淺談提高農(nóng)業(yè)用水效率

郎小云，王迎新，劉愛霞，陳愛華

(山東省陽谷縣水務(wù)局，山東 陽谷 252300)

中國是一個(gè)擁有13億人口的大國，水資源總量為26 000億m3，人均占有量2 000 m3僅為世界平均數(shù)的1/4，而我國的農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的75%，農(nóng)業(yè)用水仍存在灌溉粗放、效率不高、浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象。當(dāng)前我國灌溉用水的利用系數(shù)只有 0.3～0.4，與發(fā)達(dá)國家 0.7～0.9相比，相差0.4～0.5農(nóng)作物水分生產(chǎn)率平均1kg/m3左右，與以色列2.32 kg/m3相比，相差一倍以上。所以說我國的節(jié)水潛力巨大。

1 提高農(nóng)業(yè)節(jié)水效率的必要性

1.1 解決16億人口糧食安全

據(jù)預(yù)測，在2030年左右，我國人口將達(dá)到16億高峰，屆時(shí)，需要糧食增長到6.4～7.2億 t。為了滿足這種糧食需求，灌溉面積需要發(fā)展到9.0億畝，此時(shí)，用水量將從目前的4 000億m3增長到6 650億m3。從目前我國水資源供需狀況來看，如此大量的農(nóng)業(yè)水資源供給是不可能的，必須通過節(jié)水來實(shí)現(xiàn)。據(jù)估算，如果科學(xué)地發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，到2030年我國灌溉水的利用系數(shù)可以達(dá)到0.65，水分生產(chǎn)率達(dá)到1.5 kg/m3以上，加上10多億畝旱地農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的潛力，可以基本滿足我國未來糧食的安全。

1.2 生態(tài)環(huán)境

目前，我國的生態(tài)環(huán)境從整體上來看，還處于不斷惡化階段，因河流斷流而帶來的生態(tài)環(huán)境問題引人注目。黃河是我們的母親河，由于多年不斷的斷流，有人將之戲稱為“干娘河”。其中最主要的根本性戰(zhàn)略措施是農(nóng)業(yè)節(jié)水，提高農(nóng)業(yè)用水效率。目前黃河流域農(nóng)業(yè)用水占總用水量的92%，大約有4/5灌溉水量是大水漫灌，節(jié)水灌溉面積僅2276萬畝，僅占總灌溉面積的20%。另外，西北干旱、半干旱地區(qū)降水少，生態(tài)環(huán)境脆弱，首先應(yīng)滿足生態(tài)用水，當(dāng)前尚未遵循這一原則，農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)，過量開荒超載放牧造成沙化面積不斷擴(kuò)大，沙塵暴增加，需要大面積退耕還林還草，耕地減少需要提高單產(chǎn)，因此，只有不斷提高農(nóng)業(yè)用水效率才能有效地解決生態(tài)環(huán)境用水問題。

1.3 工農(nóng)業(yè)發(fā)展

通過對我國1949～2007年不同部門水資源使用情況的統(tǒng)計(jì)整理可知(表1)，從1949～2007年，我國農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活供水總量逐步增加，從1949年的1031億 m3增長到2007年的5 819億 m3，增加了 5.6倍。而農(nóng)業(yè)用水量自1993年之后所占比重開始下降，總量趨穩(wěn)，工業(yè)和生活用水卻逐年增加。由表中可知，農(nóng)業(yè)用水比重，1949年為97%，到2007年該比例下降到61.9%;與此同時(shí)，工業(yè)和生活用水比重分別由2.3%和0.6%上升到24.1%和12.2%。由此可見，農(nóng)業(yè)水資源的短缺不僅問題嚴(yán)重，而且供求矛盾也將日益突出，農(nóng)業(yè)用水很難得到保證。所以發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)勢在必行。

資料來源:1949～1993年數(shù)據(jù)來源于楊恩晉、邵立召，(1998年);2000～2003年數(shù)據(jù)根據(jù)于中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局(2003年)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整理;2004～2007年數(shù)據(jù)根據(jù)中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局(2007年)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)整整。

2 提高農(nóng)業(yè)用水效率的措施

2.1 節(jié)水技術(shù)是一套綜合措施

提高農(nóng)業(yè)用水效率充分利用當(dāng)?shù)厮Y源，包括地表水、地下水、土壤水和劣質(zhì)水資源化，在此基礎(chǔ)上引水、調(diào)水。在工程措施方面，前兩年給人以誤導(dǎo)，以為節(jié)水農(nóng)業(yè)就是噴灌滴灌?，F(xiàn)在國家將節(jié)水的重點(diǎn)，放在以節(jié)水為中心的大中型灌區(qū)改造上，但有的灌區(qū)把渠道防滲視為節(jié)水的唯一措施，各級渠道防滲到底，不但投資巨大，水的有效利用系數(shù)不高。如7級渠道水的利用系數(shù)達(dá)到0.9也不過只為0.48，若為0.95也就是0.7。大中型灌區(qū)改造應(yīng)以骨干渠道防滲、井渠結(jié)合，渠系配套和平整土地為節(jié)水灌溉的基礎(chǔ)，再加上灌溉技術(shù)的改進(jìn)，提高水的利用率。

表1 我國1949～2007處不同部門用水量表

2.2 節(jié)水灌溉工程應(yīng)注意加強(qiáng)與農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)相配套

灌溉用水50% 消耗在田間，如何做好田間節(jié)水、抑制土壤蒸發(fā)、提高作物水分利用效率，是節(jié)水農(nóng)業(yè)很重要的一方面，農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)主要包括選用節(jié)水高產(chǎn)型品種、深耕蓄水和覆蓋技術(shù)、增施有機(jī)肥和作物高產(chǎn)節(jié)水的化學(xué)調(diào)控技術(shù)等。

1)選用節(jié)水高產(chǎn)型品種

節(jié)水高產(chǎn)型作物是指具有節(jié)水、抗逆、高產(chǎn)、高水分利用率的作物品種，在生長過程中具有抗寒抗旱抗病抗倒伏的特點(diǎn)，從而達(dá)到作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

2)深耕蓄水和覆蓋技術(shù)

一般耕地深度為10～15 cm，耕層以下是堅(jiān)實(shí)的犁耕層，限制了土壤蓄水能力。深耕地是利用機(jī)耕或蓄水套耕法，分期分層逐年加深耕層或推廣深松犁，深松深度達(dá)到40 cm以上，打破了犁底層，加深了耕層疏松土壤厚度，增加了土壤蓄水容量。深耕地中作物根系可深入到1.5 m以下，增強(qiáng)了作物吸水抗旱能力，作物增產(chǎn)幅度達(dá)20% ～50%，土壤蓄水增加20%。

地膜或秸稈覆蓋可阻斷土壤水分的垂直增發(fā)，減少地表增發(fā)近80%，減少了降雨徑流，提高耕層供水量。據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)，沙壤土和中壤質(zhì)土連續(xù)覆蓋后，土壤有機(jī)質(zhì)由0.88%、0.94%逐漸增至1.06% ～1.17%，農(nóng)田冬閑期秸稈覆蓋減少土壤增發(fā)48%，冬小麥夏閑期秸稈覆蓋一般增產(chǎn)10% ～20%，干旱年份達(dá)50%以上，水分利用率提高0.48～0.85 kg/m3。實(shí)踐證明地膜覆蓋不僅具有增濕保濕、改善土壤性質(zhì)的作用而且還可以促進(jìn)種子萌芽、作物早苗、出壯苗早熟、高產(chǎn)的作用，而且顯著提高了水分利用率。

3)增施有機(jī)肥和作物節(jié)水高產(chǎn)的化學(xué)調(diào)控技術(shù)

增施有機(jī)肥既可以提高土壤肥力，又可以使土壤疏松，孔隙率變大，改善土壤結(jié)構(gòu)，增大土壤蓄水能力，達(dá)到以肥調(diào)水，提高水分生產(chǎn)率的效果。所謂的化學(xué)技術(shù)是是利用保水劑或FA旱地龍拌種包衣。保水劑是一種高效吸水性樹脂，能吸收相當(dāng)于自身重量數(shù)百倍數(shù)千倍的水分。保水劑拌種包衣播種后，大量吸收水分形成粘液保護(hù)膜擴(kuò)大與地面接觸，對種子萌發(fā)、成苗有利。FA旱地龍拌種或適期葉面噴施能有效促進(jìn)根系生長，增強(qiáng)根系活力和吸水能力。

農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)成本低，投入少，簡單易學(xué)，特別是在北方缺水地區(qū)，節(jié)水效果顯著而且可以提高作物產(chǎn)量，使農(nóng)民增產(chǎn)增收，百姓容易接受。

2.3 充分調(diào)動(dòng)農(nóng)民的節(jié)水積極性，加強(qiáng)節(jié)水灌溉宣傳和管理

農(nóng)民是節(jié)水提高效率的主體，其行為和素質(zhì)在某種程度上決定節(jié)水效率的提高。因此，建立農(nóng)民參與管理決策的民主管理機(jī)制是節(jié)水環(huán)節(jié)不可缺少的重要因素之一。要改變農(nóng)民長期形成的澆地要澆透的習(xí)慣和“水是天上下來的”舊觀念，需要大量宣傳、教育工作提高農(nóng)民的節(jié)水意識。節(jié)水工程“三分建設(shè)七分管理”工程建好了如果管理跟不上節(jié)水效果就會大打折扣，從而給以后的節(jié)水灌溉技術(shù)推廣造成了困難。因此，應(yīng)該做好節(jié)水灌溉管理措施的工作。

2.4 積極發(fā)展研究農(nóng)業(yè)節(jié)水高新技術(shù)

節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展和效益的提高最終依靠科學(xué)進(jìn)步來實(shí)現(xiàn)，特別是高新技術(shù)，它代表了節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展方向，是中國農(nóng)業(yè)能夠在21世紀(jì)跨入世界前列的重要支撐力之一。它包括分子生物學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、化學(xué)節(jié)水技術(shù)、新材料技術(shù)、自動(dòng)化管理技術(shù)、灌溉新技術(shù)以及低水耗高產(chǎn)農(nóng)業(yè)的綜合技術(shù)等，以化學(xué)節(jié)水中黃腐酸(FA)為例，它是一種理想的抗旱劑，它以黃腐酸為主要原料，并配以植物所需的30多種元素生產(chǎn)出的旱地龍，已經(jīng)在全國推廣1000多萬畝，使用此產(chǎn)品可使作物增產(chǎn)10% ～15%，節(jié)水20% ～30%，投入產(chǎn)出比為1∶15，經(jīng)濟(jì)作物則達(dá)1∶20以上。依靠科技進(jìn)步，減少農(nóng)田蒸發(fā)和作物奢侈蒸騰及增加產(chǎn)量，提高農(nóng)業(yè)用水效率是我們長遠(yuǎn)的奮斗目標(biāo)。