張寶林

中國是一個水資源嚴重匱乏的國家，人均水資源占有量2300m3，僅為世界人均水平的1/4，并且有限的水資源在空間上分布極不均勻，占國土面積60%以上的北方地區(qū)擁有的水資源量不足全國總量的20%。正因如此，在各種自然災(zāi)害中，旱災(zāi)在中國發(fā)生的頻率最高、危害最大。據(jù)鄧云特在《中國救荒史》中的統(tǒng)計：自公元前206年至公元1936年間發(fā)生了1035次旱災(zāi)，平均約每2年發(fā)生1次。新中國成立后也不例外，幾乎每年都發(fā)生或輕或重的旱災(zāi)，而且往往在同一地區(qū)連季發(fā)生。

中華民族作為世界上最古老的民族之一，在漫長的生存發(fā)展過程中創(chuàng)造了燦爛的節(jié)水農(nóng)業(yè)文明。節(jié)水農(nóng)業(yè)是一項以農(nóng)業(yè)節(jié)水工程、農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)為核心，以水資源的保護、涵養(yǎng)與科學(xué)管理為基礎(chǔ)，以提高水利用率、實現(xiàn)水資源的良性循環(huán)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為目標的系統(tǒng)工程。農(nóng)業(yè)節(jié)水工程包括渠道防滲、管道輸水、噴灌、微灌、畦灌、溝灌等，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)包括抗旱保墑的栽培耕作制度、適水種植、集雨灌溉、抗旱育種、水肥耦合、非充分灌溉、灌溉制度優(yōu)化及合理的輪作和間混套作、化學(xué)節(jié)水（施用化學(xué)覆蓋劑、保水劑、抗蒸騰劑等）等。

中國古代的節(jié)水農(nóng)業(yè)

撂荒農(nóng)業(yè)

在原始社會，人少地多，地?zé)o主，當(dāng)土地連種幾年不能再生產(chǎn)出比播種量更多的收成時，就棄耕另辟新的生荒地（生荒制）；人類定居后，地有主，不能任意開墾，必須耕種之前曾被耕過、棄荒后得以恢復(fù)的土地（熟荒制）。這兩種撂荒農(nóng)業(yè)雖屬粗放的耕作制度，卻能依靠降水的補充，使土壤水分得以恢復(fù)，從而起到時空調(diào)水的作用。

抗旱種植結(jié)構(gòu)

黃河中游是我國原始旱農(nóng)業(yè)形成和發(fā)展的中心。從新石器時代遺址中，發(fā)現(xiàn)炭化了的黍、稷和油菜等作物的籽粒，說明在7300～7800年前，所種植的多是比較耐旱的作物。到2000多年前的秦漢時期才開始發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)，但廣大農(nóng)田仍以旱作為主。

抗旱育種

到了宋代，耕作制度和技術(shù)進一步提高，出現(xiàn)了抗旱育種技術(shù)，如在江淮、兩浙地區(qū)引種越南占城早稻。占城稻是早秈稻，性耐旱。廣大農(nóng)民經(jīng)過長期精心栽培和選育，還創(chuàng)造出許多適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤條件的新占城稻良種。

抗旱耕作技術(shù)

中國的抗旱耕作技術(shù)可上溯至公元前1000年前后的戰(zhàn)國時代。當(dāng)時金屬冶煉技術(shù)的發(fā)明，也帶來了較為先進的抗旱保墑耕作方法?！秴问洗呵铩酚涊d了“上田棄畝，下田棄田川”的高旱地種壟溝、低濕地種壟臺的防旱澇的種植方式，又指出“稼欲生于麈，而殖于堅”的防旱播種技術(shù)，還指出要觀察土的顏色，盡量在土壤水分適宜的時候進行播種。漢代奠定了我國北方旱地農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，其基本原則沿用至今。漢代的《氾勝之書》（公元前1世紀）論述了多種作物從種到收整個生產(chǎn)過程的農(nóng)業(yè)技術(shù)，提倡精耕細作、間種和混種以及耙、耢、鎮(zhèn)壓等各種抗旱保墑的技術(shù)措施。趙過發(fā)明能耐風(fēng)旱又能多產(chǎn)的“代田法”，先把土地開成深廣各一尺的田川，田川旁堆成高廣各一尺的垅。下種時把種子播在田川內(nèi)，用垅上的土和耨除的草培植苗根。盛夏垅土用盡，田川垅培平，作物的根既深且固，不畏風(fēng)旱。氾勝之又發(fā)明區(qū)田法，把耕地分成方方小區(qū)，區(qū)與區(qū)之間培出土埂。分區(qū)的大小、坑內(nèi)挖土的深淺，根據(jù)作物而定，從而做到深翻、保墑、集中施肥澆水，適合于當(dāng)時北方黃土地帶種植旱作物的特點。

魏晉南北朝時期，繼承并發(fā)展了漢代的旱農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)。賈思勰的《齊民要術(shù)》總結(jié)了耕耙耱抗旱保墑、綠肥輪作、用地養(yǎng)地等黃河流域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗，說明在公元6世紀以前，我國北方防旱保墑的生產(chǎn)技術(shù)體系已基本形成。唐宋時期發(fā)展緩慢，只有南宋《農(nóng)書》介紹了在旱田“獲刈才畢，隨即耕治曬暴，加糞壅培，而種豆、麥、蔬菇”的經(jīng)驗。

元、明乃至清代，史料對抗旱耕作技術(shù)的闡述更為詳細。元代《王楨農(nóng)書》（公元14世紀）則對黃河流域旱作區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行了綜述?！俄n氏直說》在闡明秋耕時，提出了類似淺耕滅茬的措施，詳細闡述了秋耕和春播前一系列的耕耙耢防旱保墑措施。在甘肅、寧夏和青海的一些地區(qū)，勞動人民還創(chuàng)造了一種蓄水保墑、抗旱穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的特殊覆蓋免耕方式——砂田法。這一方法不僅蓄水保墑，而且能提高地溫，促使作物早熟。清末，國外農(nóng)業(yè)技術(shù)的引進，對歷史悠久的抗旱耕作技術(shù)影響不大。直到現(xiàn)代的良種、農(nóng)具、新農(nóng)業(yè)技術(shù)等的引進，才對我國抗旱耕作技術(shù)的發(fā)展起到推動作用。

徑流灌溉技術(shù)

商代，由于井田制的采用，我國已經(jīng)有了水田灌溉和排水渠道。井田制在西周得以繼承和發(fā)展，形成了溝洫灌溉，猶如現(xiàn)代的灌溉體系。春秋戰(zhàn)國時期打破了井田制和溝洫灌溉，興建了大型渠系以適應(yīng)灌溉的需求。西漢時期，在南方丘陵地區(qū)，就已有利用丘陵起伏地修建陂塘蓄水、蓄到一定水量后再引水灌溉的抗旱方式。通過進一步發(fā)展，人們把各種大小的陂塘串聯(lián)起來，將分散的陂塘水源集中起來統(tǒng)籌使用，根據(jù)天氣的旱澇情況和灌溉用水的多寡，開放一個或幾個陂塘，供給整個灌區(qū)使用，合理調(diào)劑，以達到抗旱灌溉的目的。后漢時興建的木渠（木里溝）與陂塘相連，到宋朝時已形成渠網(wǎng)化的河流，“通舊陂四十九，渺然相屬，如聯(lián)鑒，高蓄下泄”。到了唐朝，也不乏徑流灌溉工程，《浙江通志·水利·通省水道》說：“山漳溪壑之水，利在堰埭陂閘。”到了元代，開始興建梯田，層層利用山水。

灌溉工程與水資源管理

在公元前11世紀末至8世紀西周時期的溝洫灌溉建設(shè)中，已有猶如現(xiàn)代稱謂的干渠、支渠、斗渠、農(nóng)渠、毛渠組成的灌溉系統(tǒng)?！吨芏Y·地官司徒·稻人》說：“掌稼下地，以潴蓄水，以防止水，以溝蕩水，以遂均水，以列舍水，以澮泄水?！薄对姟ば⊙拧な蛎纭犯小霸艏绕?，泉流既清”，講的是平整土地、修理灌溉渠道、清理水源?？梢?，西周時期，灌溉系統(tǒng)相當(dāng)完備，且有專職人員管理。除此而外，歷史上很多朝代都設(shè)置水官，負責(zé)興建農(nóng)田水利，如漢元帝時南陽太守召信臣重視灌溉管理工作，“為民作均水約束，刻石立于田畔以防紛爭”。

中國現(xiàn)代的節(jié)水農(nóng)業(yè)

直到新中國成立初期，我國大部分農(nóng)田灌溉仍沿用旱田大水漫灌、水田串畦淹灌的方法。到了20世紀50～60年代，水利部開始實施節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)和以提高灌溉水有效性為目標的農(nóng)業(yè)灌溉工程。到70年代初，某些技術(shù)已在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，如在自流灌區(qū)大力推廣襯砌渠道工程、平整土地、劃小畦塊，并開始發(fā)展噴灌技術(shù)，并于1974年引進滴灌技術(shù)。“七五”期間，國家科委把低壓管道輸水灌溉技術(shù)列入重點科技攻關(guān)項目。20世紀70年代后期至80年代初在丘陵區(qū)推廣抗旱灌溉，主要推廣噴、微灌等先進灌水技術(shù)，并于70～80年代間提出了地膜覆蓋栽培、節(jié)水栽培等有效技術(shù)措施，在玉米等大田作物上取得顯著增產(chǎn)效果。20世紀80年代中期至90年代初，在全國范圍內(nèi)推廣低壓管道輸水技術(shù)，80年代中期也開展了涌流灌溉技術(shù)的試驗研究工作，取得了一批成果，但未能推廣應(yīng)用。80年代末，開展了雨水匯集利用技術(shù)的研究，在匯流表面處理技術(shù)、窖窯構(gòu)建及布局、匯流面與種植面積比例方面取得了成果。

從20世紀90年代開始，研究節(jié)水工程技術(shù)同農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)（水肥耦合、耕作措施、作物結(jié)構(gòu)與布局、地表覆蓋、優(yōu)化灌溉、水稻淺濕灌溉、膜上灌、坐水種等）的組合，我國節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展進入一個新時期。“九五”期間，節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與示范被列為國家科技攻關(guān)項目，從節(jié)水灌溉新技術(shù)、水資源合理利用、主要農(nóng)作物節(jié)水灌溉制度與節(jié)水灌溉設(shè)備等方面分別進行了深入與綜合研究。1996年，國務(wù)院批準于“九五”期間在全國建設(shè)300個節(jié)水增產(chǎn)重點縣和一批節(jié)水型井灌區(qū)。1998年，國務(wù)院節(jié)水辦公會指出，到2010年，我國節(jié)水農(nóng)業(yè)將實現(xiàn)全國灌溉水利用率提高到55%以上，節(jié)水灌溉面積由3333萬hm2在灌溉用水量不增加的情況下，發(fā)展到5567萬hm2的目標。在化學(xué)節(jié)水技術(shù)（化學(xué)覆蓋劑、保水劑、抗蒸騰劑、稀土元素、生根粉等）方面，已研究出多種類型的保水劑，在多種作物上推廣。到20世紀90年代，化學(xué)節(jié)水技術(shù)曾被列入“八五”、“九五”國家科技攻關(guān)計劃，并取得重大進展。改革開放后，我國水資源的法制建設(shè)也取得了實質(zhì)性進展，已制定的法律主要有《中華人民共和國水法》（1988年）、《中華人民共和國水污染防治法》（1996年）、《中華人民共和國水土保持法》（1991年）等。

目前，我國已在旱地農(nóng)業(yè)水分調(diào)控和農(nóng)作物增產(chǎn)技術(shù)、節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合技術(shù)體系、低壓管道輸水、噴灌和微灌及其他新灌水技術(shù)，包括渠道襯砌、管道輸水、噴灌、滴灌、滲灌、畦灌、溝灌、抗旱保墑的栽培耕作制度、集雨灌溉、抗旱育種、水肥耦合、非充分灌溉、灌溉制度優(yōu)化、合理的輪作和間混套作、污水回灌等方面形成了自己的特色。但我國農(nóng)業(yè)用水上存在很多薄弱環(huán)節(jié)，投巨資建起了各種水利工程設(shè)施，田間施水方法卻落后粗放，在技術(shù)上仍廣泛沿用原始方法，水分利用率低，水資源浪費嚴重，科研成果轉(zhuǎn)化率低，沒有市場約束，沒有現(xiàn)代意義上的管理，缺乏有效的組織來維護合理的管理制度。“十五”期間，經(jīng)國家科教領(lǐng)導(dǎo)小組批準，科技部、水利部、農(nóng)業(yè)部于2002年聯(lián)合啟動實施了“現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系及新產(chǎn)品研究與開發(fā)”重大科技專項，并將其列入“863”高技術(shù)研究發(fā)展計劃，其重點是突破制約我國節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的“瓶頸”問題。

“十一五”期間，國家發(fā)展改革委、水利部和建設(shè)部組織編制了節(jié)水型社會建設(shè)“十一五規(guī)劃，確定了節(jié)水型社會建設(shè)的重點和對策措施。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域以提高灌溉水利用效率為核心，結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，優(yōu)化配置水資源，加快建設(shè)高效輸配水工程等農(nóng)業(yè)節(jié)水基礎(chǔ)設(shè)施，對現(xiàn)有大中型灌區(qū)進行續(xù)建配套和節(jié)水改造，推廣和普及節(jié)水技術(shù)，優(yōu)先在糧食主產(chǎn)區(qū)、嚴重缺水地區(qū)以及生態(tài)脆弱地區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉和開展旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)示范試點?！笆濉逼陂g，將在節(jié)水型社會建設(shè)“十一五”規(guī)劃的基礎(chǔ)上，在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面，仍然以提高灌溉水利用效率和發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)為核心。

中國節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢

我國農(nóng)業(yè)是用水大戶，占總用水量的73%，農(nóng)田灌溉用水占66%。中國在目前的經(jīng)濟與社會條件下，在較長時期內(nèi)，農(nóng)業(yè)的節(jié)水重點將是推動節(jié)水工程技術(shù)，加強現(xiàn)代農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)，并完善水資源的管理。

節(jié)水工程技術(shù)

一是在輸水過程中節(jié)水。由于中國目前主要的輸水方式為渠道輸水，而且主要渠道為土渠，大多數(shù)興建于20世紀50～60年代，年久失修、老化、不配套現(xiàn)象嚴重，全國渠系水利用率只有40%，節(jié)水潛力最大。目前，我國已建渠道防滲工程逾55萬km，僅占渠道總長的18%。80%以上的渠道沒有防滲，由于渠道老化失修、配套不全以及缺乏防滲處理，全國年滲漏損失水量達1700億m3。因此，要把重點放在減少渠道輸水損失、防滲和管道輸水等方面，做好渠道防滲、管道輸水和灌區(qū)的配套工作，如在我國北方推廣低壓管道輸水灌溉。然而，這種輸水工程節(jié)水模式難以實現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)，而且在某種程度上剝奪了生態(tài)用水量。

二是在田間節(jié)水。20世紀70年代以來，通過推廣小畦灌等改變大水漫灌的傳統(tǒng)地面灌水技術(shù)，田間節(jié)水已經(jīng)取得了顯著的效果。近年來，采用噴灌、滴灌、微噴減少田間灌水損失，大大提高了田間灌溉水的利用率。這些高效節(jié)水技術(shù)注重作物生長機理的農(nóng)藝節(jié)水模式可以實現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)，但是，無法改良土壤，甚至還會導(dǎo)致土壤鹽漬化加劇。

現(xiàn)代農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)

現(xiàn)代農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)包括增施有機肥、秸稈還田、改良土壤、聚水保墑、水肥一體化、優(yōu)化灌溉制度等多項措施以及遺傳改良選育抗旱節(jié)水品種、生理調(diào)控和群體適應(yīng)等措施。

加強用水管理

適時適量，有計劃地科學(xué)用水，優(yōu)化灌溉制度，實行定額灌溉，加強水價和收費管理。在政府的政策引導(dǎo)和多部門間的配合下，保護水資源，合理調(diào)配水源，實施灌區(qū)優(yōu)化配水技術(shù)，地面地下水聯(lián)合優(yōu)化運用，做到充分攔降水、優(yōu)化配置地表水、合理開發(fā)地下水、保持利用土壤水，搞好“四水”轉(zhuǎn)化。

推廣各種節(jié)水措施

需要強調(diào)的是，根據(jù)各地經(jīng)濟、自然和社會發(fā)展的實際狀況，要因地制宜地推廣、應(yīng)用不同成本的工程節(jié)水措施，調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，大力推廣蓄水保墑、坐水點種、地膜覆蓋、秸稈還田、抗旱保水劑的使用等。

實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用

新中國成立以來，水利工程的數(shù)量已達到相當(dāng)?shù)囊?guī)模，未來中國不可能再靠水利工程數(shù)量的增長和開發(fā)新水源來保障社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，而要靠水資源的高效利用和保護、資源的優(yōu)化配置、科學(xué)進步和技術(shù)創(chuàng)新。在工程與技術(shù)相對成熟的情況下，中國節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展重點將是管理節(jié)水、水資源的保護與涵養(yǎng)、先進節(jié)水工程與技術(shù)的結(jié)合及推廣應(yīng)用。與此同時，節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須考慮生態(tài)需水，因為在我國北方降水較少的干旱與半干旱區(qū)，生態(tài)需水靠地下水、河道水、渠系水或田間水補給。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，尤其是工程節(jié)水，應(yīng)該適當(dāng)考慮周邊生態(tài)需水，加強水管理，合理配置水資源，實現(xiàn)可持續(xù)節(jié)水；否則，可能造成不可挽回的生態(tài)災(zāi)難。因此，在選擇優(yōu)化節(jié)水灌溉方式時，除了考慮投資效益、水利用率、地形和種植結(jié)構(gòu)等因素外，必須考慮區(qū)域水資源的科學(xué)管理和合理配置，實現(xiàn)區(qū)域水資源利用的可持續(xù)性。如內(nèi)蒙古地區(qū)灌溉農(nóng)田80%為地面灌溉，渠道砌襯防滲率僅為10%，節(jié)水重點應(yīng)放在渠灌區(qū)，以發(fā)展渠道防滲和地面灌溉節(jié)水為主。同時，必須考慮其生態(tài)效應(yīng)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。