河北经济日报讯(通讯员 王美姣)4月上旬,华北平原小麦进入拔节期。张玉翠蹲在栾城农田系统国家站的试验田里,手指轻轻拨开土层,露出一条细细的黑色滴灌带。她抬头对旁边的老农说:“您看,水就从这儿出来,直接送到根上,一滴都跑不掉。”老农弯下腰,眯着眼看了半天,忽然一拍大腿:“这埋得这么浅,拖拉机过去不得压坏了?”
“压不坏。”张玉翠笑了,“咱用北斗定位,收割机的轮子正好走这个空当。”

河北省青年科技工作者张玉翠。省科协 供图
张玉翠是中国科学院遗传发育所农业资源研究中心研究员、栾城农田系统国家站站长,现在做的研究都与农业节水技术、智慧节水相关,一些还是国家重点研发计划课题。
2009年,还在读博士的张玉翠跟着导师下农田调研。她记得那是一个干冷的冬天,冀南一个村庄的机井旁,老乡指着刚刚打到地下200米的井说:“这是今年新打的,再不深点儿,麦子浇不上水。”
她低头看那井绳,一眼望不到底。
“以前呢?”她问。
“以前?以前井深30米,手压井就能出水。”老乡叹了口气,“小时候村东头的泉眼,伸手就能舀到水,现在早干了。”
那一刻,张玉翠突然意识到,自己从小长大的这片土地,正在被“抽空”。那些课堂上学的“地下水位”“超采区”“漏斗区”,不再是书本上的术语,而是一口比一口深的井、一片比一片黄的麦田、一个比一个沉默的老乡。
“当时就一个想法:得做点什么。”多年后,坐在中国科学院遗传发育所农业资源研究中心的办公室里,张玉翠说得轻描淡写,但眼角的纹路里,藏着当年的急迫。
华北平原是中国的粮仓,也是中国最大的地下水“漏斗区”。一年两季,小麦玉米轮作,每亩地每年要“喝”掉300多方水。节水,成了生死攸关的事。
最初,张玉翠和团队尝试在大田使用深埋滴灌技术——把滴灌带埋在地下20到30厘米处,减少地表蒸发,节水效果显著。
但农民不买账。“一亩地投入上千块,我包的地明年还不一定是谁种呢!”一位种粮大户摆摆手走了。
张玉翠站在地头,看着那个远去的背影,沉默了。
后来,张玉翠和团队开始在大田推广浅埋滴灌技术——滴灌带埋在地下三四厘米,盖上薄薄一层土。成本低了,农民愿意试了。但新的问题来了:小麦收了种玉米,滴灌带得重新铺,一年两季,成本翻倍。
“如果铺一次能用两季呢?”张玉翠问团队成员。
“那得把滴灌带的位置固定下来,但玉米和小麦的行距不一样,机械作业会压坏。”
“那就改变种植模式,让机械绕着走。”张玉翠说。
那段时间,张玉翠的办公室成了“作战室”。墙上贴着种植模式图,桌上摆着各种型号的滴灌带,地上堆着农机零件。她和农艺、农机专家反复推演,一遍遍下地试验,甚至把自己晒成了“黑脸包公”。
终于,一个“宽窄行+北斗定位”的方案出炉了:小麦40厘米一趟,中间留出20厘米的空当,正好走收割机的轮子;玉米季接着用小麦季的滴灌带,位置不变,成本减半,产量反而提高了10%。
“以前一亩地玉米种4500株,现在能种6000多株。”张玉翠掰着指头算账,“亩产高了,水省了,一亩地多收400多块钱。”
这回,农民信了。
在张玉翠看来,农业节水绝非简单的“少浇点水”。它是一个典型的“人-水-土-气-生”复杂系统耦合问题,需要交叉学科的跨界融合,要真正理解并优化农田用水,需要懂植物生理(作物如何吸水耗水)、土壤物理(水如何在土中运动)、气象气候(水如何来、如何散失)、遥感信息(如何大范围感知),甚至社会学和经济学(农民为何这样决策)。这种多学科交叉的复杂性,就像一个庞大的拼图,吸引着张玉翠去探索各个模块的连接点。
目前,中国科学院遗传发育所农业资源研究中心建立了覆盖不同农业生产类型的5个野外长期定位观测研究站,包括栾城站、塞北站、太行山站、南皮站、南大港站等,构建了水为核心、数据为驱动、空天地协同的农业节水增产研究平台。
“我们中心所有团队研究的实验都离不开这几个研究站,尤其是栾城国家站。有了研究平台支撑,研究团队才能开展常年连续的科学研究。”张玉翠说。
在栾城农田系统国家站的试验田里,张玉翠拔起一株小麦,用小刀轻轻削开茎秆,取出一小段样品。
“这是在给水做‘DNA检测’。”她笑着说。
原来,水分子里的氢氧同位素,就像水的“身份证”。通过分析这株小麦茎秆里的水,就能知道它喝的是浅层土壤水、深层地下水,还是刚刚落下的雨水。
“就像给作物‘把脉问诊’,看它渴不渴,渴的时候在喝什么。”张玉翠说,“过去我们只知道浇地,不知道浇的水农作物到底喝没喝到。现在,我们能精准告诉农民:今天该不该浇,浇多少,浇哪一块地。”
这项技术,被张玉翠和团队转化为一套“灌溉决策系统”——结合气象数据、土壤墒情、作物长势,给每一块地生成一份“浇水处方”。
2023年夏天,一场罕见的高温干旱席卷华北地区。张玉翠赶到某合作社的示范田,合作社负责人急得团团转:“张老师,再不浇水,苗就完了!”
张玉翠打开手机,调出系统数据,仔细看了几分钟,说:“再等两天。”
“等?再等就干了!”
“您看,天气预报后天有雨,土壤墒情还能撑三天。等雨下来,正好。”
两天后,一场透雨如期而至。合作社负责人看着绿油油的玉米地,拉着张玉翠的手不放:“张老师,您这是给庄稼看病的神医啊!”
张玉翠笑了:“我不是神医,是水认识路。”
在张玉翠看来,攻克科研项目难关的“钥匙”:坚持长期主义,甘坐冷板凳积累核心观测数据;坚持学科交叉,将气象学、生态学、农学、工程学和社会经济学方法深度融合;坚持问题导向,始终以解决农民和国家的实际需求为创新出发点和落脚点;坚持协同创新,与推广部门、企业和农民结成紧密的创新应用共同体。
在推广农业节水技术的过程中,张玉翠发现一个朴素的道理:让农民相信的最好方式,就是让他们亲眼看见。
于是,她和团队在各地建立“对比示范田”——一边是大水漫灌的传统田,一边是浅埋滴灌的示范田。从种到收,全程开放,随时参观。
2022年麦收季节,邯郸某村的对比田边,围了上百号人。收割机先从传统田里开出来,过秤,亩产1000斤。然后开进示范田,过秤,亩产1150斤。
“这不可能!”有村民喊,“少浇那么多水,还能多打粮?”
张玉翠没说话,走到田边,拔起两株麦子,一左一右举在手里:“您看,传统田这株,根系浅,麦穗小;示范田这株,根系深,麦穗大。水没浪费,都长成粮了。”
人群静了一瞬,然后炸开了锅:“明年我也试试!”
除了对比田,张玉翠还带着团队培训“本土技术员”——选那些脑子活、爱钻研的农民,手把手教他们看墒情、调设备、算成本。技术员学会了,再教给左邻右舍的村民。
“张老师说,这叫‘农民教农民,一说就通’。”一位技术员笑着说,“我们说的话,有时比专家还好使。”
如今,张玉翠和团队的技术,已经在河北平原和坝上地区累计推广超过2100万亩,节水约12亿方,节本增效约50亿元。那些数字背后,是一口口不再加深的机井,一片片更绿的麦田,一张张更舒展的笑脸。
但张玉翠说,她最在意的不是这些数字。
“有一次下乡调研,遇到一个老大爷,他说:‘张老师,你那个滴灌带,我用了两年,水省了,钱多了,我儿子今年不用出去打工了,在家种地就行。’”
“那一刻我忽然觉得,我们做的,不只是节水,是让人能留在土地上,让土地能养得起人。”
“农户因为采用节水技术而省了钱、增了产、脸上露出笑容;基层干部说我们的节水潜力图谱为他们分配水指标提供了科学依据;我们培训的技术员成为当地离不开的‘土专家’。”张玉翠表示,从“影响土地”到“影响人”,她们所做的不只是象牙塔里的研究,还是在参与塑造一种更可持续的生产方式和更富韧性的乡村未来。
农业节水科研工作,是一条从“基础机理认知”到“关键技术突破”,再到“模式集成示范”的完整创新链。它既仰望星空,关注国家重大战略和科学前沿,又脚踏实地,聚焦农田生产和农民需求。
“希望通过持续的努力,为中国北方水资源短缺地区的农业绿色转型、生态环境复苏和区域可持续发展,贡献一份坚实的科学力量。”张玉翠感慨万千。
傍晚时分,夕阳洒在试验田里,张玉翠又蹲下来,轻轻拨开那根滴灌带。水珠从微小的孔洞里渗出来,润湿了泥土,渗向麦根深处。
“农业节水,不是让庄稼少喝水,是让每一滴水,都找到回家的路。”她说。
那条路,通向根,通向粮,通向广袤土地的未来。





