現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)淺析

李程瑤

摘 要：錦州市水資源嚴重不足，人均占有水資源量454m3，約為全省人均占有水資源量一半多一點，不足全國人均占有量的五分之一，屬國際上認定的嚴重貧水區(qū)，水資源供需矛盾十分突出。長期以來，由于節(jié)水意識淡薄，用水管理粗放、用水浪費現(xiàn)象比較嚴重。農(nóng)田大水漫灌現(xiàn)象仍然存在，渠系灌溉水損失很大，有效供水率低。因此做好農(nóng)業(yè)節(jié)水，研究農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)就顯得很重要。我市農(nóng)業(yè)缺水的問題在很大程度上要依靠節(jié)水予以解決，加強對我市節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究，以科技創(chuàng)新促進生產(chǎn)力發(fā)展，建立與完善適合我市的現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，將成為促進我市節(jié)水農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措之一。這里主要探討錦州市目前節(jié)水技術(shù)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)；節(jié)水； 技術(shù)分析

Modern technology of agricultural section water shallow noted

Li Chengyao

（ Liaoning Province Water Conservancy Bureau of Jinzhou City， Liaoning Jinzhou 121013 ）

Abstract： Jinzhou city is serious shortage of water resources， per capita water resources quantity 454m3， about the per capita share of water resources is a little more than half， less than the national average amount per capita 1/5， is internationally recognized the serious deficient water， the water resources supply and demand contradiction is very outstanding. Long-term since， the water-saving consciousness， extensive of the management that use water， water waste a phenomenon more serious. Farmland flood flooding phenomenon still exists， canal irrigation water loss is large， effective supply rate is low. So the research on water-saving agriculture， water-saving agricultural technology becomes very important. Our city agriculture the problem of water shortage relies heavily on water saving to resolve， to strengthen our city water-saving agriculture technology research， technology and innovation promote the development of productive forces， establish and perfect for our city modern water-saving agriculture technology system， will be the promotion of sustainable development of water saving agriculture in our city one of major strategy act. We mainly discuss the current Jinzhou water-saving technology development trend.

Key words： Agricultural Water-saving Technique

1.農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)基本情況

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中，把提高灌溉水的利用率、單方水的利用效率、水資源再生利用率作為研究重點和主要目標。在研究節(jié)水農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)上，提升節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的高科技含量，建立適合我市的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，加快由傳統(tǒng)的粗放農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化的精準農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的進程。

1.1節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用可大致分布在四個基本環(huán)節(jié)中：

一是減少灌溉渠系（管道）輸水過程中的水量蒸發(fā)與滲漏損失，提高農(nóng)田灌溉水的利用率；二是減少田間灌溉過程中的水分深層滲漏和地表流失，在改善灌水質(zhì)量的同時減少單位灌溉面積的用水量；三是減少農(nóng)田土壤的水分蒸發(fā)損失，有效地利用天然降水和灌溉水資源；四是提高作物水分生產(chǎn)效率，減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗，獲得較高的作物產(chǎn)量和用水效益。目前已經(jīng)建立了以高標準的襯砌渠道和壓力管道輸水為主的完善的灌溉輸水工程系統(tǒng)和采用了以噴（微）灌技術(shù)和改進的地面灌溉技術(shù)為主的先進的田間灌水技術(shù)，在一些地區(qū)已經(jīng)得到了大力推廣。

1.2農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)發(fā)展概況

隨著現(xiàn)代化規(guī)模經(jīng)營農(nóng)業(yè)的發(fā)展，由傳統(tǒng)的地面灌溉技術(shù)向現(xiàn)代地面灌溉技術(shù)的轉(zhuǎn)變是大勢所趨。在采用高精度的土地平整技術(shù)基礎(chǔ)上，采用水平畦田灌和波涌灌等先進的地面灌溉方法無疑是實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的重要標志之一。精細地面灌溉方法的應(yīng)用可明顯改進地面畦（溝）灌溉系統(tǒng)的性能，具有節(jié)水、增產(chǎn)的顯著效益。激光控制土地精細平整技術(shù)是目前世界上最先進的土地平整技術(shù)，國內(nèi)外的應(yīng)用結(jié)果表明，高精度的土地平整可使灌溉均勻度達到80%以上，田間灌水效率達到70%-80%，是改進地面灌溉質(zhì)量的有效措施。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，在采用地面灌溉實時反饋控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學模型對地面灌溉全過程進行分析已成為研究地面灌溉性能的重要手段。應(yīng)用地面灌溉控制參數(shù)反求法可有效地克服田間土壤性能的空間變異性，獲得最佳的灌水控制參數(shù)，有效地提高地面灌溉技術(shù)的評價精度和制定地面灌溉實施方案的準確性。endprint

為減少來自農(nóng)田輸水系統(tǒng)的水量損失，許多國家已實現(xiàn)灌溉輸水系統(tǒng)的管網(wǎng)化和施工手段上的機械化。近年來，國內(nèi)外將高分子材料應(yīng)用在渠道防滲方面，開發(fā)出高性能、低成本的新型土壤固化劑和固化土復(fù)合材料，研究具有防滲、抗凍脹性能的復(fù)合襯砌工程結(jié)構(gòu)形式。我市目前已開展渠道和管網(wǎng)相結(jié)合的高效輸水技術(shù)研究和大口徑復(fù)合管材的研制。

2.農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)發(fā)展趨勢

下面主要是探討不同的節(jié)水灌溉方法，哪種方法比較適合哪些地區(qū)，發(fā)展前景如何，今后可否大力推廣，以期為我市的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展打下一個良好的基礎(chǔ)。

2.1城郊農(nóng)業(yè)節(jié)水高效工程技術(shù)

城郊農(nóng)業(yè)栽培也稱保護地栽培，是利用日光溫室、塑料棚等保護設(shè)施，人為地創(chuàng)造適于作物生長發(fā)育的環(huán)境條件，從而達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效。其生產(chǎn)對象是供城市居民消費的蔬菜、花卉等價格高的作物。

城郊地區(qū)是發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水高效工程技術(shù)最理想的地區(qū)，在這些地區(qū)滴灌技術(shù)為最常用的節(jié)水灌溉技術(shù)。這種工程技術(shù)模式一般包括：水源工程、日光溫室（或塑膜大棚）、灌溉首部樞紐（水泵、控制設(shè)備、施肥設(shè)備、過濾設(shè)備）、輸水管道、灌水器。灌水器常用滴頭、滴灌管（帶）、涌水器，還可結(jié)合覆膜進行膜下灌溉。

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程技術(shù)裝備應(yīng)立足于國內(nèi)，尤其在現(xiàn)階段我市應(yīng)在吸收國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展適合我市城郊的農(nóng)業(yè)裝備。在城郊農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備方面，應(yīng)重點解決適合普通溫室應(yīng)用的成套微灌設(shè)備的材料配方、生產(chǎn)工藝問題，降低銷售價格、提高可靠性和耐久性，為最大限度發(fā)揮微灌設(shè)備在城郊農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)勢，應(yīng)花大力氣解決利用微灌設(shè)備施肥的技術(shù)落后和裝備不過關(guān)的問題，研究生產(chǎn)適合城郊農(nóng)業(yè)各種作物在各個生育期使用的可溶性肥料，使灌溉時能做到水肥同步，發(fā)揮最大的水肥綜合效益，這也是今后需要發(fā)展的大問題。

2.2純井灌區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程技術(shù)

目前我市的純井灌區(qū)，大多存在地下水位逐年下降，生態(tài)環(huán)境惡化的問題。在這類灌區(qū)，減少灌溉用水量的主要目的應(yīng)是改善水環(huán)境，恢復(fù)生態(tài)平衡，維護農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。因此，在灌區(qū)內(nèi)的作物灌溉用水量，應(yīng)按生態(tài)要求可供給的地下水開采量來確定。在這種前提下，當前這類灌區(qū)大多數(shù)已不能對全部灌溉面積上的作物實行充分灌溉。要解決這個問題可采取兩種辦法，一是減少灌溉面積，在余下的灌溉面積上，仍采用追求最高單產(chǎn)的傳統(tǒng)充分灌溉方法，其他面積則發(fā)展“雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)”；二是仍維持原來的灌溉面積，對作物灌溉則采取非充分灌溉方法，即在水分對作物產(chǎn)量形成的最敏感時期實行充分供水，而在其他時期實行少供水甚至不供水，不追求作物單產(chǎn)最高，而追求總產(chǎn)最高。在高效節(jié)水灌溉技術(shù)方面，一般對大田作物采用低壓管道輸水灌溉或噴灌，對經(jīng)濟作物可采用微灌。

2.3水庫灌區(qū)自壓管道輸水灌溉工程技術(shù)

在各區(qū)縣水庫周邊灌溉水源緊缺、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平高的灌區(qū)，采用自壓管道輸水灌溉工程技術(shù)是一種較理想的模式。其重點是解決規(guī)劃設(shè)計和田間用水管理的技術(shù)問題。另外，還有諸如管材選用、施工技術(shù)、渠管聯(lián)接、防淤積等一些技術(shù)問題需要解決。我市有29座中小型水庫，而我市又是遼西干旱地區(qū)，十年九旱，因此如何利用好現(xiàn)有的水源設(shè)施就顯得至關(guān)重要，今后在水庫灌區(qū)自壓管道輸水灌溉工程技術(shù)應(yīng)加大投入力量，爭取早日解決上述問題，為周邊農(nóng)業(yè)發(fā)展多做貢獻。

2.4引河補源渠井結(jié)合灌區(qū)節(jié)水灌溉工程技術(shù)

各區(qū)縣內(nèi)小型河道較多，渠井結(jié)合灌溉也是一種較好的灌溉模式，它主要有兩種形式，一種是在灌區(qū)上游用引河水灌溉，下游用井水灌溉，采用渠灌和井灌兩套灌溉工程系統(tǒng)；另一種是灌區(qū)內(nèi)同一地塊既用河水灌又用井水灌，共用一套灌溉工程系統(tǒng)。在這類灌區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉時，既可以采用渠道防滲和先進的灌水技術(shù)減少渠道輸水損失和田間灌水損失的工程技術(shù)措施，也可以渠道不防滲，田間灌水仍用傳統(tǒng)方法，而采用相應(yīng)的工程技術(shù)和管理措施提高灌溉水的重復(fù)利用量。

2.5減輕勞動強度提高生產(chǎn)效率的節(jié)水灌溉工程技術(shù)

這種模式一般在有經(jīng)濟條件的地方使用，包括在大田作物灌溉上采用固定式噴灌或機械移動式噴灌，而機械移動式噴灌當前首選的是卷盤式噴灌機；經(jīng)濟作物采用固定式微灌，并運用自動化控制技術(shù)。對于固定式噴灌，可適當選用較遠射程的噴頭，加大支管和噴頭的間距，減少管道用量，從而降低工程投資。也可選用諸如鋁塑管等新型的地埋壓力管材，降低管材投資。為不影響機耕，地埋壓力管與豎管連接的接頭應(yīng)設(shè)計在地表面以下。對于卷盤式噴灌機，目前最大的問題一是噴灌所需的工作壓力高、能耗大，造成運行成本高；二是田間需留出約2米寬的噴頭車行道，占地多且農(nóng)民不易接受。針對這些情況。應(yīng)研制一種小型卷盤式噴灌機，所需噴頭車行道很小，容易在種植作物的寬行中行走，噴灌所需工作壓力也應(yīng)大幅度降低。這樣的卷盤式噴灌機，可在與一般人工移動式噴灌系統(tǒng)相同的田間條件下工作，所需的勞動強度也將會大量減少。

3.現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的探討

以田間節(jié)水灌溉、灌溉用水管理等為重點，適當考慮干旱缺水地區(qū)特殊水源的開發(fā)與高效利用，研究現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)制一批新型的農(nóng)業(yè)節(jié)水新產(chǎn)品與新材料，促進節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的提升，為我市提供適合的實用性應(yīng)用技術(shù)。

3.1研制抗堵、耐用、價廉的微灌灌水器，開發(fā)新型微灌過濾器、注肥器及系統(tǒng)控制設(shè)備；

3.2研究節(jié)能異形噴嘴噴頭、可調(diào)仰角及可調(diào)霧化程度的噴頭、噴灑區(qū)域為矩形的噴頭，開發(fā)適宜于園林噴灌的升降式噴灌裝置，改進扇形轉(zhuǎn)動的搖臂式噴頭，研制新型移動式輕小型噴灌機組和智能控制低壓變量自走式噴灑機組；

3.3研究土地精平標準與激光控制平地技術(shù)，開發(fā)國產(chǎn)激光控制平地鏟運設(shè)備和相應(yīng)的液壓升降控制系統(tǒng)，提出與激光控制平地技術(shù)實施相配套的田間灌排工程系統(tǒng)模式，研究地面灌溉技術(shù)控制參數(shù)，開發(fā)田間波涌灌溉控制設(shè)備、田間多孔閘管灌溉系統(tǒng)和田間灌溉自動控制設(shè)備；

3.4研發(fā)適合家庭規(guī)模的可調(diào)式小型免耕坐水播種技水與設(shè)備，創(chuàng)制集灌水、播種、施肥于一體的新型多功能行走式局部施灌機。

4.現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究帶來的貢獻

在現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)方面，將提出作物高效用水生理調(diào)控指標體系、作物非充分灌溉下的需水指標體系和灌溉制度、作物調(diào)節(jié)灌溉的指標體系，建立作物水分信號采集與缺水敏感指標測定和作物精量控制灌溉方法、動態(tài)配水系統(tǒng)下的非恒定流模擬仿真技術(shù)和水量實時調(diào)控方法等。研究內(nèi)容無論是在應(yīng)用基礎(chǔ)理論上還是在技術(shù)上均具有源頭創(chuàng)新性，會加速我國現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的建立。

在現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)方面，主要表現(xiàn)在對新技術(shù)的研發(fā)和對現(xiàn)有技術(shù)的升級換代上。一方面，對噴微灌系統(tǒng)智能化自動控制、噴微灌條件下水肥高效利用調(diào)控、激光控制平地下的精細地面灌溉、渠道和管網(wǎng)相結(jié)合的灌溉系統(tǒng)高效輸水、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下的灌溉系統(tǒng)動態(tài)配水等新技術(shù)的研發(fā)，將大幅度提高灌區(qū)輸配水系統(tǒng)的工作性能和田間節(jié)水灌溉的技術(shù)水平，另一方面，對灌區(qū)輸配水系統(tǒng)自動化控制、灌區(qū)多水源優(yōu)化調(diào)配與決策支持系統(tǒng)、渠道防滲與抗凍脹、雨水集蓄高效利用、劣質(zhì)水灌溉利用等現(xiàn)有技術(shù)的改善與提高，將會顯著提高農(nóng)業(yè)用水開源節(jié)流、土壤水庫充蓄增容、灌區(qū)用水與輸配水等方面的效率，有力地促進對農(nóng)業(yè)水資源的高效合理利用。endprint