发展高水效农业是保障国家食物安全的重要核心问题。中国工程院院士康绍忠在第23届全国肥料双交会院士论坛报告中表示，通过农业高效用水核心关键技术与重大关键产品和绿色高效用水的突破，能够大幅度提高水生产效率。此外，还可以通过区域水土资源的优化配置和作物种植结构、种植制度调整，合理布局农业生产，更好挖掘水资源效率和效益提升潜力。

康院士的报告内容分三个方面：

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我们国家水资源短缺对食物安全形成严峻挑战

日益严峻的气候危机、水土资源短缺，以及干旱洪涝灾害等极端气候事件带来的粮食减产正在影响全球。确保水和食物安全已成为人类面临的重大挑战。美国发布第2016至2045年新兴科技趋势报告中指出，到2045年，全球将有超过40%的人口面临水资源短缺。在错综复杂的国际形势下，食物安全是国家安全的基本保证。我国是世界上最大的粮食进口国，2021年进口粮食1.6454亿吨，接近国内产量的1/4。保持谷物基本自给、口粮绝对安全形势依然十分严峻。

习总书记指出，解决好十几亿人口的吃饭问题，始终是我们党治国理政的头等大事。并且强调，粮食的根本在耕地，命脉在水利，出路在科技。为新冠病毒依旧全球肆虐和不确定性增加的国际环境下如何保障国家食物安全指明了方向。

水安全是食物安全的基础，水资源短缺将直接导致食物生产的波动，从而在源头上导致真正的食物危机。我国多年平均水资源总量2.8万亿立方米，居世界第六位，但是人均水资源量仅1983立方米，不足世界人均水平的1/3，单位耕地的水资源量仅为世界平均水平的1/2。我国水资源与其他社会资源的空间分布不匹配，北方地区耕地面积、人口、GDP分别占全国46%、60%、44%，但其水资源量不足全国的20%。我国北方的海河、黄河，西北内陆诸河，西辽河等流入的缺水状况更为严峻。灌溉农业是我国农业生产的主力军和保障国家食物安全的基石。我国有效灌溉面积居世界第一，从建国时的2.4亿亩达到目前的11.18亿亩，灌溉对我国粮食增产的直接贡献率约36%，为把饭碗牢牢端在自己手里和促进农村经济发展做出了巨大的贡献。

但是，我国农业发展与区域水资源承载力不相适应。例如，一方面国家发巨资建设南水北调工程，减缓北方水资源短缺，另一方面又通过北粮南运把水资源运回南方，而且在一些水资源短缺地区，农业的过度开发导致农业用水量加大，加之用水效率低，进一步加重了区域的水资源短缺，引发了生态环境问题。华北平原由于灌溉发展和农业种植的变化，在农业产能大幅度提高的同时，出现了严重的地下水位下降，成为了世界上面积最大的地下水漏斗区。西北内陆干旱区如石羊河等流域农业开发规模超过了水资源承载力，导致流域下游土地沙化，沙进人退。东北三江平原大面积种植水稻导致地下水位下降，对当地农业可持续发展和人类生存环境形成了严峻的挑战。对于灌区，也存在“先天不足、后天失调、周身是病、发展艰难“一些问题，我国当前灌溉水利用系数达到0.568，但仍和发达国家0.7的水平存在较大差距。

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藏粮于水，夯实国家食物安全的农业用水保障

我国水资源紧缺，水土不适配，“水缺“比”地少“更为严峻。缓解水资源短缺和灌溉用水增加导致的生态环境问题，迫切需要降低灌溉用水量，然而盲目减少灌溉用水量将导致农业产能下降，威胁国家食物安全和农产品有效供给。水安全是食物安全的基础，在当前复杂国际环境不稳定性、不确定性明显增加的背景下，绷紧食物安全这根弦，推进藏粮于水，更为重要。

首先，我们要确立农业用水安全红线，为国家食物安全提供用水保障。我们国家的粮食作物种植布局不断向北方缺水去转移，“北粮南运“已成为粮食生产新格局，这种生产格局的变化会进一步导致农业水增加。我国后备耕地资源主要在黄淮海、东北、新疆和甘肃，未来利用这些后备耕地资源，必将进一步加剧北方农业用水紧缺态势。农业用水安全红线是保障国家食物安全和农产品有效供给所需要的净耗水量、农业用水量、单位粮食产量的净耗水量和灌溉水利用系数红线。影响红线变化的因素很多，包括未来人口增长与生活水平提高，对食物和其他农产品需求，作物种植结构和耗水特征，灌区现代化水平以及节水灌溉技术应用的状况和科技对节水的贡献等等。

2000至2021年间，由于灌溉水利用系数的增加，年节约农业用水量达到一千多亿立方米。我国农业用水量基本稳定的根本原因是作物水分利用效率和灌溉水利用系数的逐年增加。

第二，加快建设国家农业水网，提高食物安全供水保证率。农业水网是国家水网的毛细血管和重要组成部分。研究制定国家水网框架下系统畅通的农业水网格局，有利于全国灌区现代化改造、高标准农田建设和山水林田湖草沙系统治理，避免重复投入和绩效建设。其次，在北方水资源紧缺区特别是新疆、河西走廊等地，地形有较大落差，水源水质良好，可适度推进灌溉供水管网化，采用大口径的管道输水系统，并不会显著增加工程成本，但可以减少输水的损失，少占耕地。在建设农业水网的过程中，还应加强质量监测设施、信息化工程等建设，向信息化与智慧化方向发展。

第三，充分挖掘“南水北调“工程给粮食生产供水的潜力，提高国家食物安全用水保障能力。一是充分利用”南水北调“东中线工程的外调水，提高华北地区口粮生产用水保障能力；华北地区在我们国家粮食特别是优质小麦等口粮生产中，具有不可替代的重要作用，同时也是我们国家水资源最紧缺和南水北调东中线工程地主要受水区。在国家粮食安全紧平衡的背景下，需要利用好华北地区良好的条件，稳定甚至适度扩大粮食生产，通过较大规模调整种植结构和压缩农业用水难度很大，充分利用南水北调工程的外调水，提高粮食生产用水保证率，确保国家口粮的绝对安全，意义重大。对于经济作物和蔬菜水果生产的用水，必须考虑市场对水价的调节作用。二是还要尽快的实施“南水北调“西线工程，充分挖掘河西走廊等地后备耕地资源潜力。三是利用丰富的太阳能资源，合理开发利用新疆内陆干旱区咸水资源。随着科技进步，将苦咸水通过太阳能集热加温淡化成符合相关标准的灌溉水已不再是难题。新疆太阳能资源十分丰富，年平均日照时数2550到3500小时，年辐射总量5430到6670MJ/h,利用太阳能进行这个咸水淡化利用，前景广阔。

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藏水于技，促进高水效农业快速健康发展

加快发展高效农业，是破解农业用水短缺与使用安全和其他农产品持续稳定矛盾的关键。总的来说，有两个目标，一是通过农业高效用水核心关键技术与重大关键产品和绿色高效用水模式的突破，大幅度提高灌溉水利用率和水的生产效率，在农业用水零增长甚至减少条件下，获得粮食和其他农产品产量与质量的大幅度增加。二是通过区域水土资源的优化配置和种植结构、种植制度调整，合理布局农业生产，更好地挖掘水资源的效率和效益提升潜力，缓解我国“北粮南运“与”南水北调“的水、粮逆向流动的格局。

第一，加快发展高水效农业，缓解我国农业用水紧缺状况。高水效农业，就是要依托生物技术、信息技术和智能装备，实现单株、农田和区域不同尺度，水和作物表型信息的智能感知，用水智能决策与控制，达到区域水土适配和水生产力时空格局优化，实现精准用水和水效率最大化的新型农业用水体系。具体实施途径包括：在单株水平上发掘作物抗旱基因和培育抗旱节水的新品种，构建高水效理想株型，增加作物叶片光合速率，减少叶片气孔蒸腾，提高水分利用效率；在农田尺度上，改进田间灌水技术，通过设计科学的灌溉制度和作物水肥一体化，提高灌水施肥的均匀性，减少田间耗水量和灌水量，提高作物产量和田间用水效率；在区域尺度上，合理配置水资源，减少水的无效损失，实现作物耗水时空格局优化，提高用水效能，用最少的水产出更多的农产品，通过技术和制度创新，实现农业水效率地全链条调控、多过程融合和多要素的协同提升。

高水效农业是未来农业的发展方向，它在一定区域产量或效益目标下，在空间和时间上设计作物种植和耗水过程，使区域作物净耗水最小，最大限度的提高水生产力和水分生产效益。或者在农业总用水、净耗水、单位产量的净耗水、灌溉水利用系数“四条红线”控制下，通过区域作物种植和耗水时空格局优化，达到区域产量与水效率效益最大化。实现不浪费一滴水，让每一滴水生产更多粮食和农产品的这样一种愿景。

高水效农业可以缓解我国水资源紧缺，对保障食物安全贡献巨大，潜力巨大。过去30年，我国耕地灌溉面积增加了3亿多亩，农业用水总量从4000多亿方下降到3610亿方，亩均灌溉用水量由588方下降到2021年的355方，单方灌溉水的产量数由0.6公斤提高至1.58公斤。如华北平原种植的节水小麦，由1980年代的灌水6次、生育期亩均灌水定额300方左右，降低到目前灌水2次，生育期亩均灌水定额100方左右，产量由200公斤/亩提高到415公斤/亩以上，实现了节水增粮目标。

目前我国高水效农业发展水平与发达国家还有一定的差距。当前我国喷微灌的面积，和美国相比较，已经很接近，占世界第二位。最近20年，其年均增长的速度是世界上第一位的。但是我们的主要粮食作物的水分生产率与美国相比较，还是有一定的差距，那么产生这些差距的原因：一是过度的追求低成本而牺牲了节水灌溉系统的均匀性；二是高效节水灌溉技术与农艺技术不配套；三是灌溉用水缺乏科学调配与精量控制；四是区域作物种植结构与水资源条件不匹配。此外，高水效农业发展也遇到了一些瓶颈，例如农业节水补偿机制尚未形成，节水成本无人买单；土地分散经营模式限制了高水效农业技术的应用。重建设轻管理，建设工程标准级效益差；缺乏经济可靠、耐用的先进适用技术；节水科技推广与技术服务体系不完善；农业高效用水监测网络尚未建立；缺乏变化环境下农业高效用水的基础性研究工作。以上这些问题，需要我们通过政策和制度以及科技的创新来加以解决。

第二，积极推进国家农业用水监测网络的建设，为高水效农业“四条红线”控制提供保障。农业用水监测计量是推动高效农业技术应用、评价高水效农业发展效果和实施农业用水、净耗水、单位产量净耗水和灌溉水利用系数“四条红线“控制管理的重要前提和基础。但是，目前95%以上的地表水灌水没有安装田间用水计量设备，大部分机井缺乏计量装置，建议加快建设和完善区域联网地农业用水监控系统，加强农业用水的有效监测和定量控制。

第三，建设以县域为单元地高水效农业综合试验区，整体推进高水效农业快速健康发展。需要在全国重点缺水区，率先推进以县域为单元的高水效农业综合试验区建设，积极推进农业用水、净耗水、单产净耗水和灌溉水利用系数“四条红线“控制，把农业水效纳入经济社会发展的考核指标范畴。重点推进黄淮海地下水严重超采区、西北内陆干旱区、东北三江平原稻作区、西辽河流域玉米浅埋滴灌区、黄河上中游提灌区、宁夏河套灌区等重点区域，以县域为单元的高水效农业综合试验区的建设，全链条、多过程系统推进，多种技术优化组合，实施全域蓝绿水资源统一配置，由用水管理转变为耗水管理，科学确定四条红线指标，整体推进高水效农业健康快速的发展。

第四，加强高水效农业卡脖子技术攻关和创新平台的建设，为高水效农业快速健康发展提供科技支撑。在数字化、网络化、智能化发展的格局下，数字赋能节水、遥测感知、数据融合等现代技术来提升农业高效用水科技创新能力。以解决“水减粮增“农业用水紧缺问题为导向，以攻克高水效农业核心关键技术、重大关键产品的卡点为核心，创新高水效农业科技攻关范式。改变以论文、专利、人才帽子数量为依据的传统考核模式，以”团队一体化，技术标准化，模式集成化，考核场景化，成果可视化“为导向，加强面向应用主体的项目实施效果监测和考核；发挥举国体制优势，采用优势单位委托制和揭榜挂帅等方式，推进产学研用相结合，鼓励企业牵头、联合行业优势高校与科研院所组建创新联合体，大幅度来提升我们国家节水设备制剂，提高企业的国际竞争力。在这里面需要关注的核心点，大概有：第一，要聚焦作物生命需水生理机制与高通量表型诊断，在此基础上构建作物高效用水的靶向调控机制；第二，要聚焦绿色高效节水灌溉新装备、新材料、新制剂等技术产品的研发，比如压力调节器、电磁阀、低耗电动阀、压力补偿灌水器，大口径的管材等等，提升我国绿色高效用水的装备、材料与制剂企业自主研发的水平和国际影响力；第三，要聚焦农业水网智慧建造与管控，加速智慧水网构建的进程；第四，要聚焦非常规水源开发与安全高效利用；第五，要聚焦区域水土资源适配与高水效农业布局和生态健康的问题。

解决好十几亿人口的吃饭问题，我理解不仅要藏粮于地、藏粮于技，更要藏粮于水、藏水于技，以技术创新替代农业用水增长，通过发展高水效农业，为国家食物安全和农产品的有效供给，提供更加可靠的水安全保障。