新型GIS农田管理决策系统节水省肥20%

为农民提供简单易行的管理工具

    近日，在第四届中澳科技研讨会上，澳大利亚墨尔本大学土地与食品资源学院教授陈德立介绍了在中澳合作项目中研发的农田管理决策系统，该系统可以给农民提供因地制宜的最佳农田管理方法，并节水省肥、降低成本和污染，已在中国3个县实验成功，正向澳大利亚推广。

    灌溉和施肥是增加粮食产量的最重要途径，中国45%的农田是灌溉田，这些灌溉田生产了全国80%的粮食。中国70%的淡水资源用于农田灌溉，40%的农业成本是化肥，但有些地区灌溉用水的利用率只有2/3、化肥的利用率只有1/3。然而，中国这个严重缺水的国家却存在灌溉用水和施肥过量的问题。陈德立在接受《科学时报》采访时表示:“据我们调查，华北平原有20%的农户施肥量比最高产量需要的化肥还要高。”

    为什么农民会使用过多的肥料和水，进而造成浪费和低效率？陈德立表示:“通过我们多年的调查，发现3个原因：第一，农民没有这方面的信息，可能觉得施肥越多越好。其实，面对不同的土壤条件、气候带、庄稼，应该实施因地制宜的管理措施。第二，水价不合理，较低的水价造成农民没有动力节约用水。其实，现在补贴水价的政策可以换为补贴粮价、增加水价，实际省水就能省钱了。第三，农民缺乏环境意识。”

    可持续发展说起来容易，做起来难。但是如果有一个简单、易用的工具，既能因地制宜地管理土地，也能考虑到经济效益和环境效益的平衡，则较易实行。基于这样的考虑和两国类似的问题，自1997年起，澳大利亚墨尔本大学与中科院南京土壤所、中国农业大学在华北平原、山西等地合作开展了两个联合项目，研究最佳的农田水氮管理方法，经过10年的研究做出了基于GIS（地理信息系统）的农田决策支持系统（ADDS）。

    作为项目负责人，陈德立向《科学时报》记者演示了ADDS。打开界面是一张河南省丰丘县地图，图上不同颜色的地块代表了不同类型的土壤。用鼠标点击其中一块，系统就会给出既考虑了土壤、气候条件又考虑了环境效益的最佳决策，告诉农民一年中需要施肥、灌溉的日期和用量；并能显示产量、肥料进入空气损失的量，肥料以温室气体形式释放的量和对地下水造成的污染量等。

    在同一地块，陈德立将用水量和施用的氮肥量从系统给出的最佳值345提高到有些农民使用的450。结果，产量虽然从12.1吨增加到13吨，但肥料成本同时上涨，而对地下水的污染也从7公斤变成21公斤，温室气体排放也增加了30%，综合评价指标立即下降。

减少了用水量、地下水污染、温室气体排放，这笔经济账怎么算？陈德立说：“这很复杂，涉及到资源定价的问题。但是我们调查了几百户农民的环境意识，可接受的肥料价、水价，验证不同政策对环境、水、肥料的影响，刚刚做出了生物物理模型与经济学模型结合的环境经济学模型，可以根据这个模型找到水价、肥料价格和产量、收入之间最佳的平衡点。”