眼下，冬小麦从南到北陆续进入收获期。虽然今年降水偏少，开春有轻度旱情，大风天气也很多，但河南省新乡市种业发展服务中心副主任张东升却并不慌忙，“我手机里有‘利器’——灌溉预报，”张东升说，这份灌溉预报每周在微信公众号推送一次，既能展示实时土壤墒情，还能根据天气情况预测未来一周土壤墒情变化，并给出灌溉建议，对一线指导十分便利。
张东升口中的灌溉预报指的，正是中国农业科学院农田灌溉研究所（以下简称“灌溉所”）推出的“黄淮海冬小麦种植区土壤墒情及灌溉需求预测分析（周报）”服务。
“大体来讲，将一段时间的作物需水量与土壤墒情进行对比就能知晓所需灌水量。”灌溉所副研究员、河南省农业高效用水野外科学观测站常务副站长、国家小麦产业技术体系岗位科学家马守田说，经验丰富的种田“老把式”有这判断力，但面对土地流转加速的现代化大农业生产场景，高效精准判断并做出决策本就不容易，更难的是将气象状况也考虑在内，“温湿度、降水等气象状况既影响土壤墒情，又影响作物需水量，是科学化、精细化灌溉管理必须要考虑的因素。”
据介绍，灌溉所与国家气象信息中心合作，针对小麦、玉米两种黄淮海种植区大宗农作物，将多源监测的土壤含水量数据、中短期天气预报数据、不同区域土壤类型分布数据结合国家农业农村长期因子观测新乡站多年科研积累的作物需水规律数据，运用机器学习算法构建了灌溉预报模型，能对未来一周黄淮海种植区的土壤墒情分布状况、变化趋势及灌溉需求进行预测分析，至今已运行了两年多。
模型中将土壤类型纳入考虑范围是值得一提的创新，“黄淮海种植区有潮土、褐土、砂土等不同类的土壤，即使土壤含水量相同，墒情评价结果也是不同的”，马守田说，模型加入土壤类型数据能进一步贴近一线生产实际，提升预测精度。
而引入天气预报的优势就在于能根据气象情况对未来变化进行预测，从而精准判断灌溉时机与灌溉量。马守田举例，“譬如今日该浇水但过两日要下雨，就可暂缓或减少灌水等待降雨。近日若有大风天气带来的旱情风险，也可以提前灌水保障作物需求”，模型也会将气象因素考虑在内进行运算，并输出黄淮海种植区土壤墒情四级彩色分布图和预测图，一目了然，十分省心。
2022年上线第一年，灌溉预报就成为了农业农村部主推技术，并于2023年获得中国农业节水科技奖一等奖。截止2024年底，该成果已在河南和河北两省累计推广应用3500余万亩，每亩节约用水约50立方米、小麦-玉米亩均增产93公斤，共计节约灌溉用水17.5亿立方米，增产325.5万吨。
“精准灌溉是农田现代化管理的关键一环，”灌溉所作物高效用水研究中心副主任、河南省农业高效用水野外站站长、国家玉米产业技术体系岗位科学家刘战东研究员说，我国部分地区农业水资源日益紧张，必须将区域农业用水统筹考虑、综合安排，才能做到绿色低碳、节水丰产，“未来我们将继续提高模型预测精准化水平，优化交互体验，打造具有预报、预警、预案功能的灌溉服务系统，并针对有需求的地区提供定制化服务，积极服务粮食稳产保供，为国家粮食主产区农业科学用水提供技术支撑。”
