李汶承 何俠

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)

李汶承 何俠

滴灌技術(shù)

我國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)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?jī)H為世界平均水平的1/4、美國(guó)的1/5，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一，是比耕地資源（占世界總量的9%）更緊缺的資源。同時(shí)，我國(guó)水資源分布很不均勻，北方水資源貧乏，南方水資源相對(duì)豐富，南北相差懸殊。淮河以北的廣大北方地區(qū)擁有全國(guó)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(guó)不得不面對(duì)的永恒主題，它不僅關(guān)系到國(guó)家糧食安全、生態(tài)安全，而且關(guān)乎國(guó)家安全。確保我國(guó)農(nóng)業(yè)用水量維持零增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)才可以滿足國(guó)家戰(zhàn)略水安全，但要滿足我國(guó)糧食安全戰(zhàn)略需求必須增加農(nóng)業(yè)用水量約1200億立方米。這兩個(gè)現(xiàn)實(shí)需求形成了難以調(diào)和的矛盾，水資源不足已成為嚴(yán)重制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(xué)技術(shù)，大力發(fā)展現(xiàn)代節(jié)水灌溉的高效農(nóng)業(yè)，使農(nóng)業(yè)由粗放經(jīng)營(yíng)管理走向集約經(jīng)營(yíng)管理，推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，實(shí)現(xiàn)農(nóng)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(jìn)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(zāi)害的發(fā)生，而且還能夠使水資源得到最大化利用。尤其對(duì)于我國(guó)這樣的農(nóng)耕文明古國(guó)，水利工程在保障農(nóng)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(guó)家興盛的重要標(biāo)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(lái)滿足作物需水，獲得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最好效益。節(jié)水灌溉的最終目標(biāo)是提升灌溉水的最大利用率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)高效發(fā)展?，F(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)就是要采取最有效的技術(shù)措施，使有限的灌溉水量創(chuàng)造最佳的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。其與傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)相比有著更多的優(yōu)勢(shì)，融合了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果與科研成就，可根據(jù)各個(gè)地區(qū)特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)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(guó)農(nóng)業(yè)水資源短缺問(wèn)題提供了技術(shù)保障，在提高農(nóng)業(yè)用水效率、農(nóng)民增產(chǎn)增收及生態(tài)環(huán)境建設(shè)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(shù)有著較高的價(jià)格，也被稱為“昂貴技術(shù)”。它是將作物生長(zhǎng)所需的水分和各種養(yǎng)分適時(shí)適量地輸送到作物根部附近的土壤，即通過(guò)低壓管道系統(tǒng)和特別的小塑料管及滴頭將水和營(yíng)養(yǎng)直接傳導(dǎo)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(duì)于提升作物產(chǎn)品品質(zhì)，增產(chǎn)增收作用明顯。同時(shí)其存在一些不足，主要為滴頭的流道較小，易導(dǎo)致堵塞，且滴灌灌水量較小，易造成鹽分積累等問(wèn)題。滴灌技術(shù)適用于一切地形和土壤，特別是在干旱缺水地區(qū)近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用，內(nèi)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(jìn)膜下滴灌技術(shù)，將其應(yīng)用于普通玉米等作物中，取得了良好的節(jié)水增產(chǎn)效果。

噴灌灌溉。俗稱“人工降雨”。其主要是利用專用設(shè)備將有壓水送到灌溉地段，并噴射到空中散成細(xì)小的水滴，均勻地降落到田間進(jìn)行灌溉的方法。與其他灌溉技術(shù)相比，由于水分輸送全部在管道內(nèi)進(jìn)行，高效節(jié)約水資源，一般可節(jié)約40%的水資源，同時(shí)人工可根據(jù)作物需水情況調(diào)節(jié)噴灌強(qiáng)度和時(shí)長(zhǎng)等技術(shù)指標(biāo)，從而保證灌溉質(zhì)量，有利于改善土壤結(jié)構(gòu)以，提高水肥利用率。該方式適用的設(shè)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(shù)又可細(xì)分為固定式、半固定式、移動(dòng)式三種噴灑方式。其不足之處在于受風(fēng)力和溫度影響較大，在風(fēng)力較大、炎熱氣候條件下，水量損失較大。噴灌技術(shù)基本沒(méi)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(jīng)濟(jì)作物灌溉，當(dāng)前已在山東等經(jīng)濟(jì)條件比較好的農(nóng)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(yīng)用。

地面灌溉。地面灌溉仍是當(dāng)今世界占主導(dǎo)地位的灌溉技術(shù)，同時(shí)也是最古老和常見的灌溉方法，我國(guó)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(nóng)田，滲入土壤，由于田間工程設(shè)施簡(jiǎn)單，不需要能源，易于實(shí)施，至今仍廣泛主導(dǎo)使用。該種方式水資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重，目前正在進(jìn)行各方面技術(shù)改進(jìn)，包括長(zhǎng)溝改短溝、大畦改小畦的溝畦改進(jìn)技術(shù)，渠道防滲灌溉技術(shù)，北方井灌區(qū)大力推進(jìn)的管道輸水灌溉，均有效減少了水資源在輸送過(guò)程中的浪費(fèi)。為了提升灌溉效果，需要進(jìn)一步布置完整的田間輸水渠道網(wǎng)，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(xì)度。該灌溉方式也存在一些缺點(diǎn)，如易導(dǎo)致表層土壤板結(jié)，水利用率較低，灌水均勻度較差。目前我國(guó)廣東、云南等南方地區(qū)正在大力推進(jìn)渠道防滲技術(shù)、低壓管道技術(shù)提升農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉效率，并結(jié)合水肥一體化技術(shù)，推動(dòng)節(jié)水技術(shù)與農(nóng)藝農(nóng)技相融合，促進(jìn)高效節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展。

噴灌技術(shù)

節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

灌溉渠系管道化。灌溉渠系管道化最初應(yīng)用于日本，之后美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也逐漸使用管道化輸水。近年來(lái)，我國(guó)北方干旱地區(qū)不斷大力發(fā)展井灌區(qū)管道輸水技術(shù)，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(shù)普及發(fā)展。噴灌與滴灌技術(shù)在國(guó)內(nèi)外節(jié)水灌溉中已得到良好應(yīng)用，我國(guó)也在通過(guò)補(bǔ)貼等方式引導(dǎo)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體大力利用該技術(shù)發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)。由于節(jié)水灌溉技術(shù)都具有自身適用的各種條件，如經(jīng)濟(jì)條件、自然條件，為此噴灌、滴灌溉技術(shù)的使用應(yīng)因地制宜。當(dāng)前，我國(guó)的噴灌、微灌技術(shù)已有了很大提升，目前正朝著低壓、節(jié)能、多目標(biāo)利用的方向發(fā)展。

地下節(jié)水灌溉技術(shù)開發(fā)。地下灌溉是一種新型有效的技術(shù)，已被公認(rèn)是一種最有前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。它將以往對(duì)土地的灌溉轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)植物根系直接進(jìn)行灌溉，包括滲灌和地下滴灌兩個(gè)主要方式，目前正在提高設(shè)備壽命，降低成本。

現(xiàn)代化精細(xì)地面平整技術(shù)應(yīng)用。當(dāng)前世界上最先進(jìn)的土地平整技術(shù)是激光控制平地技術(shù)，在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到大范圍應(yīng)用。其具有自動(dòng)化程度較高、作業(yè)率高效以及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。其能夠有效改善農(nóng)田平整狀況，使田間灌水效率得到大幅提升，未來(lái)將在節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。

總之，現(xiàn)代節(jié)水技術(shù)的核心是使灌溉水在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到最大化利用，提升灌溉水的利用效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的高效生產(chǎn)。由于當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和水土資源分布具有一定的區(qū)域性，每個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也各有差異，因此，了解各個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)狀況，掌握每個(gè)地區(qū)的水資源狀況、氣候條件等，完善、細(xì)化節(jié)水灌溉規(guī)劃，加強(qiáng)水資源節(jié)約利用的基礎(chǔ)建設(shè)，全面實(shí)施區(qū)域規(guī)模化節(jié)水灌溉，促進(jìn)現(xiàn)代化精細(xì)灌溉技術(shù)的應(yīng)用，加強(qiáng)節(jié)水灌溉與水肥一體、旱作農(nóng)業(yè)等融合發(fā)展，完善水資源保護(hù)制度，使農(nóng)業(yè)高效用水技術(shù)得到良好發(fā)展。

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