农业节水科技奖获奖成果推介|滨海平原区农田节水控盐关键技术及装备研究与应用

主要完成单位

天津农学院、大禹节水集团股份有限公司、天津市农业发展服务中心

主要完成人

周青云、战国隆、王仰仁、李松敏、韩娜娜、王锐竹、司红兰、韩 信、付婷婷、李孟航

成果简介

我国滨海地区面临农业水资源短缺与土壤盐渍化交织的严峻挑战，严重威胁粮食安全与生态安全。针对该区盐碱地水一盐一作物动态互作机制不清，节水控盐技术区域适配性不足，智慧管控与决策滞后等问题，在农业用水总量受限的背景下，构建滨海平原区节水控盐技术体系并研发配套装备，是落实“藏粮于地、藏粮于技”战略、践行“绿水青山”理念的关键举措，对保障区域粮食与生态安全具有重大意义。

聚焦滨海平原农田节水控盐核心需求，在天津地区开展了近20年的试验研究。依托深度学习等先进算法赋能，从理论方法、技术产品、平台建设、应用模式等多维度进行了系统攻关与创新，成功构建了集理论方法一关键技术一产品装备一集成应用于一体的技术研发与应用模式。该成果对实现节水降盐协同增效，提升滨海平原区农业水资源高效利用、改良盐渍土增产增效与生态环境改善具有重要的科学价值和实用意义。

1.融合作物需水、作物生长模型和深度学习算法等理论和方法，提出了参考作物需水量短中长期预测方法，以及基于蒸散量-降水量动态平衡机制与高光谱技术的作物灌溉需求诊断方法，丰富完善了盐碱地非充分灌溉理论与方法。

2.针对滨海盐渍化地区农业水土环境特征和特点，构建了滴灌条件下盐碱化土壤剖面盐离子迁移转化模型，以及基于盐离子胁迫修正函数的作物生长模型，提出了明暗排水工程、土壤调理剂和绿肥协同优化的节水降盐增效技术模式，给出了设施果蔬立体化控节水协同调控技术参数。

3.针对滨海盐碱地滴灌产品存在的灌水器堵塞、核心装备制造效率低与寿命短的瓶颈，研制了技术指标参数优良的灌水器和过滤器等系列产品，搭建了节水控盐智慧管控平台。

4.考虑滨海盐渍化地区农业水土环境特点，研究了不同盐碱化程度的节水控盐技术，提出了多种节水控盐技术应用模式并推广应用。

该项目获国家专利16项，其中发明专利4项；登记软件著作权7项；发表论文62篇，其中SCI/EI论文18篇；出版专著1部。基于项目研究成果，提出了3套节水控盐技术应用模式，在天津、山东等地推广应用，累计推广面积56.8万亩，实现节水2058.6万m³,累积节支增收10307.87万元，研制的灌溉产品新增利税3204.73万元，取得了显著的经济、社会与生态效益。

成果创新点

1.融合作物需水、作物生长模型和深度学习算法等理论和方法，提出了基于气象信息、土壤墒情与高光谱技术的作物灌溉需求诊断与预测方法，创新了作物需水信息无损诊断和精准预测的方法。

2.针对滨海盐渍化地区农业水土环境特征和特点，考虑多种盐离子胁迫作用，创建了基于盐离子胁迫修正函数的作物生长模型，突破了传统模型仅依赖静态盐分阈值的局限；提出了多措施协同优化的节水降盐增效技术，集成了3种适应不同盐碱程度的节水控盐技术应用模式。

3.创新采用锯齿紊流宽流道设计研制了抗堵塞灌水器，创新研发塑料合金，突破过滤器制造瓶颈，研发具有抗堵性能强、流态指数好、使用寿命长等突出特点和优良的技术指标参数的灌溉产品。