平均节肥潜力。

2.创制了适时适量水肥自动控制系统、低压高均匀性灌水器、长距离铺设毛管、低能耗高效喷滴灌施肥装置等关键设备及滴灌带高速生产线;研制的低压高均匀性灌水器流态指数达到0.4,性能指标居国际领先;研制的长距离铺设毛管铺设距离同比增加1倍以上,亩均投资降低15%以上;创制的低能耗施肥器吸肥启动压差为0.04MPa,解决了低能耗下吸肥低或不能启动等问题。创制的滴灌带高速生产线最高稳定生产速度达到360m/min,将国内现有最高稳定生产速度记录提高了30%以上。

3.基于自主研发的技术与产品,创建了适宜小麦、玉米和马铃薯的主要粮食作物的秸秆覆盖地表滴灌、适时精量喷灌、低能耗膜下滴灌、浅埋滴灌等水肥精量调控密植高产技术集成模式,水、肥利用效率比地面灌提高25%和50%以上,比常规滴灌提高8%和10%上;系统能耗和设备投入相比常规滴灌降低8%和15%以上;玉米和马铃薯增产30%—50%,小麦增产15%以上。

农业节水科技奖

农业节水科技奖是由中华人民共和国科技部、国家科学技术奖励办公室于2009年11月25日批准设立,中国农业节水和农村供水技术协会承办的全国农业节水和农村供水领域的唯一奖项。每两年评选一届,旨在表彰在农业节水、农村供水及相关领域做出突出贡献的科研成果和个人。

经农业节水科技奖评审委员会评审、农业节水科技奖奖励委员会审定批准,2024-2025年度(第十届)农业节水科技奖共授予12项科研成果一等奖、17项科研成果二等奖、20项科研成果三等奖。

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