党的十七大提出把发展现代农业作为当今的首要任务来抓。若2020年建成现代农业，将为2050年实现农业现代化、彻底解决“三农”问题奠定坚实的基础。

 

新疆绿洲面积（7～8万平方公里）虽然只占新疆国土面积(166万平方公里)近5%，却集中了全疆90%以上的人口和社会财富，其他面积都是不宜人居的高山、雪山、冰川和干旱荒漠。三山（昆仑山、天山、阿尔泰山）的出山口有常年径流就有绿洲，分布在两大盆地（准噶尔、塔里木）周边。绿洲地处欧亚大陆腹地平原区，干旱少雨（年降水小于200mm），光热资源丰富，全生育期灌溉，但由于存在一个世界性难题——绿洲农田耕层土壤次生盐渍化（简称盐化），农作物单产（净光能利用率）很低，加上解放后人口和耕地双双翻番，传统灌溉吃掉全社会耗水量（多年平均440亿m3）的90%以上，绿洲农田占全部耕地的95%以上，故而形成绿洲农田生态恶化，典型表现是以盐化为主导的“三化一污”（盐化、肥力退化、风沙化、化学农药肥料面源污染），致使农业长期处于徘徊低速增长窘境。但可充分发挥新疆绿洲农业的优势，如人均耕地比全国多（全疆3亩/人，兵团6亩/人）；光热条件好；平原区宜于规模化经营等。

 

新疆经济社会持续发展的基础是农业，农业持续发展的基础是绿洲生态，绿洲生态持续演化的基础是农田，农田生态持续演化的基础是解放初期行之有效的草田轮作，草田轮作的基础是全社会节水，扩大灌溉面积种草种树。目前全社会节水的重点是农业，农业节水包括工程、农艺、生物和管理节水，现节水的重点在田间。国务院在关于进一步促进新疆经济社会发展的若干意见中（32号文件）指出，制约可持续发展的瓶颈要素第一是水，第二是交通，第三是生态环境脆弱。所以发展新疆绿洲现代农业必须节水和恢复生态环境。

 

 

新疆目前正在快速推广的大田膜下滴灌栽培工程技术（简称膜下滴灌）。该技术是一个田间灌溉栽培一体化的工程技术，对田间传统灌溉工程与栽培技术的分离状态是一个突破。早在2002年4月，国务院研究室陈文玲博士在石河子市和天业集团调研后，认为膜下滴灌将引发一场农业革命。同年8月，以两院院士石元春教授为首的企业技术创新院士行考察了天业集团，认为天业膜下滴灌有三个突破：同类产品价格属于世界最低；滴灌突破了高端市场的限制进入了一般大田；天业售后服务突破了大宗农业生产资料只销售不服务的陋习。在2002～2007的五年时间内，全疆推广了近1000万亩，其中兵团推广了700多万亩。实践证明，这项技术对旱区大田技术适应性、应用可靠性和对一年生条播经济作物（目前90%以上是棉花）的经济可行性都是成功的，值得进一步推广。

 

一个工程技术系统的结构决定其功能。田间灌溉栽培工程技术系统有两类结构：分离和一体化。两类结构具有两类功能，膜下滴灌是崭新的一体化结构，新结构在旱区绿洲农田取得了功能突破并驱动了一系列创新。

 

 

膜下滴灌集成了创新和再创新，改变了绿洲农业发展方式，由费水盐化的传统灌溉栽培技术驱动，转变为节水抑盐的现代灌溉栽培工程技术驱动，为绿洲传统的灌溉农业向现代节水农业跨越提供了原始驱动力。

 

 

 

包括：

 

①田间膜下滴灌系统工程。全面推广膜下（覆盖）滴（微）灌是贯彻“节约优先”的最有效措施。

 

②山区水库工程。全面推广膜下滴灌后土壤蓄水量将大大减少，若要求全生育期供水均匀，必须建设山区水库。

 

③滞洪坝工程。从出山口到泉水溢出带的冲积扇河道上，要适当建设滞洪坝，使洪水下渗补给绿洲深层的地下淡水作为年径流多年变化的调节。

 

④平原水库工程。在冲积扇的泉水溢出带上建设平原水库，反调节水电站冬季运行尾水并作为灌区的沉沙地，以简化滴灌首部过滤装置，降低过滤费用。

 

⑤干支渠管道化工程。田间滴灌首部以上到平原水库的干支渠也管道化，逐步取消滴灌首部的电泵，降低能耗。

 

以上工程除节水外，还是根据抑制盐化来决定的，最终将灌溉水资源耗用量达到有效蒸腾量作为理想目标。

 

绿洲现代节水农业战略可分四步走：

 

第一步，田间全部推广膜下（覆盖）滴（微）灌，同时兴建山区水库；

 

第二步，兴修平原水库和干支渠管道，同时全面推广非充分灌溉技术；

 

第三步，全面推广生物节水技术，降低有效蒸腾水量；

 

第四步，人工掌握光合作用技术，耗水量只是光合干物质的化合水量。

 

 

建国初期，人少地多主要是水多，传统灌溉加上草田轮作，农业生态基本平衡。以石河子垦区为例，1959年，灌溉面积达到290万亩，1959～1972年13年内农业生产总值增长1.8倍，国内生产总值年均增长8.4%。随着传统灌溉的连续进行，浅层含盐的地下水位升高，1972年开始出现盐化，单产开始降低，而人口和发展的压力必须提高单产，化肥农药应用不断增加，草地开始只垦不种，人工草地面积不断缩小，逐渐出现农业生态恶化，其典型表现是盐化主导的“三化一污”。石河子垦区在1972～1993年的21年内，农业生产总值只增长40%，国内生产总值年均增长4%。1993年以后棉花产业上来，单产提高面积扩大才暂时掩盖了农业徘徊低速增长局面。2000年，石河子垦区有270万亩灌溉面积，除生态林和少量人工牧草，在220万亩当年播种面积中棉田占170万亩。这种生物单一性结构，其生态系统也是脆弱的。据有关资料，2001年7月28日至8月1日，连续近80个小时的12℃冷害加上病虫害，使棉花减产50%。这是一幅费水盐化的传统灌溉驱动农业生态恶化的历史图景。

 

绿洲节水生态农业系统工程，最终要建成绿洲林果草田畜禽复合农业生态系统，核心内涵是草田轮作。草田轮作是传统的农业生态技术，只要有水有地都能实行。膜下滴灌大幅节水，新疆有0.7亿亩可垦宜农荒地，由于人口和发展需要，目前作物面积不能减少，只能节水扩大种树种草面积，并逐步在每一个田间滴灌系统推行草田轮作。在抑盐前提下，逐步治理“三化一污”，建成绿洲林果、草田、畜禽复合农业生态系统。草田轮作一箭五雕：①增加耕层土壤有机质；②增加绿洲生物（微生物、植物、动物）多样性；③发展草业、农区畜禽养殖业；④逐步降低化学肥料、农药用量，土壤环境和农产品达到国际绿色安全标准；⑤农区畜牧业大发展，减轻山区畜牧业压力，有利于山区退耕退牧还草还林，涵养绿洲水源。科学发展观的要义就是可持续发展，现代农业的核心内涵应当是可持续发展，可持续发展必须是农业生态良性循环。

 

治理“三化一污”，使农田耕层盐分逐年减少，土壤肥力逐年提高，风沙化威胁降低到最小，农田土壤有害物质含量达到国际安全标准。在全面推广覆盖微灌后，也是一个典型的长期驱动过程。

 

新疆可拿出目前灌溉水资源的三分之一，利用膜下滴灌等节水措施扩大灌溉面积一倍，平整土地种树种草，继而过渡到每一个滴灌系统都进行草田轮作。

 

在建设绿洲现代农业节水抑盐系统工程基础上，新疆灌溉面积可由目前的0.6亿亩扩大到1.2亿亩，建成绿洲节水生态农业系统工程。根据2001年、2002年兵团农八师、农一师的生态农业规划，每亩投入约1600元，其中山区水库400元，田间滴灌工程500元（井灌区含井），其余700元包括渠道工程、土地整理、种树种草等，不包括滞洪坝、平原水库、干支渠管道化工程。去年吉林省东北部新开发458万亩土地，总投入63亿元（不包括上游水库工程），亩均1350元，说明新疆灌区工程1200元/亩基本可行。新疆这项1.2亿亩现代农业节水生态农业工程总投入约2000亿元，若十年完成，每年需投入200亿元。

 

 

高效农业的基础是优质高产。在生态农业基础上的优质农产品及其加工品，符合国际安全标准，是进入国内外市场的通行证。高产的基础是大幅提高净光能利用率。

 

本文以最大光能利用率来估计增产潜力。以新疆绿洲的优质光热条件来看，膜下滴灌作物接近最大净光能利用率是可能的。以石河子垦区约180万亩棉田为例，2000年传统灌溉平均亩产皮棉100公斤，比建国初期翻了两番，可谓成绩卓著。100公斤的净光能利用率只有0.85%，新疆光热潜力远未发挥。根据中国科学院沈允钢院士的研究，作物生长期内光能最大利用率可达10%，出苗和成熟为0，生长期内平均可达5%，减去呼吸作用消耗20%～30%，净光能利用率可达3.5%～4.0%。为什么传统灌溉光能利用率这么低？本文认为主要是次生盐渍化。新疆规定，耕层土壤总盐含量0.3%就是正常土壤；2%为盐土，什么也种不成；0.6%棉花尚能发育，是低产田。即使冲积扇上耕地，地下水位几米、几十米，没有次生盐渍化，但传统灌溉后强烈的棵间蒸发，使耕层总有一定的盐分。即使0.3%的总盐，每亩耕层（以0.3米计）盐分总量（土壤容重以1500公斤/m3计）也有900公斤，传统灌溉高产棉花每亩施120个标肥，实物量约60公斤，肥也是盐，在土壤水中溶解后供根毛吸收。每亩地土壤中有900公斤盐，溶解一部分也会抑制肥料吸收。同时，土壤水中溶解盐分后水势降低，如果降低到根毛水势，根毛就停止吸水，植株会枯死，这就是盐灾，就要弃耕。

 

从石河子垦区推广膜下滴灌的过程来看，膜下滴灌不但有强烈的抑盐作用（抑制棵间蒸发，使盐分输运不到耕层），对耕层还有局部排盐作用。在膜下滴灌后湿润区形成一条半椭圆状的湿润锋，直径大体有0.5米左右，上面有地膜覆盖，耕层原有盐分向湿润锋左右和下方集聚，中间形成一个脱盐区，每次滴灌都有局部脱盐作用，这就便于棉花根毛在脱盐区更好地发育，次年犁地后，耕层总盐比上年低，使棉花年年增产。

 

总盐达0.8%的荒地，传统灌溉不能种棉花。农八师136团2000年用膜下滴灌种了6000亩棉花，有5000亩总盐达0.8%，当年亩产籽棉180公斤左右，总盐达1.3%的1000亩产量更少，但连续种植后现在亩产都达到籽棉400公斤（皮棉160公斤左右）。

 

农八师121团总盐达2%以上的245亩盐碱地，上世纪50年代以来多次用传统灌溉压盐不成功。土壤总盐0～30cm为4%。1997年喷灌有苗无收，1998年开始连续膜下滴灌，1999年亩产125公斤籽棉，2006年达到278公斤（约合皮棉110公斤）。土壤总盐0～30cm为0.31%。

 

农八师2000～2006年棉田全部膜下滴灌，年年增产。180万亩棉田亩产皮棉平均由100公斤增加到155公斤。

 

据测算，在推广膜下滴灌/覆盖微灌工程后，石河子垦区20年后单产可翻两番（净光能利用率达到3.5%）。

 

建成现代农业三个系统工程后，从2000年到2050年绿洲农业生产总值预计可翻三番，即单产翻两番、面积翻一番后，草业和畜牧业生产总值可再翻一番。2000年新疆一产380亿元，到2050年可达3000亿元。总投入2000亿元，静态产投比为1.5。

 

国务院32号文要求兵团抓好现代农业示范基地，应当达到上述三个系统工程的目标。

 

 

建设三个系统工程，必须对膜下滴灌技术再创新。

 

1.应用管理开发 目前膜下滴灌在一年生条播经济作物中快速推广，但管理上基本还是按传统灌溉的思路进行。应当优化管理，要设计标准化、施工规范化、灌溉制度定量化、灌溉栽培技术集成化。

 

2. 应用技术开发 目前主要在一年生条播经济作物中推广，要达到真正节水的目标，必须在绿洲全部灌溉面积上推广，包括乔、灌、草和一年生、多年生密植作物，这就要开发覆盖（地膜、秸秆、耕层土壤、沙石等）微灌（滴灌、涌泉灌、微喷、渗灌等）。微灌是浸润不饱和灌，基本上不破坏土壤团粒结构，加上耕作层土壤湿润比小于一，还可开发少耕法、免耕法技术，这将是绿洲耕作技术的一次革命。

 

3. 田间系统优化 大田膜下滴灌栽培技术是一个田间系统工程，首先开发大流道（通过泥沙能力大，保证可靠性）小流量灌水器，加长滴管带（管）铺设长度，减少支管数量和田间闸阀，同时搞自动化、远程化控制技术。还要优化过滤系统。建成绿洲现代农业节水抑盐系统工程后，要充分利用地形高差，首部不用电泵，节省能源。

 

4. 应用参数开发 如在全部灌溉面积上推广膜下（覆盖）滴（微）灌，第一要试验节水比，就是同传统灌溉相比，节水幅度是多少；第二，膜下滴灌抑盐、排盐的时空规律；第三，膜下滴灌的增产幅度；第四，按实际节水量，规划绿洲农业生态建设规模。这些应用参数都要在新疆有代表性的绿洲进行试验研究。国务院32号文件要求兵团建设节水灌溉和现代农业示范基地应当首先试验研究这些参数。

 

十七大报告强调“加快转变经济方式，推动产业结构优化升级”，“由主要依靠第二产业带动向第一、第二、第三产业协同带动转变”。从传统农业向现代农业的飞跃是一场革命，必须跳出农业发展农业，依靠一、二、三产业三业协同带动，才能推动农业产业结构的优化升级。

 

“协同”概念是法国理论物理学家赫尔曼·哈肯教授研究非平衡相变——激光形成过程，并吸收耗散结构理论后于1973年提出的。“协同”概念认为，一个系统中有诸多子系统，总是存在着自发的、无规律的独立运动，如在常温下原子基态不同频率的自发辐射，同时，又受其他子系统对它的共同作用——存在着子系统之间的关联而形成的协同运动。随着控制参数的不断变化，当靠近临界点时，便出现了子系统之间的协同运动（相同频率的激光），这就是宏观的新的有序结构类型，物理学上称为相变，是物理状态的创新。

 

“协同”作用，其实是广义的创新，包括科技创新、工艺工装创新、工程创新、产品创新、企业和产业创新等。本文用“协同”概念来定性说明经济系统中一、二、三产业的协同带动作用。

 

2007年2月，温总理在《关于社会主义初级阶段的历史任务和我国对外政策的几个问题》一文中，把实现社会公平与正义同解放和发展生产力并列为两大任务。以下从发展生产力和解放生产力两个方面进行论述。

 

 

传统农业到现代农业的飞跃，包括量和质的两个方面，即数量增长和结构优化。

 

1. 量的增长 建设现代农业的基础是节水。前面谈到膜下滴灌驱动作用的可能性，要转化成现实生产力就要看究竟能节多少水，必须进行膜下滴灌应用的再创新试验研究，测定新疆的棵间蒸发、奢侈蒸腾以及综合需水量，应用多种工程技术并测定实际节水量。如果完成第二步节水工程，实际节水三分之二，就可以扩大灌溉面积一倍种草种树，逐步推行每个滴灌系统的草田（果）轮作，建设生态农业。

 

2. 结构优化 农业结构优化必须第一、第二、第三产业三业协同带动。绿洲现代农业内含三个系统工程：水、生态、农业（第一产业）；还要包括相应的科学技术、工程设计（第三产业）；以及塑料化工——塑料节水器材产业（第二产业），如表1所示。

 

表1中农业节水抑盐系统工程既属于第一产业的基础建设，也属于第二产业的工程建设。

 

 

1. 完善机制 传统农业的特征是一户（农民）一人（农工）的小规模、人工操作的承包户，属自给经济范畴；现代农业的特征是独资，有一定规模、机械操作的企业，属商品经济范畴。像传统灌浇地，一个人一把铁锹、一双胶鞋、一盏马灯，一个农工只能包二三十亩棉花。膜下滴灌推广前，因亏损出现农工不愿包地。推广后，一个农工可包近100亩棉田，有净利润，农工抢着包地。如果只算农工包地劳力成本的节约，传统灌溉一个劳力一年以6000元计，包30亩，亩成本200元；膜下滴灌包100亩，亩成本60元，节约140元/亩。规模效益更加显著：前者承包二三十亩，保本持平，弄不好亏损；后者承包100亩，年净利润几万元；独资家庭农场1000亩左右，全种棉花年净利润可达100万元左右。规模化经营才能集约化降低成本、社会化（延长分工链）提高效率，规模效益跃然纸上。

 

一个河水膜下滴灌系统，兵团平均1200亩，井水视流量大小而定。以80m3/小时流量，若传统灌溉可种300亩棉花，膜下滴灌可种600亩，草田轮作可达1000亩。如以1000亩一个系统考虑，农户农工就可以在这个系统基础上实行劳动、经营、所有三权分离，经过合作、合资、股份农场，逐步过渡到独资农场，为现代农业奠定坚实的机制基础。或者说，膜下滴灌驱动完善农业生产机制，生产力水平推动生产关系的改变。农户、农工、家庭农场主是农业现实生产力的主体，无论是现代农业节水抑盐工程、节水生态农业工程，还是节水高效农业工程，最终要通过农民、农工、家庭农场主生产出农业初级产品。

 

2. 改革体制 社会主义初级阶段，不同自给率的小农自给经济向大农商品经济过渡，是一个经济历史阶段的飞跃。现在面对农业生产主体的亿万农户农工，仍然是计划体制条块切割的多元化的利益主体，都声称为他们服务，但都是强势主体，农户农工是弱势主体，且主仆易位，没有直接为他们向现实生产力转化的直通体制/机制渠道。在膜下滴灌推广过程中的种种阻力和奇怪现象，都是计划经济向市场经济体制过渡过程中不可避免的现象。市场经济体制下，生产力是向水平方向循环的；计划经济体制表面上看生产/消费/分配/交换仍然是水平方向，但受垂直方向循环的政治权力控制，条块利益主体把农业产业链切割得体无完肤。一方面，政府实行分工，不是按市场横向流通链，而是按产业，如水利部门管水利工程，从水库直到斗渠；农业部门管农业生产，农渠、田间灌溉栽培技术由农民管；而农业节水的重点在田间，因而水利部门搞了几十年节水灌溉，虽有很大成绩，却没有突破传统灌溉工程与栽培技术分离的范畴；科技设计单位又隶属于政府部门，一、二、三产业协同不起来，这些都是体制阻力，不是哪个部门、哪个人的问题。另一方面，有能力的节水企业不能直接同农业现实生产力的主体——农民、农工见面，中间各个部门插手，又形成体制阻力。

 

十七大报告明确指出，“加快建立以企业为主体、以市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，引导和支持创新要素向企业集聚，促进科技成果向现实生产力转化”。为此建议政府加快建立新疆大型国有控股的水业企业集团，即以天业集团为主体、以建设新疆1.2亿亩现代农业市场为导向的“产学研相结合的技术创新体系”。需要强调的是，这个“产学研相结合的技术创新体系”应在政府指导下来完成三个示范基地和膜下滴灌再创新的任务。政府应引导和支持现代农业的“创新要素向企业集聚”而不是向学校、科研单位的论文集聚，这样才能促进现代农业的“科技成果向现实生产力转化”。新疆水业集团就是现代农业工程技术转化为农业生产主体的现实生产力的直通体制。在组建时，不仅第一、第二、第三产业协同，兵团和地方各级政府都要协同形成合力，否则将无法完成现代农业建设这项历史任务。

 

 

建设新疆现代农业三个系统工程总投入约需2000亿元。投入原则是：节水工程有社会效益，由政府投资；田间工程有经济效益，谁受益谁投入；生态工程有生态效益，并有长期经济效益，建议国家设立西部专项生态基金或现代农业产业基金，根据产生经济效益的年限低息或政府贴息。

 

2000亿元投入和三个系统工程，由新疆水业集团全程融资运作，并成为新疆现代农业系统工程开发公司，新疆自治区成立水业办，进行全面领导。

 

 

从传统农业到现代农业，再从现代农业到农业现代化，是两次飞跃。传统分散的小农户自给经济的技术含量，其资本含量低，是劳动密集型低效产业。在膜下滴灌这个技术平台上，传统分散的小农自给经济初步实现了农业工程化，传统的劳动密集型农业转化为技术、资本密集型产业，资本和技术使传统农业插了翅膀，从而实现第一次飞跃。在技术创新驱动、三业协同的带动下，通过发展涉农产业集群，即现代农业的产前、产中、产后全程工业化，和为其服务的公用基础产业（水、能源、通讯、交通、运输、机械、建筑、建材等），和第三产业（文化教育、科学技术、卫生医疗、社会保障、人流、信息流、物流、财流等），实现农业现代化的第二次飞跃。在从2000年到2050年左右在现代农业生产总值翻三番的基础上，涉农产业集群生产总值也翻三番。为此，为加快新疆绿洲传统农业两个飞跃的进程，抓住目前市场全球化和资本、技术流动契机，本文建议适时组建一个组织平台——新疆水业集团。

 

（作者单位：国家节水灌溉工程技术研究中心）