新京報快訊（記者 張璐）在北京南六環外的中國農業大學通州實驗站，秋日的稻田已經染上了一層金黃色，皮膚曬得黝黑的嚴海軍立于田間。在這些試驗田上，嚴海軍不斷嘗試，積累出最新的節水灌溉技術並推廣至全國，幫助農民增收脫貧。常年奔波于田間地頭，今年46歲的他已經生出許多白髮。
「農業科技助力精準扶貧的具體體現，就是讓先進實用的技術及裝備應用到田間地頭。這一過程中，農民也要轉變觀念，不能用傳統習慣使用新技術。」作為北京農業工程學會副理事長、中國農業大學水利與土木工程學院教授，嚴海軍近年來幫助新疆、內蒙古、寧夏等地的貧困地區企業、合作社、農戶，解決了農田灌溉的實際困難。
今年，他在北京市科協的推薦下獲評2019年全國科技助力精準扶貧先進個人。
嚴海軍在中國農業大學通州實驗站介紹圓形噴灌機。新京報記者 張璐 攝
百米長鐵管垂下數十個噴頭，為作物精準「餵肥」
在中國農業大學通州實驗站，一個長達百米的鐵管道，像機械臂一樣「凌駕」在玉米地上，鐵管道每隔幾米就垂下一個噴頭。巨大的「機械臂」仿佛半圓的量角器，以圓點為中心，慢慢「划過」玉米地。在旋轉的過程中，懸下的數十個噴頭不僅能灌溉，還可以噴肥。
「這套設備是我們研發的圓形噴灌機，試驗地面積小，噴灌機只能旋轉180度，而國內常用的機器360度轉一圈，能覆蓋300-500畝地。」嚴海軍說。
作物長勢好不好，除了種子質量和播種技術，水肥管理也是關鍵。在噴灌機的「圓心」位置，泵注式施肥裝置把肥料按比例注入水中，通過管道和噴頭進行灌溉施肥。「以往大水漫灌式的施肥，地面白花花一片，作物來不及吸收的養分隨著水滲入地下，不僅白花錢，還容易汙染地下水。」中國農業大學水利與土木工程學院教授、通州實驗站站長楊培嶺說，噴灌機通過水肥一體化噴灌方式，可以適時、適量滿足農作物對水分和養分的需求。
說到「黑科技」，噴灌機的噴頭大有講究。嚴海軍解釋，離中心點最近的噴頭，水壓最高，但灌溉面積最小，相反在遠端的噴頭，覆蓋面積最大，卻因壓力下降出水量降低。為了解決這個矛盾，噴頭選型非常重要，團隊特意比較了不同種類的噴頭，噴灑形狀、是否自旋、噴嘴直徑等各不相同，再將它們在一根鐵管道上優化配置。
「我們到了寧夏，那邊土地面積廣，大點的噴灌機一臺要用上200多個噴頭，灌溉面積上千畝。人工配置困難，我們還利用自主研發的軟體和水力模型進行科學配置。」
噴灌機本身還帶有計量設施，能實現用水計量，噴頭上面加裝了電磁閥，可以單獨控制噴頭，實現變量灌溉。噴灌機旋轉快慢、方向都可以調節。
技術改良使蔬菜產量翻番，直接帶動貧困戶脫貧
「我們搞農業節水，要摸透作物需水需肥的規律，再用現代灌溉設備精準施水施肥，做到節水、省肥、增產。」近年來，在各地培訓、田間指導、示範推廣技術時，嚴海軍幫助農戶解決了不少實際問題。
「2018年冬天，嚴老師來我們這兒的扶貧基地做技術改良，直接帶動了貧困戶增收。」新疆和田地區和田縣合融農業發展有限公司負責人彭麗說，在當地，西紅柿是很重要的蔬菜。一個長60米、寬7米的大棚，以往一茬西紅柿產量是2.5-3噸，運用水肥一體化技術後，產量直接翻番到5-6噸，一年產出就能多1.2萬元。「如果維吾爾族老鄉一戶有兩個大棚，增收兩萬多元就是一筆不小的收入，有的人家直接脫貧。除了西紅柿，黃瓜的產量也增加了30%-40%。」
滴灌技術水用得少，抽水的電費也直接下降。彭麗說：「我們公司在產業園有300個大棚，光是電費一個月就能節省5萬多元。」此外，基地管理人員的成本也大大降低。以往十幾名女工每天起早貪黑拿水管澆水，水澆多澆少還總拿不準。有了水肥一體化技術，100個大棚只需要一個開關。
「我們農業公司為老鄉託管大棚，老鄉也在大棚打打零工，我們每月給老鄉2000元左右的兜底工資，增收的部分也按比例分配。公司通過技術改良賺得多了，老鄉拿到手的就多，有七十多個人因此脫貧。」她說。
苜蓿以「牧草之王」著稱，由於草質優良，畜禽都喜食。「如果水肥得當，1000畝地三茬收貨500噸苜蓿乾草沒問題」。嚴海軍說，此前在寧夏吳忠國家農業科技園，1000畝地頭茬僅收穫60噸苜蓿。今年6月，他到現場考察時發現，當地的水泵壓力、噴頭配置都有問題。「我根據實際情況重新進行了配置，苜蓿第二茬就收穫了140噸，增收的80噸給當地帶來了20萬元的收入。」
嚴海軍介紹圓形噴灌機的噴頭。新京報記者 張璐 攝
將運用5G、傳感器技術，建立作物生長模型
「我國未來的農業發展模式，一定是集約化的農業生產，圓形噴灌機這種大型設備將是主流設備。目前在高標準農田建設中，這也是首推的噴灌技術。」嚴海軍說，近些年，國內圓形噴灌機主要用於灌溉小麥、玉米、馬鈴薯和苜蓿。
他算了一筆帳，機器越長相當於「半徑」越長，噴灌的範圍越大。「噴灌面積越大，投資越低。使用噴灌機，以每臺灌溉500畝為例，一畝投資約四五百元，使用壽命達到20年以上，也就是一畝地一年投資只有20元。」
他說，網際網路、計算機、無線傳感器技術，以及5G、北鬥技術等技術的發展，都為農業灌溉智能化提供了技術保障和硬體支撐。「我們正在研究給噴灌機加裝傳感器，獲取作物高度等生長信息，同時根據土壤的墒情信息和氣象參數等綜合分析，建立作物的生長模型，結合農民經驗準確掌握水分需求規律，對作物進行精準灌溉。」嚴海軍說，儘管數據處理量和分析量非常大，但是5G技術為數據傳輸提供了平臺。「預計未來10年，這些技術將逐漸成熟，並指導農業生產。」
■對話
農民要轉變觀念，不能用傳統習慣使用新技術
新京報：農業節水灌溉有什麼樣的意義？
嚴海軍：我國降水時空分布不均，有旱澇災害多發、並發的突出特徵。水安全是糧食安全的基礎，節水農業對促進水資源高效利用至關重要。
我國水資源總量約為2.8萬億立方米，實際年用水總量6000億立方米左右，其中農業用水量約為3600億立方米，佔全國總用水量的62%左右，預計這個比例到2030年將維持在60%以下。
新京報：噴灌機水肥一體化技術能節約多少水？少用多少肥？
嚴海軍：目前，我國化肥的年消費量達5800萬噸，總量和單位面積施肥量均居世界前列，但當季化肥的平均利用率只有30%-35%，與發達國家相比，低了約20個百分點。
長期以來，施用化肥過量、氮磷鉀肥料配比不合理以及大水漫灌等落後方式，造成大量肥料淋失，這是農業面源汙染的主要原因。我們正在進行的重點研發計劃項目比習慣方式減施化肥10%-12%，化肥利用率提高5-6個百分點，使農作物平均增產3%以上。
以我們在通州實驗站多年開展的冬小麥試驗來說，應用噴灌機水肥一體化後，與傳統水肥管理相比，冬小麥每畝地節水36立方米，增產18.9%，水分利用效率提高25%。
新京報：你認為科技在精準扶貧和助農脫貧方面，可以發揮什麼作用？
嚴海軍：精準扶貧應該是廣義的，在我國農村不僅需要物質扶貧，更需要智力扶貧。我們需要將一大批先進實用的農業生產技術輸送到貧困地區、邊遠地區。
農業科技助力精準扶貧工作的具體體現，就是將先進實用的農業生產技術及裝備從書本、實驗室走出來，應用到田間地頭，真正被農戶所掌握。
在這個過程中，農民要轉變觀念，不能用傳統習慣使用新技術，同時要提升文化水平，尤其是一些裝備技術的使用需要具備專業技能。最後是資金和政策支持，有些設備單次投資量較大，經濟效益也高，但是對於一般農戶投資壓力較大，這時就需要政府的扶持。
新京報：2020年是全面打贏脫貧攻堅戰收官之年，你對未來工作有哪些展望？
嚴海軍：「脫貧攻堅」是我們科技工作者真正發揮作用的時刻，我們更有責任作出貢獻。目前，我在行政方面的工作少了，希望有機會到西部掛職，通過中國農業大學的技術支持當地農業發展，解決當地問題。
在北京市科協的指導下，北京農業工程學會也在北京為「兩田一園」（糧田、菜田、果園）農業高效節水工作進行技術支撐。未來，我們還將繼續在門頭溝清水鎮黃安村開展科技幫扶工作，幫助杏農掌握科學的節水高效生產技術。
新京報記者 張璐
編輯 白爽 校對 李立軍