節(jié)水措施在農(nóng)田水利灌溉中的應(yīng)用研究

覃江桃 韋麗菊

（宜州市農(nóng)業(yè)局 廣西宜州市 546300）

節(jié)水措施在農(nóng)田水利灌溉中的應(yīng)用研究

覃江桃 韋麗菊

（宜州市農(nóng)業(yè)局 廣西宜州市 546300）

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，人口眾多，農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)在我國(guó)的研究和推廣十分必要。為了了解我國(guó)目前農(nóng)田水利灌溉中節(jié)水措施的應(yīng)用現(xiàn)狀并尋找不足，我們從我國(guó)農(nóng)田水利灌溉及節(jié)水措施的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀、我國(guó)的主要農(nóng)田水利灌溉節(jié)水技術(shù)和我國(guó)典型地區(qū)農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用實(shí)例等方面進(jìn)行了研究，提出了加強(qiáng)推廣和加強(qiáng)管理等建議。

節(jié)水；農(nóng)田水利灌溉；應(yīng)用

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)發(fā)展關(guān)乎國(guó)家糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定，而農(nóng)業(yè)發(fā)展又離不開水。我國(guó)是耕地、水資源都嚴(yán)重短缺且人口眾多的國(guó)家，因而保證耕地灌溉并發(fā)展節(jié)水灌溉在我國(guó)有著十分重大的意義，而了解目前我國(guó)農(nóng)田水利灌溉中節(jié)水措施的應(yīng)用現(xiàn)狀并尋找不足則十分重要。

1 我國(guó)農(nóng)田水利灌溉及節(jié)水措施的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

我國(guó)擁有悠久的農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史和灌溉農(nóng)業(yè)歷史，在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期我國(guó)便修建了大量的水渠諸如靈渠、鄭國(guó)渠和都江堰的水利灌溉工程，北宋時(shí)我國(guó)出現(xiàn)了龍骨水車等農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)備，一度領(lǐng)先世界。作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，目前我國(guó)的農(nóng)業(yè)用水量高達(dá)4000億m3，占用水總量的73.4%，然而我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉的水資源利用率僅為43%，同時(shí)期發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)業(yè)灌溉的水利用率高達(dá)80%，相差近一倍。為了提高農(nóng)業(yè)灌溉水資源利用率，在20世紀(jì)70～80年代，我國(guó)大力加強(qiáng)了農(nóng)田灌溉新技術(shù)的研究工作，同時(shí)又從發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了噴灌和微灌技術(shù)及其相應(yīng)設(shè)備的配套生產(chǎn)設(shè)施，這些舉措極大推動(dòng)了我國(guó)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展并獲得了十分顯著的節(jié)水增產(chǎn)效益。20世紀(jì)90年代，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)以及節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系在我國(guó)又新的發(fā)展與突破，截止21世紀(jì)，我國(guó)基本具備了以節(jié)約灌溉用水和提高農(nóng)田灌溉用水效率為核心的農(nóng)田灌溉技術(shù)儲(chǔ)備，然而在實(shí)際推廣利用中，由于農(nóng)民或者工作人員配套的節(jié)水設(shè)備使用和管理技術(shù)缺失導(dǎo)致實(shí)際操作中將農(nóng)業(yè)高效用水片面理解成僅用單一節(jié)水灌溉工程措施可以解決的技術(shù)問題，導(dǎo)致長(zhǎng)期節(jié)水效果不明顯，和發(fā)達(dá)國(guó)家依然存在差距。

2 我國(guó)的農(nóng)田水利灌溉節(jié)水技術(shù)

目前在我國(guó)進(jìn)行大面積推廣的農(nóng)田水利灌溉節(jié)水措施主要有滴灌技術(shù)、渠道防滲技術(shù)和噴灑灌溉技術(shù)，三種技術(shù)分別適用于不同的地區(qū)和環(huán)境并具有各自的優(yōu)點(diǎn)。

2.1 滴灌技術(shù)在我國(guó)農(nóng)田水利灌溉中的應(yīng)用

滴灌系統(tǒng)具有固定式和半固定式兩種，滴灌設(shè)備包括水源、首部樞紐、各級(jí)配水管和滿頭四個(gè)部分，其工作原理是依照農(nóng)作物自身的需水量，經(jīng)由低壓管道系統(tǒng)同安置在毛管處的灌水器，將水以及農(nóng)作物所需的養(yǎng)分一滴一滴均勻且緩慢地滴在農(nóng)作物的根部附近的土壤里。由于可以直接將水分輸送到植物根系附近，極大提高了植物吸收和灌溉水量的比值，是目前在農(nóng)田水利灌溉中大規(guī)模使用的技術(shù)中節(jié)水效果最好的，此外，該技術(shù)還可在水中加入肥料直接供給植物根部并可將肥效提升一倍以上，滴灌技術(shù)可以通過自動(dòng)化的方式進(jìn)行管理，省去了大量的人工。但是滴灌系統(tǒng)的造價(jià)比較高昂，雖然通過大量的科學(xué)研究和技術(shù)積累，目前的造價(jià)已經(jīng)極大減少，但相比于渠道防滲技術(shù)和噴灑灌溉技術(shù)仍然昂貴的多，因而目前世界上只有以色列實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)的大量推廣，我國(guó)僅部分地區(qū)在名貴花卉、蔬菜草藥種植以及西北地區(qū)的造林工程等方面使用該技術(shù)。

2.2 噴灑灌溉技術(shù)在我國(guó)農(nóng)田水利灌溉中的應(yīng)用

噴灑灌溉設(shè)備分為移動(dòng)式和固定式，前者僅水源是固定的，水管、噴頭和水泵等均可以移動(dòng)，后者則均固定。其工作原理就是利用水泵壓力將水噴射到高空中，隨重力的作用水珠分散并均勻地灌溉到農(nóng)作物上。噴水灌溉相比于我國(guó)傳統(tǒng)的地面灌溉可節(jié)水30～50%，減少占地10～20%，并且灌溉均勻高效，不需要平整土地，省時(shí)省工。據(jù)統(tǒng)計(jì)，相比于使用傳統(tǒng)地面灌溉的農(nóng)田，使用噴灌的農(nóng)田食作物可增產(chǎn)10～20%，經(jīng)濟(jì)作物也可增產(chǎn)20～30%，蔬菜增產(chǎn)更是高達(dá)100～200%。此外，使用噴灌技術(shù)還可以調(diào)節(jié)田間小氣候，在水中摻入適量農(nóng)藥從而高效防治農(nóng)作物病蟲害，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。但是噴灌系統(tǒng)在地表蒸發(fā)量大的地區(qū)節(jié)水效果遠(yuǎn)遜于滴灌系統(tǒng)，且噴灌系統(tǒng)一次性投入較高，對(duì)管理的要求也十分嚴(yán)格。截至1998年底，我國(guó)噴灌面積約160萬hm2，《中國(guó)灌溉農(nóng)業(yè)節(jié)水規(guī)劃》在預(yù)測(cè)，2020年將達(dá)到666.7萬hm2，說明我國(guó)的噴灌技術(shù)使用已經(jīng)較為廣泛。

2.3 渠道防滲技術(shù)在我國(guó)農(nóng)田水利灌溉中的應(yīng)用

相比于前兩種技術(shù)，渠道防滲技術(shù)僅在我國(guó)傳統(tǒng)的地面灌溉基礎(chǔ)上，對(duì)灌溉用水的運(yùn)輸渠道進(jìn)行了防滲處理，技術(shù)含量較低。傳統(tǒng)的渠道運(yùn)輸過程中，有50～60%的水分還未到農(nóng)田便已經(jīng)損失，因而渠道防滲可以快速廉價(jià)的提高我國(guó)的農(nóng)田灌溉水資源利用效率，而且省去了農(nóng)民灌溉農(nóng)田時(shí)看護(hù)水渠的工作，減少了工作量。渠道防滲技術(shù)可以快速有效的迅速減少我國(guó)農(nóng)田水利灌溉用水量，在我國(guó)特別是華北糧食生產(chǎn)區(qū)大量推廣和使用，但其仍未改變我國(guó)傳統(tǒng)的灌溉方式，且節(jié)水效果遠(yuǎn)遜于前兩者。

3 我國(guó)典型地區(qū)農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

3.1 新疆地區(qū)農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)使用現(xiàn)狀

新疆維吾爾族自治區(qū)總面積166.49萬km2，位于亞歐大陸中部屬典型的溫帶大陸性干旱氣候，其年均天然降水量?jī)H155mm，由于降水稀少，新疆農(nóng)業(yè)是典型的綠洲農(nóng)業(yè)，即農(nóng)業(yè)發(fā)展主要依靠水利灌溉，但是新疆水資源又極其短缺，地表蒸發(fā)量龐大，因而節(jié)水灌溉技術(shù)特別是滴灌技術(shù)的推廣在新疆十分必要和重要。新中國(guó)成立以來，經(jīng)過60多年的持續(xù)發(fā)展和推廣，目前新疆農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉廣泛推廣，高效的農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)日漸成熟，目前已成為我國(guó)最大的節(jié)水灌溉技術(shù)示范區(qū)。

與其他地區(qū)不同，新疆從事農(nóng)業(yè)的群體包括新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)和地方農(nóng)民。據(jù)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2000年兵團(tuán)采用滴灌技術(shù)澆灌棉花面積達(dá)到為24.98萬畝，2002年180萬畝，是2001年的7.2倍，2008年高達(dá)600萬畝以上，2010年農(nóng)業(yè)采用高效節(jié)水灌溉總面積接近1000萬畝。而在地方農(nóng)業(yè)發(fā)展中，由于兵團(tuán)的成熟技術(shù)推廣，2010年新疆除兵團(tuán)外高效節(jié)水灌溉面積高達(dá)1500萬畝，整個(gè)新疆自治區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉面積高達(dá)2500萬畝。截至目前，新疆已開發(fā)出并大量推廣了膜下滴灌、噴灌等適合新疆自然環(huán)境的田間高效節(jié)水灌溉技術(shù)，農(nóng)業(yè)年節(jié)水量在10億m2左右，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約水資源、防止特別干旱情況、增加農(nóng)作物產(chǎn)量、提高水資源利用效率等目標(biāo)，保障了農(nóng)業(yè)的科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展，但整體技術(shù)和管理水平較發(fā)達(dá)國(guó)家仍有差距。

3.2 河南省農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)使用現(xiàn)狀

河南省是我國(guó)最大的小麥生產(chǎn)基地，對(duì)于國(guó)家的糧食安全做出了巨大貢獻(xiàn)。河南省多年平均降水量776mm，每公頃土地平均水量?jī)H6075m3，在人口稠密、農(nóng)業(yè)用水量大的豫北和豫東平原地區(qū)，人均和公頃平均水量更低，因而河南地區(qū)農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣使用十分重要。

由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，河南省的農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用推廣較早，20世紀(jì)60～70年代就發(fā)展了地埋混凝土管道技術(shù)，提高了渠道運(yùn)水效率；70年代后期，部分經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)開始噴水灌溉和滴灌等節(jié)水技術(shù)的試驗(yàn)；80年代，全省開始大力推廣地面硬化渠道、低壓管道等節(jié)水技術(shù)。近年來，節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)應(yīng)用有了長(zhǎng)足進(jìn)步，渠道防滲技術(shù)、低壓管道灌溉技術(shù)、滴灌技術(shù)、噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)等得到了廣泛應(yīng)用。截止2004年底，全省采用地埋管道、硬化渠道、噴灌、滴灌、滲灌等技術(shù)發(fā)展的節(jié)水灌溉面積已達(dá)102.747萬km2，年節(jié)水量24.2億m3。然而截至目前，由于成本問題，河南的渠道防滲技術(shù)和低壓管道灌溉技術(shù)在農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)中所占比重大，滴灌、噴灌等成本較高的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用相對(duì)滯后。

4 結(jié)論

目前我國(guó)的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)已經(jīng)基本達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平，但節(jié)水效果卻遠(yuǎn)遜于發(fā)達(dá)國(guó)家，主要原因在于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣范圍太小和農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備的使用管理水平較低。由于目前節(jié)水效果優(yōu)良的噴灌、滴灌設(shè)備過于昂貴，農(nóng)民使用熱情很低，因而推廣過程受到很大阻礙，全國(guó)僅少數(shù)政策扶持大且極度缺水的地區(qū)，如新疆地區(qū)大面積推廣了該技術(shù)，其他地區(qū)的農(nóng)業(yè)節(jié)水措施大部分是在管道上下工夫，雖然性價(jià)比高，但節(jié)水效果遠(yuǎn)遜于滴灌和噴灌；在推廣了先進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的地區(qū)，由于管理水平的落后，節(jié)水效率也不及以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家。面對(duì)目前我國(guó)的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)面臨的問題，我們應(yīng)當(dāng)：

（1）加強(qiáng)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備的技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)，創(chuàng)造出適合我國(guó)國(guó)情的成本更為廉價(jià)的新型節(jié)水灌溉設(shè)備，便于在我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展中大量推廣。

（2）加強(qiáng)國(guó)家政策和資金扶持，并加強(qiáng)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣，提高農(nóng)民使用積極性。國(guó)家和地方政府應(yīng)當(dāng)加大農(nóng)業(yè)資金特別是水利建設(shè)資金投入，在全國(guó)范圍內(nèi)，特別是糧食主產(chǎn)區(qū)和極度缺水的地區(qū)扶持和推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)。

（3）加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，提高農(nóng)民對(duì)節(jié)水灌溉設(shè)備的管理水平。節(jié)水灌溉設(shè)備銷售人員和地方農(nóng)業(yè)技術(shù)員應(yīng)當(dāng)負(fù)責(zé)對(duì)農(nóng)民使用節(jié)水灌溉設(shè)備的培訓(xùn)以提高節(jié)水效率。

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)、人口大國(guó)，糧食安全關(guān)乎國(guó)家命脈，而水資源是農(nóng)業(yè)的命脈，我國(guó)水資源短缺的現(xiàn)狀要求我們必須大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)。目前我國(guó)的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)研發(fā)和推廣取得長(zhǎng)足進(jìn)步，但還存在很多問題，因而還需要加強(qiáng)研發(fā)，加大推廣和加強(qiáng)管理。

[1]周俊.節(jié)水措施在農(nóng)田水利灌溉中的應(yīng)用研究.環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2013（4）：85～87.

[2]王廣興.河南冬小麥的節(jié)水灌溉模式[J].經(jīng)濟(jì)視角，2013（8）：62～65.

[3]蘇薈.新疆農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)選擇研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2008：40～42.

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A

1005-7897（2015）08-0038-02

2015-8-5