我国水资源总量居世界6位，但人均水资源仅为世界平均水平的四分之一。我国干旱和半干旱的西部地区就占全国土地面的的25%,而平均降雨量低于500毫米，人畜饮水已经非常短缺，水资源总量明显不足。我国总灌溉面积2000年为8.2亿亩。到2015年将增加到8.9亿亩。在水的使用中，农业、林业用水占了很大的比例，例如在缺水严重的新疆，农业用水占了95％，传统的灌溉方式已不适应自然条件的变化，因此，大力发展先进的高效节水灌溉技术是提高水利用率、解决我国西北水资源短缺，实现可持续发展的一项重大战略举措。
一、背景和依据
紧密围绕国家粮食安全、水安全的战略目标，以西部现代农业高效节水技术专利现状与策略研究为契机，以促进解决制约我国干旱半干旱地区农业可持续发展中所面临的水资源短缺问题为重点，实现水土资源持续高效利用的科技创新和产业开发应用目标。不断强化和积累西北现代高效节水农业的生物学基础、旱作节水理论与技术、节水灌溉技术与装备、工程实用节水技术与新材料、区域水资源管理等5大知识产权数据库，并提出相应的国内外专利技术、产权保护和应用策略。
国内外现代高效节水农业的发展趋势，在经历了灌溉农业与传统节水农业发展之后，已经步入了现代节水农业发展阶段。已呈现出以工程节水、生物节水、农艺节水与管理节水实质性高效溶合，技术提升与技术创新并重，技术集成与产业同步发展的态势。更加重视对区域性综合节水技术的研究，强调技术的集成配套、凝练提升，注重区域型的技术发展模式选择，强调生物节水技术、潜势水资源开发利用技术、水文管理信息化技术，重视传统常规节水农业技术的升级换代，强化优质实用、环保节能与多功能化的标准化节水产品研发，不断改进区域水土资源管理，同时重视节水农业技术发展的环境效应和评价等。
现代高效节水农业的生物学基础是国内外节水农业研究的一个新的亮点，并在生产实际中得到了大面积应用。在植物抗旱种质资源的鉴选与品种选育方面，以抗旱节水和水分高效利用的植物品种为核心的生物节水技术是进一步提高旱区水分利用效率的根本措施和主要发展方向；抗旱节水、水分高效利用及优质、高产等重要经济性状联合筛选、鉴定与新品种选育，是目前植物抗旱节水新品种选育的重要发展趋势；抗旱节水种质资源的发掘与创新是生物节水农业发展的关键，也是未来抗旱节水研究与开发领域中的重中之重。
现代旱作高效节水农业理论与技术的发展趋势为：新型保墒耕作技术和覆盖保墒技术，大规模的土壤水库充蓄增容技术；少（免）耕结合覆盖机械化耕作技术，注重开发利用植物和淀粉类物质合成生物类的高吸水保水材料，高效、低成本、绿色环保无污染的集雨材料，可移动窖体系列产品；利用雨水或分散的零星水源的标准化、系列化和自动化行走式节水机具。
面对我国旱区土地人口承载量远超出FAO公布的世界平均水平且呈不断上升趋势的困境，以发展降水高效利用为主的旱地精细耕作节水技术，在我国现代旱地农业发展过程中发挥了重要作用。但目前在旱作节水农业理论和降水生产潜力、旱区农艺节水理论及水分调控技术，雨水聚集工程新形式与不同区域雨水高效利用技术模式，旱区水肥交互效应和以肥调水的土壤培肥技术，农田保水保土耕作技术及旱作机械化蓄水保墒关键设备研究，旱作机械化保护性耕作技术及关键装备，旱作农业机械化新技术、新工艺的研究方面与国外发达国家相比，亟待加强。
节水灌溉技术与装备研究，发达国家已经由过去单纯研究地面灌水技术要素对灌水均匀性、水分深层渗漏的影响，转向综合研究灌水技术要素对土壤水肥运移、对水肥淋失的影响，并采用激光平地技术推广水平畦灌等。喷微灌技术正在朝着多目标利用、运行管理自动化、产品日趋标准化、系统化。低压、节能型喷微灌技术，低成本、高抗堵、高压力补偿能力的新型灌水器、注肥均匀且注肥浓度可调和操作简单的注肥器、高精度快速喷微灌产品成型机、低压重力式滴灌技术和防堵塞的脉冲灌等技术、多种经济作物水肥高效利用的远程专家管理系统是目前研究的热门。发达国家为满足对灌溉系统管理的灵活、准确、快捷的要求，非常重视空间信息技术、计算机技术、网络技术等高新技术的应用，大多采用自动控制运行方式，提高了灌溉系统的运行性能与效率。
近几年，根据我国国情已研发大射程旋转式微喷头、长流道新型薄壁微灌带、带离心清洗装置的自动反冲过滤器、带稳压机构的连续精量水动式施肥泵、低压压力调节器、节能异形喷嘴、可调雾化程度及射程的多功能喷头、新型短流道喷头、轻小型喷灌机组、新型中远射程喷头等节水灌溉设备和系统等。在灌区灌溉用水管理中，综合各种预测技术、优化技术的灌溉用水计算机管理系统已开始在我国灌区大面积应用，使灌区的灌溉用水实现了由静态向动态用水的转变。但在节水灌溉技术与装备研发方面，与国外发达国家相比仍存在着较大的差距，主要表现在产品质量不稳定，制造精度低，规格少、系列化程度和配套水平低；微灌设备产品用材质配方研究成果及应用方面更是欠缺，差距更大。在精准灌溉和灌溉系统的自动控制方面，我国与国际领先水平的差距还较大。
现代新型农业高效节水工程的结构、建造、材料以及工程设计软件等先进技术已成为工程节水研究领域的重要内容。在工程节水技术方面， 国内外的研究主要集中在渠系建筑物建设技术方面。相对来说，新型建筑结构形式技术正在趋于成熟，而新材料配方及其应用技术的研究却相对要活跃得多。国内外都正在较普遍的将高分子材料应用在渠道防渗中，尤其是在高分子膜料的应用上已取得了不少实用的研究成果。但薄膜易刺破和冻胀地区冻融破坏的问题还没有很好的解决。因此，各国都正在不断研究开发技术可靠、经济合理的高分子合成新材料，应用高分子材料研制技术可靠、结构简单、经济合理的刚柔混合结构或纯柔性结构作为渠道的护砌结构，高含沙水、微咸水等将是农业用水中“开源”的主要对象，非常规水输配方面的相关工程技术研究方兴未艾。特殊土体上的水工程建设技术，渠道冻胀、材料耐久性劣化机理和预测模型和健康诊断技术也这一方面的的研究前沿。
我国农业水土科技工作者针对东北、西北和华北等季节冻土区，水工建筑物冻害破坏十分严重的状况，对季节冻土机理、冻害规律、防治措施等进行了系统研究，取得了可喜成果，得到国际冻土学术组织的重视。渠道快速建造技术、渠道防渗防冻胀措施、成本低、防渗性能好的塑料薄膜、沥青玻璃布油毡及各种聚乙烯土工膜，新型接缝材料、氯化聚乙烯止水管（带），高含沙水基本性质及其输水技术的研究取得了大量的成果，为我国节水农业工程建设提供关键技术。但在低成本的渠道防渗新材料、高分子改性渠道防渗新材料、膜料防渗、特殊土地区的渠道防渗技术和不同地区的农业水工程模式化、标准化、定量化技术方面与节水农业发展的要求还有差距。
二、对策与建议
充分利用中国杨凌农业知识产权信息中心的信息源和省部共建农业知识产权试点园区的优势。通过和西北农林科技大学、杨陵职业技术学院科研人员及相关企业与农户的密切互动，力争既能面向世界农业节水知识产权前沿，又能与国家农业节水研究领域中带有战略性的关键问题密切结合，开展系统地国内外农业节水专利技术问题的跟踪研究和定点定向服务。为发展我国西北旱区高效节水农业水土资源的高效和可持续利用，提供可靠的专利信息支撑和应用策略咨询服务。
主要研究与跟踪服务重点内容为：
（1）节水农业的生物学基础专利数据库建设与应用策略研究
抗旱节水作物种质资源鉴选与品种选育
nn作物高效利用水分调控技术
从更深层次上掌握生物节水的机制，形成系统的生物节水理论与技术，探索出提高作物水分生产效率的新途径，为提高作物水利用率和水分生产效率提供最新的专利依据和新的研发途径。
（2） 旱作节水理论与技术专利数据库建设与应用策略研究
土壤水分养分运移及其有效性
水肥耦合效应及其调控技术
面向实际、面向生产，集成国内外不同类型旱农地区农田水分养分动态规律、水分生产潜力和水肥耦合效应、模式及机制；提出以肥调水，以水促肥，基于土壤养分和水分变化的施肥技术模式；强化建立以降水高效利用为主的旱作节水技术，促进形成适合中国西北地区的现代旱作高效节水农业综合技术体系。
（3） 现代高效节水灌溉技术与装备专利数据库建设与应用策略研究
地面灌溉技术改进与提高
新型低压喷微灌专利技术与设备
充分利用现有专利数据库，借鉴国内外的专利技术，提出适合我国国情的以改进地面灌溉技术为主的现代旱区高效节水灌溉模式，研发和集成节水农业关键设备，为全面提高西北地区农业用水管理水平和区域农业用水效率提供专利技术和装备支撑。
（4） 工程节水技术与新材料专利数据库建设应用策略研究
渠道防渗抗冻胀专利技术与新材料
区域性特殊农业节水工程建设关键专利技术
多泥沙灌区管道与渠道输水工程技术
为现代农业工程节水提供新的设计理论、施工技术和新材料，节水工程老化机理与修复技术，为水土资源持续利用的工程措施提供知识创新和产业化开发的信息保障。
（5） 区域水资源宏观管理数据库建设和政策建议
区域水土资源时空变异特征与趋势
区域水资源优化配置的政策与措施
区域水土资源动态监测与评价
利用国内外专利数据库的优势，提出面向西北干旱半干旱地区，特别是内陆河流域水循环与水资源调控的政策与措施，逐步建立与完善以数字化流域为载体的区域水资源调控宏观决策支持系统。
面向地域，面向生产，面向农户，重视生产方式的不断提升与更新，在水环境较好和高效生物产业上率先起步，不断积累、不断壮大。
