眼下，冬小麥從南到北陸續進入收獲期。雖然今年降水偏少，開春有輕度旱情，大風天氣也很多，但河南省新鄉市種業發展服務中心副主任張東升卻并不慌忙，“我手機里有‘利器’——灌溉預報，”張東升說，這份灌溉預報每周在微信公眾號推送一次，既能展示實時土壤墑情，還能根據天氣情況預測未來一周土壤墑情變化，并給出灌溉建議，對一線指導十分便利。
張東升口中的灌溉預報指的，正是中國農業科學院農田灌溉研究所（以下簡稱“灌溉所”）推出的“黃淮海冬小麥種植區土壤墑情及灌溉需求預測分析（周報）”服務。
“大體來講，將一段時間的作物需水量與土壤墑情進行對比就能知曉所需灌水量。”灌溉所副研究員、河南省農業高效用水野外科學觀測站常務副站長、國家小麥產業技術體系崗位科學家馬守田說，經驗豐富的種田“老把式”有這判斷力，但面對土地流轉加速的現代化大農業生產場景，高效精準判斷并做出決策本就不容易，更難的是將氣象狀況也考慮在內，“溫濕度、降水等氣象狀況既影響土壤墑情，又影響作物需水量，是科學化、精細化灌溉管理必須要考慮的因素。”
據介紹，灌溉所與國家氣象信息中心合作，針對小麥、玉米兩種黃淮海種植區大宗農作物，將多源監測的土壤含水量數據、中短期天氣預報數據、不同區域土壤類型分布數據結合國家農業農村長期因子觀測新鄉站多年科研積累的作物需水規律數據，運用機器學習算法構建了灌溉預報模型，能對未來一周黃淮海種植區的土壤墑情分布狀況、變化趨勢及灌溉需求進行預測分析，至今已運行了兩年多。
模型中將土壤類型納入考慮范圍是值得一提的創新，“黃淮海種植區有潮土、褐土、砂土等不同類的土壤，即使土壤含水量相同，墑情評價結果也是不同的”，馬守田說，模型加入土壤類型數據能進一步貼近一線生產實際，提升預測精度。
而引入天氣預報的優勢就在于能根據氣象情況對未來變化進行預測，從而精準判斷灌溉時機與灌溉量。馬守田舉例，“譬如今日該澆水但過兩日要下雨，就可暫緩或減少灌水等待降雨。近日若有大風天氣帶來的旱情風險，也可以提前灌水保障作物需求”，模型也會將氣象因素考慮在內進行運算，并輸出黃淮海種植區土壤墑情四級彩色分布圖和預測圖，一目了然，十分省心。
2022年上線第一年，灌溉預報就成為了農業農村部主推技術，并于2023年獲得中國農業節水科技獎一等獎。截止2024年底，該成果已在河南和河北兩省累計推廣應用3500余萬畝，每畝節約用水約50立方米、小麥-玉米畝均增產93公斤，共計節約灌溉用水17.5億立方米，增產325.5萬噸。
“精準灌溉是農田現代化管理的關鍵一環，”灌溉所作物高效用水研究中心副主任、河南省農業高效用水野外站站長、國家玉米產業技術體系崗位科學家劉戰東研究員說，我國部分地區農業水資源日益緊張，必須將區域農業用水統籌考慮、綜合安排，才能做到綠色低碳、節水豐產，“未來我們將繼續提高模型預測精準化水平，優化交互體驗，打造具有預報、預警、預案功能的灌溉服務系統，并針對有需求的地區提供定制化服務，積極服務糧食穩產保供，為國家糧食主產區農業科學用水提供技術支撐。”
