摘要我国北方半干旱地区水资源严重短缺，且利用效率较低。这一残酷的事实已经引起各级政府和科技界的关注。国家自八十年代以来高度重视干旱、半干旱地区的农业研究，连续十几年组织科技攻关，完成了一大批适应北方半干旱地区推广应用的科技成果。为了加速这些科技成果组装、集成，为农业生产提供本土化、适用化的配套技术，1996年3月经原国家科委批准，依托河北省农科院在石家庄组建了国家半干旱农业工程技术研究中心。该“中心”的主要任务是：对国内外已有的旱作与节水农业技术和科研成果进行系列化组装和集成；开发研制旱农技术和系列产品，直接应用于半干旱地区的农业生产；通过提高水资源利用效率，促进半干旱地区农业生产的持续发展。本文系统介绍了该“中心”对半干旱农业工程技术研究的认识与实践。半干旱中心作为旱作与节水农业科技成果的聚集地和农业工程技术的辐射源，渴望与科技界和农业生产部门紧密合作，为半干旱地区农业科技进步做出贡献。
一、概述
干旱始终是困扰我国北方半干旱地区农业生产的主要因素。我国干旱、半干旱地区的土地面积占全国土地面积的52.5％，耕地8.6亿亩，其中旱地5.7亿亩，主要分布在昆仑山脉、秦岭、淮河一线以北地区，大致包括我国北方16个省、市、自治区的741个县。降雨偏少，水资源严重不足，不仅导致了这一区域农业生产的低产、低效，而且限制了国民经济的发展。更为残酷的是，半干旱地区多年平均降水250～600mm，但其特征表现为：量小、集中、年际间变化大。受大陆性季风的强烈影响，降雨多集中在7、8、9三个月，且常以暴雨形式出现；有限的降雨不但难以利用，而且常常造成严重的水土流失，形成洪涝灾害。如：1997年6月陕西安塞县出现一次中心强度为255mm的特大暴雨，损失农田近20万亩。1996年8月河北太行山区连降暴雨，8月3～4日，短短两天时间四个县降雨量超过400mm，其中井陉县达到697mm，境内大小河流全部暴发洪水，全县17个乡镇，318个行政村，村村遭劫，乡乡受灾。全省受灾县市达91个，水毁耕地70多万亩，造成了严重的经济损失。
一方面是水资源的严重不足，另一方面是农田灌溉用水存在着巨大浪费。华北平原及一些水资源条件较好的地区，地下水虽连年超采，但大水漫灌以及其它不合理灌溉现象仍然在大多数地区存在。
多年来国家高度重视干旱、半干旱农业的研究，80年代以来，组织国家及有关省市的农业科研单位和大专院校，对旱作与节水农业开展了较大范围的攻关研究，中国科学院、中国农科院、中国农大、北方各省市农业研究单位与大专院校先后在西北、华北各省完成了一大批适应北方半干旱地区应用的技术成果。中国农大在河北低平原完成的冬小麦浇一水亩产400公斤技术，陕西合阳、澄城试区研究提出的旱地冬小麦高留茬、少耕、全程覆膜栽培技
术，甘肃农科院完成的小麦覆膜、穴播栽培技术等科技成果增产增收、节水保墒效果明显，在干旱、半干旱地区产生了较大影响。近年来，随着对外开放的不断发展，国外旱作与节水技术和科技产品在干旱、半干旱地区的应用逐步增加，加上国内企业界对旱作与节水市场的关注，节水灌溉产品产量成倍数增长，使干旱、半干旱地区的农业科技进步遇到了前所未有的好时机。
为了加速科技成果的推广应用，提高现有科技成果的成熟度、配套性和工程化水平，1996年3月经原国家科委批准，依托河北省农林科学院在石家庄组建了国家半干旱农业工程技术研究中心。该中心的主要任务是对国内、国外已有的旱作与节水农业技术和科研成果进行系列化组装和集成；开发和研制通俗化、实用化旱农技术和系列科技产品，直接应用于农业生产；通过提高水资源利用效率，促进半干旱地区农业生产的发展。
二、对半干旱地区农业工程技术研究的思考
农业工程技术研究，既不同于传统意义上的农业科学研究，也区别于单纯的农业技术推广，国家科技部的定位是：工程技术研究中心是科技与经济的结合部，是单项科研成果的聚集地和工程技术成果的辐射源。在半干旱中心的组建和运作过程中，我们把半干旱农业工程技术研究的全过程分解为三个阶段：第一个阶段是单项技术成果的选择，包括区域适应性选择和技术先进性选择；第二个阶段是综合配套，进行工程技术研究，完成实用化工程技术成果并开展中试生产或与企业联合生产科技产品；第三个阶段是完成技术工程，将工程技术成果和科技产品在生产上应用，做出示范样板。完成上述工程技术研究的全过程，首先要实现三个结合：一是工业与农业的结合，二是技术与产品的结合，三是示范与销售的结合。
从技术内容讲，我们把半干旱农业工程技术研究的内容分解为三个领域。第一是生物节水或者叫做种子工程领域，包括新型抗旱、耐旱作物及新品种的引进与筛选；生物、化学、物理方法改善品种性能及特性的研究开发，以及种子的繁育、加工和推广。第二是农艺节水或者叫做农艺措施技术工程领域，包括抗旱制剂、高效农药、肥料、节水保墒技术及产品的引进与筛选、配套与结合，以及提供本土化、实用化产品与技术。第三是工程节水或者叫做节水灌溉技术工程领域，包括输水管、提水器具、喷灌、滴灌设备的引进与筛选，配套与开发性研究，以及生产出先进、实用产品，搞出大规模示范样板。
三、半干旱农业工程技术研究的实践
针对我国北方地区缺水严重、水资源有效利用率低的状况，国家半干旱中心明确了以旱作与节水农业为主线，以引进、开发抗旱作物新品种和抗旱作物类型为主的生物措施、以光酶双降解地膜和渗水地膜、新型肥料、农药、抗旱制剂开发应用为主的农艺措施、以不同类型的喷灌、滴灌设施及与之配套的新型水泵、地上、地下输水管材开发为主的节水农业工程技术措施为主体内容的技术开发路线。
在生物节水即种子技术开发领域，依托河北省农科院旱作所组建了旱农技术试验站，完成了抗旱实验室、模拟干旱棚、试验用地等基础设施建设。旱农技术试验站作为开放实验室，可承接各类农作物的抗旱性鉴定试验，已成为河北省农作物新品种抗旱性鉴定的定点机构。近三年来，通过利用干旱棚人工控制土壤水分及自然条件下的试验、鉴定，开展了抗旱作物与新品种的抗旱、丰产性鉴定试验，鉴定小麦、玉米、大豆、甘薯品种100余个，为不同地区筛选、推荐20余个品种进行繁种和推广应用。
根据旱农技术试验站的鉴定结果，在省内外建立良
种、苗木制繁基地2万多亩，同时依托河北省农科院谷子研究所引进德国的先进种子加工生产线，装备了新疆机械研究院研制的棉籽脱绒新设备和河北省农科院的静电式种子精选机，根据种子活性精选种子。实现了种子精选、分级、包衣、包装机械化，使种子加工实现了规模化、产业化。在种子加工技术方面，与中国长城工业总公司合作从俄罗斯引进等离子种子处理技术。采用该技术处理种子，可促进根系发育，加快生长发育进程，使作物早熟、高
产、抗逆性增强。经过近三年的试验，玉米、大豆可增产15～40％，各种蔬菜可增产30～80％，并且可提前上市7～15天，品质有明显改善。近三年来已开展了十几个抗旱丰产作物新品种的繁殖、推广，推广面积达100多万亩，纯增社会效益2亿多元。如：河北省农科院育成的粮饲兼用抗旱高产玉米新品种冀丰58，抗旱冬小麦新品种（系）邯4589、71～3，河南商丘地区农科所育成的超高产甘薯新品种SL～01等。
在农艺节水即农艺工程技术领域，建立了发酵实验室及土壤、植株化验室。从国内外引进了抗旱剂、除草剂、高效低毒农药及植物生长调节剂和多种肥料的技术及配方，组建了中试工厂。经过筛选比较、开发研究和中试生产，几项产品已在半干旱地区示范应用。引进日本的BYM生物酵素菌，研究开发的新型菌肥，可有效地改善土壤物理性能，减少土传病害，促进作物根系发育，提高产量和品质。引进中国农大的壮丰安在小麦上应用，不仅能增强小麦的抗旱能力，而且可有效的防倒、增产。与山西农科院旱农中心联合开发的降解渗水地膜，不仅可提高自然降水和灌溉水的利用率，而且可调节土壤温度，避免作物早衰，比常规地膜明显增产，还可减轻土壤污染。在从吉林、陕西引进了保水剂、抗旱剂的基础上，研制出抗旱、保水促根剂、保水肥料，在旱地应用取得良好效果。
在工程节水领域，建立了中试基地，以引进北京日月集团的双壁夹线输水软管技术为基础，与河北工学院联合对该管的抗老化性能进行了改进，使管带质量有了明显的提高。与保定第二机床厂合作研制开发出专用组合机床，生产出与输水软管配套的金属管件，同时完成了工程塑料管件生产技术，实现了先进技术的组装集成，生产的配套喷灌系统具有徒手操作、拆装方便、自动排水、互换性强、价格低廉、适应性广等特点。1998年在河北、山西、新疆、甘肃等省市示范4万余亩，受到了各级政府和广大农民朋友的欢迎。针对西北地区水窖提水问题，研制开发出微型汽油机泵、畜力泵和与之配套的微型喷灌、滴灌系统，为干旱、半干旱地区节水灌溉提供了配套技术和新型科技产品。
利用上述综合工程技术，与国家或省级旱作与节水示范县相结合，或依托在各省设置的技术服务站，开展了大规模技术示范和推广。单项工程技术示范由专业工程部组织，综合工程技术示范由示范推广部组织。在河北省平山县建立的规模达3万亩的旱作与节水农业技术综合示范区，将各种作物的抗旱品种、降解和渗水地膜应用、喷、滴灌技术在示范区集中展示，增产增收效果显著，受到了地方政府和当地农民的赞誉。依托山西省农科院旱农中心建立的技术服务站，在山西柳林设置的旱作农业综合示范区，将各项旱作农业技术集中展示，在山西省产生了较大影响。使研究工程技术、示范技术工程的任务落到了实处。
国家半干旱农业工程技术研究中心作为技术与经济的结合点，科技成果与技术产品的转化站，上游以科研单位与大专院校为技术依托，中间与相关企业联合，开展中试，或用高新技术改造传统产业，下游依靠农业行政单位和推广部门，推广科技成果，经销科技产品，建立农业技术工程示范区。渴望与科技界、企业界、商业界和广大农民朋友真诚合作，为我国半干旱地区农业科技进步做出贡献。