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(yán)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(diǎn)，不足全國(guó)人均占有量的五分之一，屬?lài)?guó)際上認(rèn)定的嚴(yán)重貧水區(qū)，水資源供需矛盾十分突出。長(zhǎng)期以來(lái)，由于節(jié)水意識(shí)淡薄，用水管理粗放、用水浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)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(wèn)題在很大程度上要依靠節(jié)水予以解決，加強(qiáng)對(duì)我市節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究，以科技創(chuàng)新促進(jìn)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(jìn)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(shì)。

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(shí)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(diǎn)和主要目標(biāo)。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(zhǔn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的進(jìn)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(gè)基本環(huán)節(jié)中：

一是減少灌溉渠系（管道）輸水過(guò)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(guò)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)的地面灌溉技術(shù)為主的先進(jìn)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(yíng)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(shì)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(jìn)的地面灌溉方法無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志之一。精細(xì)地面灌溉方法的應(yīng)用可明顯改進(jìn)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(xì)平整技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的土地平整技術(shù)，國(guó)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(dá)到80%以上，田間灌水效率達(dá)到70%-80%，是改進(jìn)地面灌溉質(zhì)量的有效措施。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在采用地面灌溉實(shí)時(shí)反饋控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用數(shù)學(xué)模型對(duì)地面灌溉全過(guò)程進(jìn)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(píng)價(jià)精度和制定地面灌溉實(shí)施方案的準(zhǔn)確性。endprint

為減少來(lái)自農(nóng)田輸水系統(tǒng)的水量損失，許多國(guó)家已實(shí)現(xiàn)灌溉輸水系統(tǒng)的管網(wǎng)化和施工手段上的機(jī)械化。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外將高分子材料應(yīng)用在渠道防滲方面，開(kāi)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(kāi)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(shì)

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(gè)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(chēng)保護(hù)地栽培，是利用日光溫室、塑料棚等保護(hù)設(shè)施，人為地創(chuàng)造適于作物生長(zhǎng)發(fā)育的環(huán)境條件，從而達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效。其生產(chǎn)對(duì)象是供城市居民消費(fèi)的蔬菜、花卉等價(jià)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(guò)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(jìn)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(guó)內(nèi)，尤其在現(xiàn)階段我市應(yīng)在吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)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(diǎn)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(wèn)題，降低銷(xiāo)售價(jià)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(shì)，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(guò)關(guān)的問(wèn)題，研究生產(chǎn)適合城郊農(nóng)業(yè)各種作物在各個(gè)生育期使用的可溶性肥料，使灌溉時(shí)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(wèn)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(wèn)題。在這類(lèi)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(hù)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(kāi)采量來(lái)確定。在這種前提下，當(dāng)前這類(lèi)灌區(qū)大多數(shù)已不能對(duì)全部灌溉面積上的作物實(shí)行充分灌溉。要解決這個(gè)問(wèn)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(lái)的灌溉面積，對(duì)作物灌溉則采取非充分灌溉方法，即在水分對(duì)作物產(chǎn)量形成的最敏感時(shí)期實(shí)行充分供水，而在其他時(shí)期實(shí)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(duì)大田作物采用低壓管道輸水灌溉或噴灌，對(duì)經(jīng)濟(jì)作物可采用微灌。

2.3水庫(kù)灌區(qū)自壓管道輸水灌溉工程技術(shù)

在各區(qū)縣水庫(kù)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(diǎn)是解決規(guī)劃設(shè)計(jì)和田間用水管理的技術(shù)問(wèn)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(wèn)題需要解決。我市有29座中小型水庫(kù)，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(kù)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(zhēng)取早日解決上述問(wèn)題，為周邊農(nóng)業(yè)發(fā)展多做貢獻(xiàn)。

2.4引河補(bǔ)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(lèi)灌區(qū)發(fā)展節(jié)水灌溉時(shí)，既可以采用渠道防滲和先進(jìn)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(dòng)強(qiáng)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(jì)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(jī)械移動(dòng)式噴灌，而機(jī)械移動(dòng)式噴灌當(dāng)前首選的是卷盤(pán)式噴灌機(jī)；經(jīng)濟(jì)作物采用固定式微灌，并運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)。對(duì)于固定式噴灌，可適當(dāng)選用較遠(yuǎn)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(jī)耕，地埋壓力管與豎管連接的接頭應(yīng)設(shè)計(jì)在地表面以下。對(duì)于卷盤(pán)式噴灌機(jī)，目前最大的問(wèn)題一是噴灌所需的工作壓力高、能耗大，造成運(yùn)行成本高；二是田間需留出約2米寬的噴頭車(chē)行道，占地多且農(nóng)民不易接受。針對(duì)這些情況。應(yīng)研制一種小型卷盤(pán)式噴灌機(jī)，所需噴頭車(chē)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(pán)式噴灌機(jī)，可在與一般人工移動(dòng)式噴灌系統(tǒng)相同的田間條件下工作，所需的勞動(dòng)強(qiáng)度也將會(huì)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(diǎn)，適當(dāng)考慮干旱缺水地區(qū)特殊水源的開(kāi)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(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的提升，為我市提供適合的實(shí)用性應(yīng)用技術(shù)。

3.1研制抗堵、耐用、價(jià)廉的微灌灌水器，開(kāi)發(fā)新型微灌過(guò)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?yàn)榫匦蔚膰婎^，開(kāi)發(fā)適宜于園林噴灌的升降式噴灌裝置，改進(jìn)扇形轉(zhuǎn)動(dòng)的搖臂式噴頭，研制新型移動(dòng)式輕小型噴灌機(jī)組和智能控制低壓變量自走式噴灑機(jī)組；

3.3研究土地精平標(biāo)準(zhǔn)與激光控制平地技術(shù)，開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)激光控制平地鏟運(yùn)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(shí)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(kāi)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(dòng)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(jī)。

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

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(biāo)體系、作物非充分灌溉下的需水指標(biāo)體系和灌溉制度、作物調(diào)節(jié)灌溉的指標(biāo)體系，建立作物水分信號(hào)采集與缺水敏感指標(biāo)測(cè)定和作物精量控制灌溉方法、動(dòng)態(tài)配水系統(tǒng)下的非恒定流模擬仿真技術(shù)和水量實(shí)時(shí)調(diào)控方法等。研究?jī)?nèi)容無(wú)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(huì)加速我國(guó)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(duì)新技術(shù)的研發(fā)和對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的升級(jí)換代上。一方面，對(duì)噴微灌系統(tǒng)智能化自動(dòng)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(xì)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(dòng)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(duì)灌區(qū)輸配水系統(tǒng)自動(dòng)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(huì)顯著提高農(nóng)業(yè)用水開(kāi)源節(jié)流、土壤水庫(kù)充蓄增容、灌區(qū)用水與輸配水等方面的效率，有力地促進(jìn)對(duì)農(nóng)業(yè)水資源的高效合理利用。endprint