農業(yè)節(jié)水灌溉技術

李汶承+何俠

我國是一個干旱缺水嚴重的國家。淡水資源總量為28000億立方米，占世界水資源總量的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一，是比耕地資源（占世界總量的9%）更緊缺的資源。同時，我國水資源分布很不均勻，北方水資源貧乏，南方水資源相對豐富，南北相差懸殊。淮河以北的廣大北方地區(qū)擁有全國60%的土地，卻只有15%的水資源。

水資源短缺與節(jié)水將是我國不得不面對的永恒主題，它不僅關系到國家糧食安全、生態(tài)安全，而且關乎國家安全。確保我國農業(yè)用水量維持零增長或負增長才可以滿足國家戰(zhàn)略水安全，但要滿足我國糧食安全戰(zhàn)略需求必須增加農業(yè)用水量約1200億立方米。這兩個現(xiàn)實需求形成了難以調和的矛盾，水資源不足已成為嚴重制約我國國民經濟持續(xù)高效發(fā)展的瓶頸，在水資源極為有限的前提下，解決這一矛盾只能依靠科學技術，大力發(fā)展現(xiàn)代節(jié)水灌溉的高效農業(yè)，使農業(yè)由粗放經營管理走向集約經營管理，推進農業(yè)供給側結構性改革，實現(xiàn)農業(yè)水利現(xiàn)代化。

水資源是人類生存中必不可少的重要資源，但由于其自然存在的狀態(tài)與人類的需求并不完全符合，進行水資源集中整合的水利工程隨之而出現(xiàn)。水利工程不僅能避免洪澇災害的發(fā)生，而且還能夠使水資源得到最大化利用。尤其對于我國這樣的農耕文明古國，水利工程在保障農田灌溉方面發(fā)揮了重要作用，古代水利工程更是科技發(fā)展和國家興盛的重要標志。

現(xiàn)代節(jié)水灌溉

節(jié)水灌溉是指用盡可能少的灌溉水量來滿足作物需水，獲得農業(yè)生產的最好效益。節(jié)水灌溉的最終目標是提升灌溉水的最大利用率，促進農業(yè)高效發(fā)展。現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術就是要采取最有效的技術措施，使有限的灌溉水量創(chuàng)造最佳的生產和經濟效益。其與傳統(tǒng)的灌溉技術相比有著更多的優(yōu)勢，融合了現(xiàn)代科學技術成果與科研成就，可根據(jù)各個地區(qū)特點、經濟發(fā)展水平提供多種合適且可選擇的節(jié)水灌溉方式。

現(xiàn)代節(jié)水灌溉為解決我國農業(yè)水資源短缺問題提供了技術保障，在提高農業(yè)用水效率、農民增產增收及生態(tài)環(huán)境建設等方面發(fā)揮著重要作用，主要分為三種類型，分別為滴灌灌溉、噴灌灌溉及地面灌溉。

滴灌灌溉。由于該技術有著較高的價格，也被稱為“昂貴技術”。它是將作物生長所需的水分和各種養(yǎng)分適時適量地輸送到作物根部附近的土壤，即通過低壓管道系統(tǒng)和特別的小塑料管及滴頭將水和營養(yǎng)直接傳導至作物的根部。此種灌溉方式精密度良好，作物可直接、均勻吸收。相比其他灌溉方式，節(jié)水效果顯著，對于提升作物產品品質，增產增收作用明顯。同時其存在一些不足，主要為滴頭的流道較小，易導致堵塞，且滴灌灌水量較小，易造成鹽分積累等問題。滴灌技術適用于一切地形和土壤，特別是在干旱缺水地區(qū)近年來得到廣泛應用，內蒙古自治區(qū)將節(jié)水灌溉作為地區(qū)戰(zhàn)略工程，大力推進膜下滴灌技術，將其應用于普通玉米等作物中，取得了良好的節(jié)水增產效果。

噴灌灌溉。俗稱“人工降雨”。其主要是利用專用設備將有壓水送到灌溉地段，并噴射到空中散成細小的水滴，均勻地降落到田間進行灌溉的方法。與其他灌溉技術相比，由于水分輸送全部在管道內進行，高效節(jié)約水資源，一般可節(jié)約40%的水資源，同時人工可根據(jù)作物需水情況調節(jié)噴灌強度和時長等技術指標，從而保證灌溉質量，有利于改善土壤結構以，提高水肥利用率。該方式適用的設備較多，僅噴頭就包括多種類型，如垂直搖臂式噴頭、搖臂式噴頭、全射式噴頭等。噴灌技術又可細分為固定式、半固定式、移動式三種噴灑方式。其不足之處在于受風力和溫度影響較大，在風力較大、炎熱氣候條件下，水量損失較大。噴灌技術基本沒有地形障礙，山丘地區(qū)也可以灌溉，非常適合于干旱缺水地區(qū)和經濟作物灌溉，當前已在山東等經濟條件比較好的農業(yè)大省的大田作物、蔬菜種植及園林草地等方面得到廣泛應用。

地面灌溉。地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌溉技術，同時也是最古老和常見的灌溉方法，我國北方地區(qū)灌溉方式的主體。灌溉水依靠重力并利用溝、畦、格田引入農田，滲入土壤，由于田間工程設施簡單，不需要能源，易于實施，至今仍廣泛主導使用。該種方式水資源浪費較為嚴重，目前正在進行各方面技術改進，包括長溝改短溝、大畦改小畦的溝畦改進技術，渠道防滲灌溉技術，北方井灌區(qū)大力推進的管道輸水灌溉，均有效減少了水資源在輸送過程中的浪費。為了提升灌溉效果，需要進一步布置完整的田間輸水渠道網，確定合理的溝、畦和格田規(guī)格，著力改善灌水工具，提高土地平整精細度。該灌溉方式也存在一些缺點，如易導致表層土壤板結，水利用率較低，灌水均勻度較差。目前我國廣東、云南等南方地區(qū)正在大力推進渠道防滲技術、低壓管道技術提升農業(yè)節(jié)水灌溉效率，并結合水肥一體化技術，推動節(jié)水技術與農藝農技相融合，促進高效節(jié)水農業(yè)發(fā)展。

節(jié)水灌溉技術的應用和發(fā)展趨勢

灌溉渠系管道化。灌溉渠系管道化最初應用于日本，之后美國等發(fā)達國家也逐漸使用管道化輸水。近年來，我國北方干旱地區(qū)不斷大力發(fā)展井灌區(qū)管道輸水技術，今后將朝著大型渠灌區(qū)管道化的方向發(fā)展。

噴灌、滴灌技術普及發(fā)展。噴灌與滴灌技術在國內外節(jié)水灌溉中已得到良好應用，我國也在通過補貼等方式引導新型農業(yè)經營主體大力利用該技術發(fā)展高效節(jié)水農業(yè)。由于節(jié)水灌溉技術都具有自身適用的各種條件，如經濟條件、自然條件，為此噴灌、滴灌溉技術的使用應因地制宜。當前，我國的噴灌、微灌技術已有了很大提升，目前正朝著低壓、節(jié)能、多目標利用的方向發(fā)展。

地下節(jié)水灌溉技術開發(fā)。地下灌溉是一種新型有效的技術，已被公認是一種最有前景的高效節(jié)水灌溉技術。它將以往對土地的灌溉轉變?yōu)閷χ参锔抵苯舆M行灌溉，包括滲灌和地下滴灌兩個主要方式，目前正在提高設備壽命，降低成本。

現(xiàn)代化精細地面平整技術應用。當前世界上最先進的土地平整技術是激光控制平地技術，在發(fā)達國家已經得到大范圍應用。其具有自動化程度較高、作業(yè)率高效以及操作簡便等優(yōu)點。其能夠有效改善農田平整狀況，使田間灌水效率得到大幅提升，未來將在節(jié)水灌溉技術的應用中發(fā)揮重要作用。

總之，現(xiàn)代節(jié)水技術的核心是使灌溉水在農業(yè)生產中得到最大化利用，提升灌溉水的利用效率，促進農業(yè)的高效生產。由于當前我國農業(yè)種植結構和水土資源分布具有一定的區(qū)域性，每個地區(qū)經濟發(fā)展也各有差異，因此，了解各個地區(qū)的經濟狀況，掌握每個地區(qū)的水資源狀況、氣候條件等，完善、細化節(jié)水灌溉規(guī)劃，加強水資源節(jié)約利用的基礎建設，全面實施區(qū)域規(guī)模化節(jié)水灌溉，促進現(xiàn)代化精細灌溉技術的應用，加強節(jié)水灌溉與水肥一體、旱作農業(yè)等融合發(fā)展，完善水資源保護制度，使農業(yè)高效用水技術得到良好發(fā)展。

【參考文獻】

[1]諶昔林，何金海，趙兵，朱方紅.現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術與傳統(tǒng)灌溉方式對比試驗及分析[J].江西農業(yè)學報，2009，08：105-108.

[2]李珠懷，韓青.北京市郊區(qū)現(xiàn)代農業(yè)節(jié)水灌溉技術的經濟效益分析[J].水利經濟，2009，06：51-54+69-70.

[3]左喆瑜.華北地下水超采區(qū)農戶對現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術的支付意愿——基于對山東省德州市寧津縣的條件價值調查[J].農業(yè)技術經濟，2016，06：32-46.

[4]王金水.中國老科學技術工作者協(xié)會舉力推進“現(xiàn)代節(jié)水灌溉示范區(qū)”建設——“建設現(xiàn)代節(jié)水灌溉示范區(qū)”專題座談會紀實[J].今日科苑，2011，07：46-53.