延安市安塞区高桥镇南沟村驻村干部张光红曾说，“矮化密植山地苹果，基础设施配套必须齐全，如果实现不了节水灌溉，那就没有用。”

　　张光红口中的节水灌溉，有效解决用水和灌溉问题的背后，离不开西农节水农业和生态治理科技团队对该村七年来持续的科技赋能。

　　科技“活水”精准滴灌山地苹果的“毛细血管”

　　时间拉回到2015年，结合西农水保所冯浩研究员主持的“黄土高原生态服务功能提升与果园水肥协同技术”中科院重点部署项目、刘国彬研究员、陈云明研究员主持负责的“黄土丘陵沟壑区植被功能提升与山地果园管理关键技术及示范”十三五国家重点研发计划项目等，科技人员对南沟村等黄土丘陵沟壑区山地果园的建设情况进行了实地考察和调研。

　　调研发现，干旱缺水和水土流失是制约陕北黄土丘陵沟壑区生态环境和社会经济良性高效发展的瓶颈因素。充分开发利用当地有限的降水资源(包括地表径流)是缓解当地农业和生态建设，实现乡村振兴的有效途径。

　　带着当地老百姓对果业发展和生态治理的科技需求和科学问题，节水灌溉团队依托水保所国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心专家应运而生，主攻陕北山地果园高效灌溉技术。

　　南沟村位于黄土高原沟壑丘陵区的延安市安塞区高桥镇，地形以山地丘陵为主，曾是陕西省定贫困村。退耕还林还草政策实施以来，山地苹果逐渐成为陕北黄土丘陵沟壑区农户脱贫致富和地方经济发展的主导产业，然而春夏两季干旱缺水和土壤贫瘠成为制约山地果业发展的主要因素。

　　2016年，当地龙头企业对土地进行集中整治，建成了近400亩的高标准矮化密植苹果园。

　　寒来暑往，山峁沟岔里都留下了节水灌溉团队的身影。

　　“矮化果树的根系主要分布于浅层土壤中，其摄取土壤肥力的范围就较小，对于干旱缺水的陕北山地，缺水缺肥成为制约矮化果树生长和高产高效的主要因子。因此，发展以滴灌等高效节水为主要形式的水肥一体化灌溉施肥技术成为首要选择。”冯浩娓娓道来。

　　“对，乔化果树的根系长达十几米，矮化果树的根系只有1米左右。因此，矮化果树对水分特别敏感，果树蓄水不够严重影响产量。” 连续七年为农户开展技术培训的范兴科说。

　　团队通过大量的田间试验和调查研究，明确了陕北山地苹果树水分需求规律，提出了山地苹果园水肥一体化灌溉施肥技术模式。主要包括在果树萌芽前(4月)、花芽分化坐果后(5、6月)以及果实膨大期(7、8月)进行合理灌水;其次，提出了果园节水灌溉灌水定额计算新方法。即以单株苹果树为对象，以果树冠层投影面积为最大湿润区面积，以果树主根系深度为计划湿润层深度，结合土壤含水率的增量计算每棵树的灌水量;对于面积较小、地块分散的农户小果园，团队还开发出了“首部共享”移动式水肥一体化灌溉施肥设备，形成了《半干旱区山地果园滴灌工程技术规范》。

　　针对南沟村近400亩山地矮化果园，专家组确定统一规划水肥一体化灌溉施肥系统，分批实施。2016年首先对棒槌梁120亩山地果园实施水肥一体化滴灌施肥技术试验示范。建设了高标准果园水肥一体化灌溉施肥系统，该系统只需1-2人不到1周就可完成一次果园灌溉施肥，相较人工浇灌，节省费用近万元。2018年完成剩余260余亩的山地果园节水灌溉系统的铺设。

　　2019年，南沟村集约化山地果园实施补灌两次，基本缓解了苹果园的干旱，果园第一年挂果，苹果平均每亩产量近1400斤。2020年，果园补灌施肥三次，为果树生长创造了良好的水肥条件，苹果亩产量平均达到了2000至3000斤。2022年，苹果亩产量基本达到了4000斤以上。

　　节水灌溉团队科技加持南沟村苹果园

　　林下经济、植被改造助力美丽南沟和生态旅游建设

　　树上摘苹果可致富，树下还能干点什么?“黄土高原生态服务功能提升与果园水肥协同技术”项目绿肥油菜团队开展的一项研究示范，为这个问题提交了一份令人惊喜的答案：树上能摘果，树下可赏花。

　　2022年，南沟村实现了油菜花海观光旅游收入800多万元。

　　对于当地农户而言，果园套种油菜曾是他们难以言说的痛。如今，农旅结合，优美的田园风光吸引八方来客，是运用了由陕西省杂交油菜中心和西农水保所、资环学院有关专家组成的绿肥油菜团队的研究成果。

　　由于陕北山地果园立地条件差、土壤有机质和养分不足，2016年，安塞区高桥镇在果园套种的油菜全被冻死。

　　在此背景下，绿肥油菜团队在安塞区南沟流域从绿肥作物筛选、绿肥还田机具、绿肥还田效应等3个方面进行了持续系统研究。

　　团队通过大量试验，明确了适宜陕北山地果园套种的油菜品种和播种时期。项目组先后引进12个油菜品种，通过抗旱、抗寒、生物量品比、播期、播种方式等试验，筛选出适宜陕北山地果园种植的3个强冬性品种，明确最佳播期为雨热同期的8月10日到20日，有效协调油菜和果树生长争水矛盾。

　　团队还研发出果园油菜套种的配套农机。集开沟、精量播种、覆土、镇压等一体的自走式多功能精量播种机，实现了机械化种植，大大节省了人工，提高效率，形成陕北山地苹果园水平沟人工播种、轻简化喷播、机械化机播三种栽培模式。

　　团队进一步明确了山地果园油菜套种的生态和经济效应。通过田间定位监测，分析、比较间作不同类型的油菜果园土壤含水量、土壤含水量的相对差异、苹果新梢生长状况及品质等参数，发现果园套种油菜3年后，土壤有机碳平均增加26%，果园产量平均提高8%，水分利用效率平均提升19%，实现了以地养地、秋雨春用和山地果园产能提升，制定了陕西省地方标准《半干旱区果园间作豆菜技术规范》。

　　截至2020年，油菜套种在安塞区山地果园累计推广面积10.23万亩，实现了苹果产业的立体化、高效益发展。

　　有山有水，有果有花，如何提高流域景观面貌和生态服务功能，是“黄土高原生态服务功能提升与果园水肥协同技术”项目植被改造团队研究的方向。

　　由西农水保所和林学院专家组成的植被改造团队研究发现，人工刺槐林面积占延安市退耕还林总面积84%以上，刺槐林退化导致的生态功能下降成为黄土高原生态建设迫切需要解决的问题。

　　团队在安塞区县南沟从优良灌木种筛选、抚育间伐技术和灌木种导入等3个方面进行了系统研究。确定了连翘、臭柏、杠柳、文冠果、白叶悬钩子和狼牙刺等6个灌木种和白羊草、达乌里胡枝子2个草本植物种;发现不同强度抚育间伐均显著促进了乔木树高、径生长，增加了林下物种多样性和刺槐萌生;还发现间伐+导入的灌木种生长良好，植被盖度达到90%以上，提高了林分稳定性，提升了生态功能，形成了刺槐林抚育间伐和物种导入技术体系。

　　在专家团队的指导下，南沟完成植树造林和林分改造12000亩，流域景观面貌和生态服务功能得以明显提升，有效助力了美丽南沟和生态旅游建设。

　　山地果园雨水聚集高效利用技术解难题

　　陕北山地果园雨水集聚高效利用技术团队在陕北果园开展工作

　　陕北山地果园90%属于旱作雨养农业。黄土高原降水较少，干旱频发，大部分农田都没有灌溉条件，降水是本地宝贵的农业可用水资源。

　　“黄土高原生态服务功能提升与果园水肥协同技术”项目陕北山地果园雨水集聚高效利用技术团队开展的一系列研究示范，解决了这一困扰山地果业发展的难题。

　　该团队依托西农水保所国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心和水建学院专家组成，主攻雨水集聚深层入渗技术和雨水集蓄水肥一体补灌技术。

　　基于黄土高原干旱缺水、降水集中的特点，团队以坡面微地形集雨、多孔入渗导流和修剪后的树枝、秸秆等腐熟化有机物料填充为主体，建造出根域微型中深层立体集雨工程，构建了雨水集聚深层入渗技术，实现当季降水到根区土壤水的直接补给利用，有效提高了自然降水利用率，同步缓解了干旱缺水和水土流失问题。

　　通过“雨水集聚-深层引流-根区入渗-保水蓄水-高效用水”的有机结合，最大程度实现坡面全部降水就地拦蓄入渗利用，实现了雨水就地叠加根域侧向补给，提高了土壤有效水储量和利用效率。在地处黄土高原的15个县区的苹果园进行示范应用，较传统生产方式，0~2m土壤储水量提高20%以上，土壤有机质含量增加70%以上，增产超过17%，被列入延安市果业局主推抗旱应用成果。

　　在雨水就地高效利用的基础上，基于黄土高原秋季降水集中而春旱频发、风光热资源丰富的特点，集成“雨水汇集与蓄存—风光互补提水加压—地下灌溉—水肥耦合”，进行“秋雨春灌”，研发出黄土高原雨水集蓄水肥一体补灌关键技术，实现了雨水资源、风能和太阳能资源的高效转化利用，提高了降水资源、清洁能源和肥料的利用效率，有效解决了黄土高原电力缺乏地区果园补充灌溉问题。

　　在地处黄土高原的7个县区的苹果园进行示范应用，使苹果亩产由无灌溉的平均1590公斤增加到1960公斤，更为重要的是，由于采用了风光互补提水加压，有效解决黄土高原电力缺乏地区果园的灌溉问题。

　　团队以雨水集聚深层入渗技术和集蓄水肥一体补灌技术为重点形成“黄土高原旱作果园雨水集蓄根域补灌技术”，该技术也是农业农村部农业2021年主推技术。

　　“我们将继续深入实践、加强创新、持续攻关，发挥科技的支撑引领示范作用，为南沟及同类型地区的不断发展提供西农智慧和方案。”冯浩坚定地说。(供稿/陕西省科学技术厅 作者/付文婷 编辑/汪文瑞)