設施農(nóng)業(yè)發(fā)展與節(jié)水灌溉技術應用

周永新

我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開水資源的合理利用，而我國北方地區(qū)又是干旱缺水地區(qū)，這就為農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展提出了一個需解決的課題。如何可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)，必須十分重視節(jié)水技術的應用，達到科學合理地利用有限的水資源，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展。

水是維系國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎資源。水是人類生存的生命線，也是農(nóng)業(yè)和整個經(jīng)濟建設的生命線。我們必須高度重視水的問題。要堅持不懈地搞好節(jié)約用水和防治水資源污染的工作，大力發(fā)展節(jié)水灌溉，提高水資源的利用率。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)和推廣節(jié)水灌溉結(jié)合中國農(nóng)業(yè)的實際情況，為國民經(jīng)濟發(fā)展做出應有貢獻。

1 農(nóng)業(yè)用水現(xiàn)狀

我國是世界上13個貧水國之一，人均水資源占有量2 300m3，只有世界人均水平的l/4，居世界第109位；由于有限的水資源在時空上分布很不均勻，南多北少，東多西少；夏秋多，冬春少，占國土面積50%以上的華北、西北、東北地區(qū)的水資源量僅占全國總量的20%左右。農(nóng)業(yè)的季節(jié)性、區(qū)域性干旱缺水問題十分突出。由于缺水，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量低而不穩(wěn)。缺水已從北方蔓延到南方的許多地區(qū)，水資源短缺已成為制約國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的瓶頸。

解決水資源短缺問題的出路是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，在全國范圍內(nèi)推廣節(jié)水灌溉。節(jié)水灌溉，就是要改變千百年來人們澆地的傳統(tǒng)習慣，把澆地變?yōu)闈沧魑铮醋魑锏淖罴研杷筮M行灌溉，用較少的水取得較高的產(chǎn)出效益。它是解放和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要措施，是節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，緩解我國水資源不足的有效途徑，是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)增長方式，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的重大戰(zhàn)略舉措，也是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉方式的一場革命。

2 節(jié)水灌溉的現(xiàn)實作用

制定促進節(jié)水的政策，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，推廣節(jié)水灌溉，大幅度提高水的利用率，努力擴大農(nóng)田有效灌溉面積。推廣節(jié)水灌溉緩解農(nóng)業(yè)用水供需矛盾，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟；加快我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變；改善生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，對于促進我國農(nóng)業(yè)灌溉從粗放到集約，具有重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。

2.1 解決農(nóng)業(yè)干旱缺水

干旱缺水已成為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的主要制約因素。隨著人口的增加、經(jīng)濟的發(fā)展和城市化水平的提高，水資源短缺的矛盾日益突出。近年來，我國農(nóng)業(yè)用水在全國總用水量中呈下降趨勢，而農(nóng)業(yè)灌溉的規(guī)模卻在不斷擴大。解決農(nóng)業(yè)缺水矛盾的根本出路在于大力普及推廣節(jié)水灌溉技術和在全國范圍內(nèi)節(jié)約農(nóng)業(yè)灌溉用水。

2.2 經(jīng)濟效益和社會效益顯著

節(jié)水灌溉可以根據(jù)作物不同生長期的需水要求，適時、適量地進行科學灌溉，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，實現(xiàn)增產(chǎn)和增收。噴灌和微灌具有灌水均勻、土壤不板結(jié)、保土保肥、調(diào)節(jié)田間小氣候、提高地溫等顯著特點。國內(nèi)外實踐表明，噴灌一般比地面灌增產(chǎn)20%～30%，滴灌增產(chǎn)40%。這樣大的增產(chǎn)幅度，利用其他的農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施是難以實現(xiàn)的。黑龍江、吉林兩省的玉米噴灌一般每公頃產(chǎn)量可達11 250kg，好的可達15 000kg。

2.3 進一步解放和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力

發(fā)展節(jié)水灌溉可以節(jié)省渠道和畦埂的占地，使糧田變成無埂、無渠、無溝的“三無田”，擴大種植面積，提高復種指數(shù)，縮短灌溉周期，減少灌溉用水。噴灌和微灌不需要平整土地，大大減輕了農(nóng)田建設的工作量，節(jié)省了灌溉用工，實現(xiàn)了大面積的平播，提高了農(nóng)機作業(yè)效率，做到統(tǒng)一耕作、統(tǒng)一播種、統(tǒng)一灌溉、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一施肥、統(tǒng)一收割，提高了農(nóng)業(yè)機械化水平和集約化程度。

2.4 擴大國內(nèi)需求

發(fā)展節(jié)水灌溉，需要大量的節(jié)水灌溉設備、各種管材及水泥鋼筋等建材。對于擴大內(nèi)需、開拓國內(nèi)市場、吸納農(nóng)村勞動力和帶動節(jié)水灌溉設備的產(chǎn)業(yè)化具有顯著的作用。

2.5 促進傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變

當前，我國農(nóng)業(yè)正在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的規(guī)模經(jīng)營模式和健全的社會化服務體系要求大幅度提高灌溉勞動生產(chǎn)率，由人工作業(yè)變?yōu)闄C械化作業(yè)，富裕起來的農(nóng)民也希望農(nóng)田灌溉越省事越好。“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)不僅注重提高產(chǎn)量，更強調(diào)產(chǎn)品品種、內(nèi)在質(zhì)量、外觀、上市時間等等，對灌溉提出了"精細"的要求。即灌水位置、灌水時間、灌水數(shù)量、灌水成分（作物生長所需各種微量元素及營養(yǎng)）等，要求對空氣濕度和土壤墑情進行自動監(jiān)控，科學管理。用噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術以及其他各種先進灌溉方法和技術，對傳統(tǒng)、粗放的灌溉方法進行改造，既可以提高水的有效利用率，又可以提高灌溉效率、灌溉保證率和水分生產(chǎn)率，還可以通過灌溉系統(tǒng)進行施肥和打藥，帶來種植結(jié)構和耕作技術的重大變革，推進農(nóng)田灌溉現(xiàn)代化和管理科學化，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。

2.6 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

隨著人口的增加，工業(yè)化和城市化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)用水在社會總用水量中的比重還會下降。新增的供水量主要用于滿足工業(yè)、城市發(fā)展和改善人民生活的需求。發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)用水比重一般為總用水量的50%左右。目前，我國農(nóng)業(yè)用水比重已從80%以上下降到70%左右，今后還會繼續(xù)下降，農(nóng)業(yè)干旱缺水的局面已不可逆轉(zhuǎn)。解決農(nóng)業(yè)缺水的問題將主要依靠建立節(jié)水農(nóng)業(yè)和推廣節(jié)水灌溉。在此情況下，要使灌溉發(fā)展適應農(nóng)業(yè)增長的需要，除了加快水利基礎設施建設和不斷提高供水能力外，最有效的辦法就是大力發(fā)展節(jié)水灌溉，保護和利用好現(xiàn)有水資源，充分挖掘現(xiàn)有水利設施的潛力，大幅度提高水的利用率。發(fā)展節(jié)水灌溉可以防止因渠道兩側(cè)滲漏和大水漫灌造成的土壤次生鹽堿化，還可以減少地下水的過量開采和過量引水，保護生態(tài)環(huán)境，促進可持續(xù)發(fā)展。因此，不論從我國水資源狀況或人口、經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，還是從我國改革開放30多年的實踐以及先進國家的發(fā)展經(jīng)驗看，解決我國農(nóng)業(yè)干旱缺水和今后可持續(xù)發(fā)展用水問題的根本出路在于節(jié)水，這是一件具有戰(zhàn)略意義的大事。

3 節(jié)水灌溉發(fā)展重點

節(jié)水灌溉就是根據(jù)作物的需水要求，適時、適量進行灌溉，以較少的灌水量實現(xiàn)較高的產(chǎn)出效益。普及推廣節(jié)水灌溉技術要從各地的實際出發(fā)，因地制宜地采取各種適用的節(jié)水灌溉技術和模式，適合什么技術，就用什么技術，經(jīng)濟條件許可用什么方式，就用什么方式。在推廣節(jié)水灌溉時，要注意做到開源與節(jié)流相結(jié)合，工程節(jié)水措施與非工程節(jié)水措施相結(jié)合，大、中、小、微相結(jié)合，農(nóng)業(yè)措施與水利措施相結(jié)合，建設與管理相結(jié)合，軟件與硬件相結(jié)合，形成各種節(jié)水灌溉技術的組裝、配套與集成。在資源性缺水的地區(qū)，既要大力普及推廣節(jié)水灌溉技術，又要廣辟水源，開源與節(jié)流并舉，有計劃、有步驟地興建調(diào)水工程，從根本上解決水資源短缺的問題。

一是輸水過程中的節(jié)水。目前，全國渠系水的利用率只有5%，渠系節(jié)水的潛力最大。因此，節(jié)水的重點應放在減少渠道輸水損失上，通過采取渠道防滲和管道輸水等措施，提高渠系水的利用率。

二是田間灌水過程中的節(jié)水。要積極采用噴灌、滴灌、微噴灌和管道灌溉等節(jié)水灌溉技術，減少田間灌水過程中的水量損失，提高田間灌溉水的有效利用率。輸水管道化，防滲襯砌化，大田噴灌化，果樹微噴化，大棚滴灌化，管理現(xiàn)代化值得提倡。

三是用水管理過程中的節(jié)水。要加強節(jié)水灌溉制度的研究，根據(jù)作物不同生長期的需水要求，適時、適量地灌水。要加強田間用水管理，推行計劃用水和科學用水。

四是推廣應用農(nóng)業(yè)蓄水保墑耕作措施。通過調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構，采用地膜覆蓋，秸桿還田和抗旱保水劑等措施，充分攔蓄天上水，優(yōu)化配置地上水，合理開發(fā)地下水，保持利用土壤水。

4 具體技術措施

噴灌，是利用管道將有壓水道到灌溉地段，并通過噴頭分散成細小水滴，均勻地噴灑到田間，對作物進行灌溉。它作為一種先進的機械化、半機械化灌水方式，在很多發(fā)達國家已廣泛采用。

常用的噴灌方式有管道式、平移式、中心支軸式、卷盤式和輕小型機組式。移動式管道噴灌除了具有一般噴灌省水、增產(chǎn)、省工和有利于農(nóng)業(yè)機械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化等優(yōu)點外，還具有設備簡單、操作簡便、投資低、對田塊大小和形狀適應性強，一戶或聯(lián)戶均可使用等特點，是目前較適合我國國情，可以大力推廣的一種微型噴灌形式，可適用于大田作物、蔬菜等。

輕小型機組式噴灌，可以手抬或裝在手推車或拖拉機上，具有機動靈活、適應性強、價格較低等優(yōu)點，通常用于較小地塊的抗旱噴灌。每畝投資為100～200元。

微噴，是新發(fā)展起來的一種微型噴灌形式，是利用塑料管道輸水，通過微噴頭噴灑進行局部灌溉。它比一般噴灌更節(jié)水，可增產(chǎn)30%以上，能改善田間小氣候，并可結(jié)合施用化肥，提高肥效。國產(chǎn)設備每畝投資一般在500～800元。主要應用于果樹、經(jīng)濟作物、花卉、草坪等灌溉。

滴灌，是利用塑料管道將水通過直徑約10毫米毛管上的孔或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，其水的利用率95%。不足之處是滴頭易結(jié)垢和堵塞，因此應對水源進行嚴格的過濾處理，有條件的地區(qū)應積極發(fā)展滴灌。

地下滴灌是把滴灌管埋入地下作物根系活動層內(nèi)，灌溉水通過微孔滲入土壤供作物吸收。有的地方在塑料管上隔一定距離鉆一個小孔，埋入地下植物根部附近進行灌溉，群眾俗稱“滲灌”，地下滴滿具有蒸發(fā)損失少、省水、省電、省肥、省工和增產(chǎn)效益顯著的優(yōu)點。其特點是當管道間距較大時灌水不夠均勻，在土壤滲透性很大或地面坡度較陡的地方不宜使用。每畝投資400～1 000元。

膜上灌與膜下灌，用地膜覆蓋田間的壟溝底部，引入的灌溉水從地膜上面流過，并通過膜上小孔滲入作物根部附近的土壤中進行灌溉，這種方法稱膜上灌。采用膜上灌，深層滲漏和蒸發(fā)損失少，節(jié)水顯著，在地膜栽培的基礎上不需再增加材料費用，并能起到對土壤增溫和保墑作用。在干旱地區(qū)可將滴灌管放在膜下，或利用毛管通過膜上小孔進行灌溉，這稱作膜下灌，此種灌溉方式既具有滴灌的優(yōu)點，又具有地膜覆蓋的優(yōu)點，節(jié)水增產(chǎn)效果好。

據(jù)作物需水要求，適時適量地灌水，用先進的科學技術手段對土壤墑情和灌區(qū)輸配水系統(tǒng)的水情進行監(jiān)測，合理調(diào)度，做到計劃用水、優(yōu)化配水，以達到既節(jié)水又增產(chǎn)的目的。重視和加強節(jié)水管理，建立健全節(jié)水管理組織和技術推廣服務體系，完善節(jié)水管理規(guī)章制度。