石家莊市位于河北省中南部，地處太行山東麓，華北平原西緣，東鄰衡水，南接邢臺，北連保定，西與山西接壤，是典型的內陸城市。轄 24 個縣市區，其中，農業縣市區 18 個。區域土質以沙壤土、黏土和亞黏土為主，西部的山區、丘陵以宜林區為主。種植農作物主要有小麥、玉米、林果、蔬菜和花卉等[1].石家莊市屬于資源型缺水城市，多年平均水資源總量22.4 億 m3,人均水資源量 256 m3,為全國平均水平的1/8,屬極度缺水地區[2].近些年受水污染，城鄉、工農業用水需求增加等多種因素影響，水資源緊缺程度日益加劇。
據有關資料顯示，石家莊市全市總用水量 32.8億 m3,年缺水量 10.4 億 m3,僅全市農業用水量就有24.08 億 m3,占到了總用水量的 73%,而發達國家農業用水比例多在 50%以下。目前，中國灌溉用水的利用系數只有 0.4,與發達國家的 0.7~0.9 相比，相差 0.3~0.5;農業用水的資源有效利用率只有 40%左右，每立方米水生產糧食不足 1 kg,發達國家的有效利用率已達到 80%,每立方米水生產糧食 2 kg 左右，而以色列已達到 2.32 kg[3].
從以上分析來看，提升農業節水能力，保障糧食安全，關系石家莊市農業健康可持續發展，大力發展節水農業勢在必行。
1 發展節水農業的工作思路
1.1 立足田間，綜合配套 在我國，農業用水是大頭。目前，我國農業用水占總用水量的 70%,灌溉用水占農用水的 92%,用水形勢日趨嚴峻[4].節水農業的關鍵環節在田間，抓住農田節水就抓住了節水農業的根本。應當加強節水品種的繁育與推廣，加快節水工程、設備和農藝等技術的實施，加強對農作物生物、化學等田間管理措施的集成研究與應用，建立起綜合節水技術研究體系，對相關的技術研究加大科技投入，爭取早出成果，并迅速在全市范圍內推廣應用。
1.2 突出重點，分類引導 突出節水農業發展的區域性，分類引導、推廣示范區域的種植模式、主導作物和關鍵技術。在大水漫灌、地下水開采超標和缺水與浪費并存的小麥主產區，重點改善灌溉制度、灌水方式等；實施保護性耕作，采取深松鎮壓、劃鋤、覆蓋等保墑措施，提高土壤蓄水保墑能力；調整優化品種結構，培育、推廣高產耐旱節水小麥品種，積極解決春季抗旱保苗、入夏病蟲害等問題。在有灌溉條件但水量不富足的地區，加大對水果、設施蔬菜和園藝作物等的扶持力度，大力發展膜下滴灌、微灌、噴灌、集雨補灌、水肥一體化、旱作節水和高度機械化等高效節水技術的推廣。在降水量少，蒸發量大，農作物產量因干旱波動較大的資源型缺水嚴重的丘陵、沙地，主要通過推廣應用節水農業技術，積極推廣種植玉米、馬鈴薯、棉花和花生等大宗作物。
1.3 因地制宜，統籌發展 根據全市水資源狀況、耕作制度、土壤類型、氣候特點、作物生長規律、需水情況以及農作物在經濟發展中的比重等，利用強化集成研究、分類指導農民生產、突出重點和示范輻射等手段，因地制宜、科學統籌，各相關部門聯動形成大力發展節水農業的新思路，科學有效地制訂整體規劃和實施進程，實現節水增產和節水增效的目標，推動石家莊市現代農業的科學發展。
2 節水農業研究方面的實踐和成果
石家莊市農林科學研究院圍繞解決水資源短缺造成的發展瓶頸，在節水農業研究方面進行了不懈的努力與實踐，在很多方面取得了階段性的成果。
2.1 研究形成小麥節水高產品種選育理論及方法農業是用水大戶，小麥又是農業用水大戶，大力發展小麥農藝和生物節水是農業節水的關鍵[5].石家莊市農林科學研究院小麥研究團隊經過長期的潛心研究和探索，創造性地利用水分調控技術，不斷創新和完善，形成了“前水后旱、同一世代水旱復合選擇”節水高產品種選育的理論和方法，構建了節水高產品種選育的形態特征和遺傳生理指標體系。2010年，經中國科學院院士李振聲、中國工程院院士程順和等國內著名專家鑒定認為：“創新提出的小麥節水高產新品種選育方法和選擇的形態、生理指標體系，對我國小麥節水育種研究具有重要的理論和應用價值，總體研究達同類研究的國際領先水平”.該育種理論及方法被國內多家科研單位借鑒和應用，育成了 4 個品種通過省級審定，28 個新品系參加國家或省級區域試驗。2011 年，“冬小麥節水高產新品種選育方法及育成品種”獲國家科技進步二等獎。小麥高產節水品種選育理論及方法，實現了高產與節水的高度結合，推動了我國小麥節水理論與育種技術的發展。
2.2 育成系列小麥高產節水品種 20 世紀 80 年代，針對抗旱品種豐產性差的問題，利用矮化育種、輻射育種和遠緣雜交技術成果，育成抗旱性與豐產性結合的冀麥 26,先后通過河北省和國家審定，成為河北省小麥第六次更新的主體品種，審定當年即推廣 47 萬多 hm2,創造了河北省小麥推廣速度最快、應用面積最大和社會效益最高三項第一。同時，該品種在河北省半干旱的黑龍港流域大面積推廣應用，該區域由于水、人口與耕地資源的極不協調發展，成為我國最缺水的地區之一[6],冀麥 26 的推廣應用不但緩解了該區域水資源的短缺，而且使小麥單產邁上了新臺階，更重要的是引領了河北省小麥節水高產育種和生產的發展方向，使單一抗旱育種向節水高產方向發展。該成果于 1990~1992 年先后獲河北省科技進步一等獎、國家科技進步三等獎和河北省科技興冀省長特別獎。
90 年代育成的石 4185,實現了節水、抗倒、高產和廣適等優異性狀的高度結合，先后通過河北省、新疆維吾爾自治區和國家審定，被列入“九五”國家重點推廣計劃，在全國 6 ?。▍^）大面積推廣應用。同時，作為國家區試對照品種長達 12 年、省區試對照和節水高產對照至今，為培育和篩選新品種發揮了重要作用。于 2003~2005 年先后獲河北省科技進步一等獎、國家科技進步二等獎和河北省科技突出貢獻獎。
21 世紀以來，小麥節水研究確定了以提高水分利用效率為主攻方向，在育種方法上強化環境脅迫選擇，選育過程中注重“根系發達、穗容量大和葉片功能期長”的篩選。育成的石家莊 8 號和石麥 15 屬節水高產型小麥新品種，根據試驗結果，其水分利用效率比一般生產應用上的品種提高 20%~30%,且表現出高產、穩產[7],屬一級節水抗旱品種，居國內領先水平，生產示范實現了“一水過千斤”的目標，自 2012年至今被列為河北省和國家小麥主導品種。兩品種均被列為國家科技成果轉化項目、河北省節水小麥主推品種，是 2011 年獲國家科技進步二等獎的主體品種。育成的石麥系列節水品種在我國河北、河南、山東、山西、陜西、安徽、新疆和天津等省、區、市大面積推廣應用，累計應用面積 1 666.7 萬 hm2,增產小麥125 億 kg,節約水資源 100 多億 m3,不但實現了小麥大面積均衡增產，而且節約了大量地下水資源，有效緩解了產量不斷提高和水資源持續短缺的壓力。
2.3 構建了農業節水研究的平臺 構建科研硬件平臺，為節水農業研究打下堅實基礎。目前，該院已經成為我國北方半干旱麥區育種研究的重要基地，是國家小麥產業技術體系北方抗旱育種崗位專家技術依托單位，建設了“農業部華北地區小麥抗旱節水生物學科學觀測實驗站”、“河北省節水小麥育種工程實驗室”和“石家莊市小麥遺傳改良工程技術研究中心”等科研平臺。
通過加強科技人才團隊建設，為節水農業研究夯實人才基礎。該院小麥研究團隊被河北省授予“‘巨人計劃’首批創新創業團隊”稱號?，F共有博士 15名，其中，引進了 2 名博士后、在職培養 2 名博士進行專項抗旱節水分子機理、生理機制研究工作。
通過加強合作與交流，對接農業節水研究的前沿技術。目前，該院與澳大利亞、荷蘭和比利時等國家的科研機構以及中國科學院、中國農業科學院、中國農業大學和河北省農業科學院等國內外科研機構建立了緊密的合作關系，在節水抗旱研究方面取得了新的進展。2006 年，與中科院遺傳所、河北省農業科學院聯合成立的“中科院遺傳與發育生物學研究所--石家莊植物分子育種中心”,在小麥節水高產品種種質資源創新領域已經初見成效。與中國農業大學、新疆農墾科學院和國家半干旱研究中心等合作開展了抗旱節水綜合技術研究、抗旱減災技術研究和微灌、水肥一體化研究等。澳大利亞谷物育種技術研究所林賽·奧布萊恩博士、悉尼大學理查德·特雷索恩博士曾專程考察學習石麥 15 旱地示范情況；國際玉米小麥改良中心小麥項目部主任漢森·布朗先生于 2013 年 5 月考察了節水小麥的研究進展情況，并給予高度評價；李振聲院士、程順和院士、劉旭院士和國內著名小麥育種專家肖世和、趙廣才、張愛民等都多次考察指導節水育種工作。
2.4 逐步拓寬節水農業研究領域 為了順應石家莊市現代農業生產的需求，近年來，石家莊市農林科學研究院加大了節水農業高產配套技術、農業信息化應用等的研究，逐步拓寬了節水農業研究領域，取得了顯著成效。
1）節水高產配套技術研究方面。在多年不同氣候條件下，對石麥 15 小麥品種進行的播期播量、施肥制度和灌水次數等單因子栽培試驗的基礎上，研究出石麥 15,每公頃產量達 6 000~9 000 kg,水分利用效率≥16 kg/hm2.mm 的基礎條件和關鍵栽培技術，形成了“冬小麥品種石麥 15 節水高產栽培技術規程”,于 2011 年頒布為河北省地方標準，用于指導生產、示范推廣，增產節水效果顯著。2007~2011 年，應用此項技術建立的石麥 15、石麥 18 高產示范田連續 5 年刷新河北省小麥旱地高產紀錄。2011 年石麥18 示范田平均產量達 10 627.5 kg/hm2,創造了河北省單產歷史最高紀錄。
2）微灌水肥一體化技術研究方面。2011 年以來，與新疆農墾科學院、國家半干旱研究中心合作開展了微灌水肥一體化試驗與示范，總結出該技術的核心內容。在一般降雨年份，運用該項技術在高產節水前提下，每公頃增產小麥 900~10 500 kg,節水增產效果顯著。2013 年 5 月，國家小麥產業技術體系首席專家肖世和研究員對微灌水肥一體化萬畝示范方石麥 18 實地測產，最高平均產量達到 10 772.1kg/hm2.專家指出，該項技術在華北地區具有極大的推廣價值。
3）農業信息化應用技術研究方面。為應對做好科學抗旱減災，提前有效地科學統籌農業抗旱，與國家農業信息化工程技術研究中心合作，進行了農業物聯網和以精準裝備為重點的農業全程信息化技術研究，優化監測方法，提高墑情監測時效性、針對性和科學性。此項目的推廣應用將及時為農業生產和抗旱減災工作提供科學依據。
3 節水農業研究方向及發展建議
石家莊市農林科學研究院在節水農業研究方面取得了一定的成績，為緩解水資源緊缺和糧食安全的矛盾打下了堅實的基礎。今后，該院將繼續拓寬節水農業的研究領域，加強節水農業技術體系建設，充分利用農業用水資源，提高利用率和利用效率，使農作物達到高產、高效[2].同時，加大旱作農業研究的力度，組織科研力量對石家莊市的淺山區、丘陵區和半干旱區等展開調研，支持立項。鼓勵支持各個科研所（室）聯合攻關，培育或引進適宜的節水、旱作農業品種，形成配套技術集成，強化服務推廣應用，進一步推動石家莊市節水農業的發展。
3.1 根據區域布局，開展相關研究 多樣化雜糧種植是旱區農業的傳統特色，利用作物的多樣性來抗御自然災害，達到穩產的目的，該院開展了適宜旱區種植的優質高產大豆、優質小雜糧及薯類作物的研究。2013 年，新成立了林下經濟研究小組，針對宜林區，分類開展林木及林下經濟的研究，即在條件惡劣的山丘地，種植生態林；在光照、土質好的地域種植優質干果、水果經濟林；在滹沱河、沙河等河流故道，種植防風固沙林、速生豐產用材林和經濟林；在幼林、經濟林等林地發展林下花生、中藥、牲畜和食用菌等林下經濟研究。
3.2 強化農技農藝配套研究 在農業用水方面，我國主要灌區的渠系水利用系數只有 0.45（發達國家為 0.7 左右），每年經水利工程蓄引的水量約 500 億 m3,有 60%的水量在田間灌溉過程中被浪費[8].因此，強化農技農藝配套研究，加強農業節水體系建設，減少水資源的浪費勢在必行。農業節水技術體系主要包括蓄水保墑耕作技術、適雨種植提高作物抗旱能力的栽培技術、秸稈覆蓋或地膜覆蓋保墑技術、化學藥劑抗旱保墑與保水劑應用技術、限額灌溉及節水抗旱作物品種選育技術等[2].拓寬節水農業研究領域，要從加強農業節水技術體系建設的各方面入手，拓寬節水抗旱作物品種選育的范圍，強化耕作、土壤、施肥及配套農業機械設備等關鍵技術的研究，形成技術配套集成。因地制宜地推廣應用和發展適合我國國情農情的用水效率高、效益好和影響面大的高科技節水灌溉技術和新產品，促進水資源和國民經濟的可持續發展[4].
3.3 開展旱作農業綜合性研究 旱作農業的內容包括了種植制度的選擇，抗旱或耐旱作物品種的選育，蓄水保墑、培肥地力、旱作栽培耕作技術、化學劑調控技術及創造條件進行有限的節水灌溉技術等[9].
各地的生產實踐表明，我國北方尤其是石家莊市的旱作農業有巨大增產潛力。旱作地塊大部分分布在丘陵坡、塬地區，這些地區興建灌溉工程投資高、難度大，因此，旱區農業建設必須注重農、林、牧、副、漁全面發展，制訂區域發展規劃，開展綜合性研究。只有通過建立合理的旱作農業結構和采取一系列旱作農業技術措施，如工程、農藝和生物措施等，才能實現農業穩產高產，進而促進農、林、牧的全面發展[10].
4 參考文獻
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