李云鵬

(遼寧潤中供水有限責(zé)任公司，遼寧 潤中 110000)

水資源短缺是制約我國經(jīng)濟發(fā)展的主要問題之一[1]。為解決我國農(nóng)業(yè)缺水、水資源浪費問題，節(jié)水農(nóng)業(yè)已成為現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。節(jié)水灌溉技術(shù)是解決我國農(nóng)業(yè)水資源問題的主要方式[2]，通過合理分配田間灌溉水量，使不同作物根系有效吸收土壤水分，達(dá)到增產(chǎn)提質(zhì)的目的[3- 4]。目前，應(yīng)用較廣泛的節(jié)水灌溉技術(shù)包括滴灌、噴灌、滲灌、管道灌溉等，但由于不同灌溉方式適用的作物與地區(qū)不同，因此研究不同區(qū)域節(jié)水灌溉技術(shù)的效果，找出最優(yōu)灌溉方式，已成為現(xiàn)如今節(jié)水農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的熱點[5]。

目前針對節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用，國內(nèi)已有了部分研究。盧玉邦等[6]通過層次分析法，提出了節(jié)水灌溉技術(shù)綜合評價指標(biāo)體系，分析了研究區(qū)域最優(yōu)節(jié)水灌溉技術(shù)；汪希成等[7]研究了新疆膜下滴灌技術(shù)的經(jīng)濟效益，得出滴灌技術(shù)具有較高的生態(tài)效益與經(jīng)濟效益，應(yīng)被廣泛應(yīng)用；段永紅等[8]從水價制度方面，分析了不同灌溉方式的水價，得出效益最高的節(jié)水灌溉技術(shù)。但目前對節(jié)水灌溉技術(shù)的研究，多只在單方面角度分析，無法完全體現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)的綜合效果。本文首先基于層次分析法，并結(jié)合不同灌溉方式下的實際作物產(chǎn)量等因素，綜合分析得出最優(yōu)節(jié)水灌溉技術(shù)。

中國半干旱地區(qū)平均年降水量僅為350mm左右，而太陽輻射量較大，導(dǎo)致蒸騰量最高超過了2600mm[9]。針對半干旱地區(qū)水資源缺乏嚴(yán)重的事實，在此區(qū)域研究不同節(jié)水灌溉方式的效益，找出最優(yōu)節(jié)水灌溉方式具有重要的意義。

1 研究方法

本研究通過定量分析不同節(jié)水灌溉的特點，并結(jié)合向?qū)＜遗c消費者問卷調(diào)查的方式選取人們最關(guān)心及對節(jié)水灌溉技術(shù)效果影響最顯著的6項指標(biāo)，分別為灌水均勻度、同等面積的設(shè)備投資、同等面積灌溉水量、作物匹配程度、農(nóng)戶承擔(dān)能力和操作難易程度，共6項指標(biāo)，選擇滴灌、滲灌和溝灌3種節(jié)水灌溉方式，通過層次分析法確定不同指標(biāo)的權(quán)重，得出不同節(jié)水灌溉方式的綜合評價效益，選出最優(yōu)方案。

2 結(jié)果與分析

2.1 層次分析法分析結(jié)果

由于不同指標(biāo)對節(jié)水灌溉技術(shù)的影響具有不同的權(quán)重，依照層次分析法提出的比例標(biāo)度法(見表1)以及研究者對各品質(zhì)指標(biāo)重要性的定性評價，建立判斷矩陣，見表2。

表1 元素重要程度比例標(biāo)度

表2 判斷矩陣

采用方根法計算判斷矩陣表2最大特征根λmax及特征向量W=(ω1，ω2，…，ωi)，i=1，2，…，7;并對特征向量W=(ω1，ω2，…，ωi)T進行歸一化處理，即獲得各評價指標(biāo)的權(quán)重值M=(m1，m2，m3…mi)，計算結(jié)果見表3。

表3 各指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果

不同節(jié)水灌溉方式的綜合效益情況采用下列公式計算：

Ij=0.154×操作難易程度+0.137×農(nóng)戶承擔(dān)能力+0.108×同等面積灌溉水量+0.137×設(shè)備投資+0.243×作物匹配程度+0.221×灌水均勻度

根據(jù)不同處理6項品質(zhì)指標(biāo)及其所占權(quán)重，計算得到不同灌溉方式的綜合效益，由此對3種節(jié)水灌溉方式進行排名，結(jié)果見表4。由表4可知，滴灌的綜合效益指標(biāo)明顯高于其余2種灌溉方式，因此，滴灌是半干旱地區(qū)最佳的節(jié)水灌溉方式。

表4 不同灌溉方式綜合排名

2.2 節(jié)水灌溉方式應(yīng)用實例分析

通過研究不同灌溉方式下，半干旱地區(qū)主要作物產(chǎn)量差異性，本文選擇番茄為研究實例，研究3種不同灌溉方式對番茄產(chǎn)量的影響，找出最優(yōu)節(jié)水灌溉方式，結(jié)果見表5。

表5 不同灌溉方式綜合排名

注：表中abc不同字母表示同一項目達(dá)到顯著水平(P<0.05)

表5顯示，單次灌水量滴灌明顯低于其余2種灌溉方式，其中，溝灌單次灌水量最高，達(dá)到了24.3m3/畝，較滴灌和滲灌分別提高了53.4%和26.3%，同時，滴灌最終灌水總量明顯低于其余2種灌溉方式，因此，在節(jié)約灌溉水量方面，滴灌要明顯優(yōu)于滲灌與溝灌。

表5研究了不同灌溉方式對番茄產(chǎn)量的影響，在滴灌灌溉方式下，番茄產(chǎn)量最高，達(dá)到了5082.37kg/畝，較滲灌與溝灌分別提高了12.1%和8.7%，且處理間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)，而滲灌產(chǎn)量較溝灌提高了2.3%，且差異達(dá)到了顯著水平(P<0.05)，這表明高的灌溉水量并未帶來高的產(chǎn)量，灌水量過多反而會抑制作物的生長，滴灌可使土壤含水率保持適中水平，增加作物根系活性，促進根系對土壤水分及養(yǎng)分的吸收，從而增加產(chǎn)量[10]。同時，由于滴灌較高的產(chǎn)量與較低的灌水總量，使滴灌灌溉方式的灌溉水利用效率明顯高于其余處理，分別提高了46.3%和15.7%，綜上所述，采用滴灌灌溉方式不但可以節(jié)約灌溉水量，而且可以提高番茄產(chǎn)量和灌溉水利用效率，是使最適合該區(qū)域的節(jié)水灌溉方式。

3 結(jié)論與不足

本文基于層次分析法與現(xiàn)場實例調(diào)查分析法，分析了滴灌、滲灌和溝灌3種灌溉方式的綜合效益，并以番茄為實例，分析了不同灌溉方式下番茄的灌水量、產(chǎn)量及灌溉水利用效率，得出了最適合半干旱地區(qū)的節(jié)水灌溉方式，其中，綜合比較灌水均勻度、同等面積的設(shè)備投資、同等面積灌溉水量、作物匹配程度、農(nóng)戶承擔(dān)能力和操作難易程度6項指標(biāo)，滴灌的綜合效益最高，以番茄為實例進行研究表明，滴灌的灌溉用水量最少且番茄產(chǎn)量與灌溉水利用效率最高，因此，滴灌可作為半干旱地區(qū)較理想的節(jié)水灌溉方式。但本文僅分析了不同灌溉方式對番茄的影響，由于不同作物的最優(yōu)灌溉方式不同，在今后的研究中，應(yīng)針對半干旱地區(qū)其余主要經(jīng)濟作物進行研究，形成半干旱地區(qū)成套的節(jié)水灌溉標(biāo)準(zhǔn)體系，指導(dǎo)生產(chǎn)。

[1] 程云偉. 節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用[J]. 中國水運, 2014, 14(02): 285- 286.

[2] 李小輝. 簡論農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)[J]. 赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版), 2009, 25(01): 114- 115.

[3] 夏云林. 農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)淺析[J]. 水利規(guī)劃與設(shè)計, 2015(09): 45- 47.

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[6] 盧玉邦, 郭龍珠, 郎景波. 綜合評價方法在節(jié)水灌溉方式選擇中的應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2006, 22(02): 33- 36.

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[8] 段永紅, 楊名遠(yuǎn). 農(nóng)田灌溉節(jié)水激勵機制與效應(yīng)分析. 農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟, 2003(04): 13- 18.

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