節(jié)水灌溉技術(shù)促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

金哲虎

水是人類生存的生命線，也是農(nóng)業(yè)和整個(gè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的生命線。我們必須高度重視水的問題。要堅(jiān)持不懈地搞好節(jié)約用水和防治水資源污染的工作，大力發(fā)展節(jié)水灌溉，提高水資源的利用率。把發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)和推廣節(jié)水灌溉作為一項(xiàng)革命性的措施來抓，這是由我國(guó)水資源短缺和農(nóng)業(yè)嚴(yán)重干旱缺水的基本國(guó)情所決定的。可見，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展與普及對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展意義十分巨大，必須結(jié)合中國(guó)農(nóng)業(yè)的實(shí)際情況，大力發(fā)展節(jié)水技術(shù)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。以最低限度的用水量獲得最大的產(chǎn)量或收益，也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農(nóng)作物產(chǎn)量和產(chǎn)值的灌溉措施。

1 節(jié)水灌溉類型

1.1 渠道防滲

渠道輸水是目前我國(guó)農(nóng)田灌溉的主要輸水方式。傳統(tǒng)的土渠輸水渠系水利用系數(shù)一般為0.4～0.5，差的僅0.3左右，也就是說，大部分水都滲漏和蒸發(fā)損失掉了。渠道滲漏是農(nóng)田灌溉用水損失的主要方面。采用渠道防滲技術(shù)后，一般可使渠系水利用系數(shù)提高到0.6～0.85，比原來的土渠提高50%～70%。渠道防滲還具有輸水快、有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)搶季節(jié)、節(jié)省土地等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前我國(guó)節(jié)水灌溉的主要措施之一。

根據(jù)所使用的材料，渠道防滲可分為：①三合土護(hù)面防滲；

②砌石（卵石、塊石、片石）防滲；③混凝土防滲；④塑料薄膜防滲（內(nèi)襯薄膜后再用土料、混凝土或石料護(hù)面）等。

1.2 管道輸水

管道輸水是利用管道將水直接送到田間灌溉，以減少水在明渠輸送過程中的滲漏和蒸發(fā)損失。目前我國(guó)北方井灌區(qū)的管道輸水推廣應(yīng)用也較快。常用的管材有混凝土管、塑料硬（軟）管及金屬管等。管道輸水與渠道輸水相比，具有輸水迅速、節(jié)水、省地、增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，其效益為：水的利用系數(shù)可提高到0.95；節(jié)電20%～30%；省地2%～3%；增產(chǎn)幅度10%。目前，如采用低壓塑料管道輸水，不計(jì)水源工程建設(shè)投資（以下同），畝投資為100～150元。

在有條件的地方應(yīng)結(jié)合實(shí)際積極發(fā)展管道輸水。但是，管道輸水僅僅減少了輸水過程中的水量損失，而要真正做到高效用水，還應(yīng)配套噴、滴灌等田間節(jié)水措施。目前尚無(wú)力配套噴、滴灌設(shè)備的地方，對(duì)管道布設(shè)及管材承壓能力等應(yīng)考慮今后發(fā)展噴、滴灌的要求，以避免造成浪費(fèi)。

1.3 噴灌

噴灌是利用管道將有壓水送到灌溉地段，并通過噴頭分散成細(xì)小水滴，均勻地噴灑到田間，對(duì)作物進(jìn)行灌溉。它作為一種先進(jìn)的機(jī)械化、半機(jī)械化灌水方式，在很多發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛采用。

噴灌的主要優(yōu)點(diǎn)如下：①節(jié)水效果顯著，水的利用率可達(dá)80%。一般情況下，噴灌與地面灌溉相比，1立方米水可以當(dāng)2立方米水用。②作物增產(chǎn)幅度大，一般可達(dá)20%～40%。其原因是取消了農(nóng)渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂，增加了15%～20%的播種面積；灌水均勻，土壤不板結(jié)，有利于搶季節(jié)、保全苗；改善了田間小氣候和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。③大大減少了田間渠系建設(shè)及管理維護(hù)和平整土地等的工作量。④減少了農(nóng)民用于灌水的費(fèi)用和投勞，增加了農(nóng)民收入。⑤有利于加快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化。⑥避免由于過量灌溉造成的土壤次生鹽堿化。

1.4 微噴

微噴是新發(fā)展起來的一種微型噴灌形式。這是利用塑料管道輸水，通過微噴頭噴灑進(jìn)行局部灌溉的。它比一般噴灌更省水，可增產(chǎn)30%以上，能改善田間小氣候，可結(jié)合施用化肥，提高肥效。國(guó)產(chǎn)設(shè)備畝投資一般在500～800元。主要應(yīng)用于果樹、經(jīng)濟(jì)作物、花卉、草坪、溫室大棚等灌溉。

1.5 滴灌

滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10毫米毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進(jìn)行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，其水的利用率可達(dá)95%。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，同時(shí)可以結(jié)合施肥，提高肥效一倍以上?？蛇m用于果樹、蔬菜、經(jīng)濟(jì)作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結(jié)垢和堵塞，因此應(yīng)對(duì)水源進(jìn)行嚴(yán)格的過濾處理。目前，國(guó)產(chǎn)設(shè)備已基本過關(guān)，有條件的地區(qū)應(yīng)積極發(fā)展滴灌。

1.6 膜上、膜下灌

用地膜覆蓋田間的壟溝底部，引入的灌溉水從地膜上面流過，并通過膜上小孔滲入作物根部附近的土壤中進(jìn)行灌溉，這種方法稱作膜上灌，在新疆等地已大面積推廣。采用膜上灌，深層滲漏和蒸發(fā)損失少，節(jié)水顯著，在地膜栽培的基礎(chǔ)上不需再增加材料費(fèi)用，并能起到對(duì)土壤增溫和保墑作用。在干旱地區(qū)可將滴灌管放在膜下，或利用毛管通過膜上小孔進(jìn)行灌溉，這稱作膜下灌。這種灌溉方式既具有滴灌的優(yōu)點(diǎn)，又具有地膜覆蓋的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)水增產(chǎn)效果更好。

1.7 控制灌溉

根據(jù)水稻不同生育期對(duì)水分的不同需求進(jìn)行“薄、淺、濕、曬”的控制灌溉，既節(jié)約用水，又有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)，改變了以往水稻大水漫灌、串灌的舊習(xí)慣。它不需增加工程投資，只要按照節(jié)水灌溉制度灌水即可。

1.8 坐水種

在一些水源短缺的地方，春播時(shí)常因春旱出不了苗或出苗不齊。為保全苗，采用機(jī)械或畜力用水箱、水袋拉水，在播種時(shí)進(jìn)行點(diǎn)灌，以解春旱，俗稱"坐水種"。這種方法投資少、簡(jiǎn)單易行，是有效的節(jié)水增產(chǎn)方式。坐水種目前在黑龍江、吉林等地廣為采用，凡條件適合的地方應(yīng)積極推廣。

1.9 平整土地、改造溝畦

通過平整土地，改進(jìn)灌水溝畦規(guī)格（如大畦改小畦，長(zhǎng)溝改短溝）等綜合措施，使灌水均勻，以達(dá)到節(jié)水的目的。

1.10 農(nóng)業(yè)節(jié)水措施

大力普及節(jié)水灌溉技術(shù)，要十分重視農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的推廣。這可采用水稻旱育稀植、拋秧、地膜覆蓋、秸稈還田、深耕松土、中耕除草、鎮(zhèn)壓、耙耪、增施有機(jī)肥等措施，以提高土壤對(duì)天然降水的蓄集能力和保墑能力。施用化學(xué)保水制劑，引進(jìn)和優(yōu)選抗旱品種和調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)等，也是行之有效的節(jié)水措施，在于旱缺水地區(qū)應(yīng)大力推廣普及。

節(jié)水灌溉應(yīng)用的領(lǐng)域：溫室，無(wú)土栽培，大棚，綠化，園林，廢水再利用等等?？茖W(xué)灌溉需要根據(jù)相應(yīng)植物的需水特性、生育階段、氣候、土壤條件等做合理設(shè)計(jì)，制定相應(yīng)的灌溉制度，適時(shí)、適量，合理灌溉?？捎行П３滞寥乐兴?、肥、氣、熱等各相的良好狀態(tài)，具有省水、省工、節(jié)能、節(jié)肥、增產(chǎn)增收等諸多優(yōu)點(diǎn)，正逐步被大家認(rèn)可和使用。

在吸取現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成就的基礎(chǔ)上，灌溉技術(shù)將向著節(jié)水節(jié)能、優(yōu)化調(diào)度、現(xiàn)代化的管理與監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)等方向發(fā)展。在我國(guó)水資源嚴(yán)重短缺的西北、華北和東北部分地區(qū)，推行節(jié)水灌溉，建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)，已成為當(dāng)務(wù)之急。

2 節(jié)水灌溉的應(yīng)用

緩解農(nóng)業(yè)用水供需矛盾，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)；加快我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變；改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用和國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉從粗放到集約，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

2.1 解決農(nóng)業(yè)干旱缺水

隨著人口的增加、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化水平的提高，水資源短缺的矛盾日益突出。近年來，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水在全國(guó)總用水量中呈下降趨勢(shì)，而農(nóng)業(yè)灌溉的規(guī)模卻在不斷擴(kuò)大。解決農(nóng)業(yè)缺水矛盾的根本出路在于大力普及推廣節(jié)水灌溉技術(shù)和在全國(guó)范圍內(nèi)節(jié)約農(nóng)業(yè)灌溉用水。對(duì)渠道進(jìn)行防滲襯砌和利用管道輸水可以減少輸水過程中的滲漏和蒸發(fā)損失，提高輸水效率。發(fā)展噴灌、滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，把澆地變?yōu)闈沧魑?，可以大幅度?jié)約田間灌溉用水，提高水的利用率。與大水漫灌相比，采用渠道防滲和管道輸水可節(jié)水20%～30%左右，噴灌可節(jié)水50%，微灌可節(jié)水60%～70%。通過發(fā)展節(jié)水灌溉，把全國(guó)水的平均利用率提高10%，每年即可節(jié)約300多億立方米農(nóng)業(yè)灌溉用水，這樣既可以減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，又可以擴(kuò)大灌溉面積和提高灌溉保證率。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著

節(jié)水灌溉可以根據(jù)作物不同生長(zhǎng)期的需水要求，適時(shí)、適量地進(jìn)行科學(xué)灌溉，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)和增收。噴灌和微灌具有灌水均勻、土壤不板結(jié)、保土保肥、調(diào)節(jié)田間小氣候、提高地溫等顯著特點(diǎn)。干旱與半干旱地區(qū)，特別是干旱缺水的貧困山區(qū)，通過發(fā)動(dòng)群眾興修小水庫(kù)、小塘壩、小水窖、小機(jī)電井。小揚(yáng)水站等小型、微型水利工程和小水窖等集雨工程，再配上噴灌、滴灌、膜上灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，發(fā)展穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)基本農(nóng)田，可以很快地改變當(dāng)?shù)氐穆浜竺婷病?/p>

2.3 進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力

發(fā)展節(jié)水灌溉可以節(jié)省渠道和畦埂的占地，使糧田變成無(wú)埂、無(wú)渠、無(wú)溝的“三無(wú)田”，擴(kuò)大種植面積，提高復(fù)種指數(shù)，縮短灌溉周期，減少灌溉用水，解決冬小麥和晚玉米的茬口問題，充分挖掘農(nóng)業(yè)增產(chǎn)潛力。噴灌和微灌不需要平整土地，大大減輕了農(nóng)田建設(shè)的工作量，節(jié)省了灌溉用工，實(shí)現(xiàn)了大面積的平播，提高了農(nóng)機(jī)作業(yè)效率，做到統(tǒng)一耕作、統(tǒng)一播種、統(tǒng)一灌溉、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一施肥、統(tǒng)一收割，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平和集約化程度。

2.4 擴(kuò)大國(guó)內(nèi)需求

發(fā)展節(jié)水灌溉，需要大量的節(jié)水灌溉設(shè)備、各種管材及水泥鋼筋等建材。對(duì)于擴(kuò)大內(nèi)需、開拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)、吸納農(nóng)村勞動(dòng)力和帶動(dòng)節(jié)水灌溉設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化具有顯著的作用。

2.5 促進(jìn)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變

當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)業(yè)正在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的規(guī)模經(jīng)營(yíng)模式和健全的社會(huì)化服務(wù)體系要求大幅度提高灌溉勞動(dòng)生產(chǎn)率，由人工作業(yè)變?yōu)闄C(jī)械化作業(yè)，富裕起來的農(nóng)民也希望農(nóng)田灌溉越省事越好?！皟筛咭粌?yōu)”農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)不僅注重提高產(chǎn)量，更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品品種、內(nèi)在質(zhì)量、外觀、上市時(shí)間等等，對(duì)灌溉提出了“精細(xì)”的要求。即灌水位置。灌水時(shí)間、灌水?dāng)?shù)量、灌水成分（作物生長(zhǎng)所需各種微量元素及營(yíng)養(yǎng)）等，要求對(duì)空氣濕度和土壤墑情進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，科學(xué)管理。用噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)以及其他各種先進(jìn)灌溉方法和技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)、粗放的灌溉方法進(jìn)行改造，既可以提高水的有效利用率，又可以提高灌溉效率、灌溉保證率和水分生產(chǎn)率，還可以通過灌溉系統(tǒng)進(jìn)行施肥和打藥，帶來種植結(jié)構(gòu)和耕作技術(shù)的重大變革，推進(jìn)農(nóng)田灌溉現(xiàn)代化和管理科學(xué)化，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。

2.6 促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

21世紀(jì)中葉，我國(guó)經(jīng)濟(jì)將達(dá)到中等發(fā)達(dá)國(guó)家水平，各行各業(yè)對(duì)水的需求將進(jìn)一步增大。根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和全國(guó)水中長(zhǎng)期供求規(guī)劃，屆時(shí)供水總量的增加將是十分有限的，而且隨著人口的增加，工業(yè)化和城市化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)用水在社會(huì)總用水量中的比重還會(huì)下降。新增的供水量主要用于滿足工業(yè)、城市發(fā)展和改善人民生活的需求。發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)用水比重一般為總用水量的50%左右。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)用水比重已從80%以上下降到70%左右，今后還會(huì)繼續(xù)下降，農(nóng)業(yè)干旱缺水的局面已不可逆轉(zhuǎn)。北方地區(qū)水資源開發(fā)利用程度已經(jīng)很高，開源的潛力不大。南方還有一些開發(fā)潛力，但主要集中在西南地區(qū)。因此，解決農(nóng)業(yè)缺水的問題將主要依靠建立節(jié)水農(nóng)業(yè)和推廣節(jié)水灌溉。在此情況下，要使灌溉發(fā)展適應(yīng)農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)的需要，除了加快水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和不斷提高供水能力外，最有效的辦法就是大力發(fā)展節(jié)水灌溉，保護(hù)和利用好現(xiàn)有水資源，充分挖掘現(xiàn)有水利設(shè)施的潛力，大幅度提高水的利用率。發(fā)展節(jié)水灌溉可以防止因渠道兩側(cè)滲漏和大水漫灌造成的土壤次生鹽堿化，還可以減少地下水的過量開采和過量引水，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。因此，不論從我國(guó)水資源狀況或人口、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需要，還是從我國(guó)改革開放10多年的實(shí)踐以及先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)看，解決我國(guó)農(nóng)業(yè)干旱缺水和今后可持續(xù)發(fā)展用水問題的根本出路在于節(jié)水，這是一件具有戰(zhàn)略意義的大事。