農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣及應(yīng)用

李 輝

(阜蒙縣大五家子鎮(zhèn)公共事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 阜蒙 123137)

0 引言

水資源是人類賴以生存的基礎(chǔ)和社會發(fā)展的基本保障，我國人均水資源水平不足世界平均水平的25%，屬于嚴重缺水國家。我國在頒布的《加快水資源管理利用發(fā)展》中明確指出，未來我國各行業(yè)水資源利用效率達到95%以上，到2030年全國各類生產(chǎn)水資源用水量不超過6 500億m3，高效節(jié)水技術(shù)達到世界先進水平。由此可以看出，水資源節(jié)約與高效利用是我國的主要發(fā)展目標與研究方向。

我國農(nóng)業(yè)水資源綜合利用效率較低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水與居民生活用水及工業(yè)用水相對較為粗放，對水質(zhì)量要求較低，因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大力發(fā)展水資源利用技術(shù)具有很大的生產(chǎn)潛力。近年來，隨著我國對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展新興技術(shù)的不斷深入研究，節(jié)水灌溉技術(shù)也呈現(xiàn)多元化發(fā)展。目前，我國節(jié)水灌溉技術(shù)主要為滴灌技術(shù)、滲灌技術(shù)、渠道防滲技術(shù)、加氣灌溉技術(shù)、咸水微灌技術(shù)等多元發(fā)展，根據(jù)我國不同地區(qū)及不同作物類型選擇適宜的節(jié)水灌溉技術(shù)。

1 國內(nèi)外農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 節(jié)水灌溉技術(shù)的定義

節(jié)水灌溉技術(shù)是指在保障作物產(chǎn)量的同時，引進抗旱作物品種或者通過發(fā)展田間灌溉布局與結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)灌溉水資源的高效利用，主要目的是通過最少的水資源消耗獲得更高作物產(chǎn)量的灌溉模式。我國是嚴重缺水國家，水資源短缺，水資源分配比例不均衡，因此，發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要組成部分，逐步建立田間精準用水技術(shù)，出臺節(jié)水補償政策，在各個區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增加對節(jié)水設(shè)施的引進，完善地區(qū)節(jié)水灌溉技術(shù)體系，在農(nóng)業(yè)研究中，大力研發(fā)抗旱品種。

1.2 節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國外農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程較快，農(nóng)業(yè)新技術(shù)研究較為深入。其中，以以色列節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展較為先進，位于世界領(lǐng)先水平。以色列在極度干旱的條件下實現(xiàn)了90%以上的農(nóng)產(chǎn)品自給自足，水資源利用率達到90%以上；美國借助先進的生產(chǎn)技術(shù)對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)與生產(chǎn)模式進行深入研究，并且建立一定的農(nóng)業(yè)用水調(diào)度體系，農(nóng)業(yè)節(jié)水效果十分顯著，后期逐步發(fā)展田間精準灌溉技術(shù)與智能化灌溉技術(shù)，按照不同作物類型及作物生長時期進行按需灌溉，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的同時實現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)。我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括研發(fā)抗旱作物品種、按照不同地域充分利用大氣水與地下水、建立節(jié)水灌溉設(shè)施、發(fā)展集雨農(nóng)業(yè)等提高我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)。

2 現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用

目前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括管灌、滴灌、滲灌、加氣灌溉及咸水微灌等。

2.1 管灌技術(shù)

管灌是將明水渠灌溉變?yōu)榘倒茌斔喔?，通過輸水管將水分直接輸送到田間，是我國節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的第一個節(jié)水舉措，通過田間試驗表明，可以提高水分利用效率20%～32%左右。

2.2 微噴灌技術(shù)

微噴灌技術(shù)是對傳統(tǒng)農(nóng)田噴灌技術(shù)的改進，通過固定管道線路或移動式管道線路進行田間作物噴灌，微噴灌技術(shù)用水量少，噴射面積小，因此適合用于大田低矮作物的灌溉，如花生、馬鈴薯及大豆等，微噴灌技術(shù)較噴灌技術(shù)可以提高水分利用效率50%左右。

2.3 滴灌技術(shù)

滴灌技術(shù)主要是依靠滴灌管道將灌溉用水通過滴灌管上的孔口或滴頭精準輸送到作物根部土壤進行精準灌溉，是目前被公認為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率最高的一種節(jié)水灌溉技術(shù)，可以更加精準地為作物根系提供水分及養(yǎng)分，可以最大程度地減少水分徑流與化肥污染。目前，滴灌技術(shù)在我國應(yīng)用面積逐漸擴大，應(yīng)用范圍逐漸廣泛(表1)。

表1 滴管技術(shù)在我國灌溉技術(shù)中的比重情況

2.4 滲灌技術(shù)

滲灌技術(shù)，又稱為地表下滴管技術(shù)，是將滴灌管道埋設(shè)在地表以下，借助毛細管自下而上的濕潤方法進行作物精準灌溉(圖1)，由于地表保持干燥，還可以保持土壤表層干燥，減少了雜草種子的發(fā)芽和生長。

圖1 滲灌技術(shù)田間示意圖

2.5 加氣灌溉技術(shù)

加氣灌溉技術(shù)是在地下滴灌的基礎(chǔ)上，通過向作物根部土壤增加空氣，或增加灌溉水中氧氣的方式，滿足作物根部土壤氧環(huán)境的需求，在提高灌水效率的同時可以有效緩解作物根部的缺氧癥狀，提高對水分及養(yǎng)分的吸收效率，達到節(jié)約灌溉用水的技術(shù)，多項研究表明，加氣灌溉技術(shù)可以提高水肥利用效率，提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)[1]。但是加氣灌溉是近幾年來開始的一種新型灌溉技術(shù)，尚未形成完善的技術(shù)體系，雖然在田間相關(guān)應(yīng)用結(jié)果均表明，增氧灌溉技術(shù)可以提高作物農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)，但是目前主要出于實驗室階段，尚未在全國范圍內(nèi)進行大面積推廣應(yīng)用。

2.6 咸水微灌技術(shù)

咸水微灌技術(shù)是對一些強耐鹽作物，如棉花等進行咸水灌溉，對于不耐鹽作物進行淡水灌溉，在作物播種前使用淡水灌溉，在后期適當應(yīng)用咸水灌溉，從而減少淡水資源的投入，降低淡水資源消耗。

2.7 化學(xué)節(jié)水技術(shù)

化學(xué)節(jié)水技術(shù)主要包括抗旱劑與保水劑。保水劑可以通過吸收土壤周圍及空氣中的水分形成水團，為作物提供水分，從而達到節(jié)約灌溉水的投入；抗旱劑，又稱為作物抗蒸騰劑，噴灑在作物表面，可抑制葉片氣孔張開度，減少作物的蒸騰作用，從而減少水分流失。

3 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉存在的問題

3.1 節(jié)水灌溉技術(shù)未得到廣泛應(yīng)用

由于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)理論體系相對較為成熟，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中需要投入田間設(shè)施，是一筆不菲的投入資金。在一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)較為落后的地區(qū)，農(nóng)戶文化程度較低，對新鮮技術(shù)接受程度較為困難，農(nóng)戶在種植過程中為了節(jié)省節(jié)水設(shè)備的投入與作業(yè)工序轉(zhuǎn)型困難等，依舊延續(xù)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)漫灌或者噴灌技術(shù)，水資源浪費嚴重。因此，政府部門應(yīng)該加大宣傳力度與基層技術(shù)宣傳，讓農(nóng)戶從根源上認識到節(jié)水灌溉對于我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要意義，政府加大節(jié)水補貼政策，提高農(nóng)戶的積極性[2]。

3.2 農(nóng)作物空間布局不完善

不同地區(qū)水資源不同，有些地區(qū)水資源及降雨量較為豐富，有些地區(qū)水資源短缺，降雨量較低，因此，根據(jù)不同地區(qū)合理進行農(nóng)作物種植對提高空間布局效率具有重要意義。在水資源豐富、降雨量豐富的地區(qū)種植耗水量較大的農(nóng)作物，在較為干旱的地區(qū)進行耐旱性作物的種植。我國西北地區(qū)水資源短缺，降雨量較低，東南部地區(qū)水資源較為豐富，不同地區(qū)降雨量情況如表2所示。根據(jù)不同地區(qū)選取適宜的作物品種與類別，實現(xiàn)水資源的合理分配與空間優(yōu)化，提高水資源的綜合利用效率[3]。

表2 內(nèi)陸地區(qū)2010—2020年均降雨量統(tǒng)計 單位：mm

3.3 專業(yè)技術(shù)人才、資金與設(shè)備缺乏

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要農(nóng)業(yè)知識豐富、多種學(xué)科交互融合的技術(shù)人員進行深入研究。在目前農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)中，相關(guān)研發(fā)人員知識儲備低，綜合知識應(yīng)用能力較弱，導(dǎo)致在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)中缺乏自主性與創(chuàng)新性，導(dǎo)致新型農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)中自主創(chuàng)新性低下，無法研究出適宜于不同地區(qū)、不同地形的節(jié)水灌溉技術(shù)，降低農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉生產(chǎn)效率。由于農(nóng)業(yè)節(jié)水復(fù)合型技術(shù)人員的短缺，相關(guān)節(jié)水灌溉技術(shù)措施轉(zhuǎn)型困難，因此，相關(guān)機械化節(jié)水設(shè)備研究較為落后，相關(guān)田間節(jié)水設(shè)施不完善，極大地限制了農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展。

4 促進農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)推廣與應(yīng)用的對策

4.1 加大宣傳力度，提倡應(yīng)用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)

在不同地區(qū)進行節(jié)水灌溉基地的建設(shè)，構(gòu)建一支節(jié)水灌溉技術(shù)隊伍，積極開展不同區(qū)域節(jié)水灌溉技術(shù)的順利推廣應(yīng)用。借助目前較為先進的網(wǎng)絡(luò)宣傳平臺，積極宣傳節(jié)水灌溉的優(yōu)勢，并給農(nóng)戶節(jié)水補貼與購買節(jié)水設(shè)施的相關(guān)資金補貼，提高農(nóng)戶對節(jié)水灌溉技術(shù)的認識與理解，便于在不同地區(qū)進行節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣與應(yīng)用[4]。

4.2 加大節(jié)水灌溉投資力度

首先，應(yīng)該加大農(nóng)業(yè)工程技術(shù)人員的培養(yǎng)與人才引進，只有引進高素質(zhì)專業(yè)人才，對不同地區(qū)的節(jié)水種植模式進行創(chuàng)新，提高節(jié)水灌溉措施的利用率與全國節(jié)水灌溉技術(shù)的全面推進；其次，鼓勵相關(guān)技術(shù)人員進入基層，走入田間，對農(nóng)戶進行技術(shù)培訓(xùn)，并且加大田間節(jié)水灌溉設(shè)施的購買補貼與研發(fā)資金投入，提高我國節(jié)水灌溉技術(shù)水平[5]。

5 結(jié)語

推進節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展中具有重要意義，是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中的重要組成部分。節(jié)水灌溉技術(shù)是一項系統(tǒng)發(fā)展工程，從技術(shù)實施到田間完善體系的建立都需要全面協(xié)調(diào)統(tǒng)籌推進。本研究通過對目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的節(jié)水灌溉技術(shù)中存在的問題進行分析，提出未來我國節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展方向與研究重點:

1)通過結(jié)合多種農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)改善現(xiàn)有節(jié)水灌溉系統(tǒng)，將田間灌溉技術(shù)與其他農(nóng)藥、化肥等進行配合使用，提高田間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少傳統(tǒng)施肥、植保等農(nóng)業(yè)措施存在的潛在污染，在推進節(jié)水灌溉技術(shù)的同時實現(xiàn)綠色可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展；

2)發(fā)展田間水分監(jiān)管與作物水分耗散系統(tǒng)，針對不同作物及相同作物的不同生育時期進行動態(tài)供水，實現(xiàn)田間水分精準灌溉，提高農(nóng)業(yè)智能化灌溉水平，實現(xiàn)對田間水分、養(yǎng)分自動補償機制，降低農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)運行成本，推動我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的智能化發(fā)展；

3)實現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，由于我國地域遼闊，地形地貌不同，不同地區(qū)水資源儲存量不同，因此，在不同區(qū)域發(fā)展不同的農(nóng)業(yè)種植，將耗水量較多的作物種植在水資源較為豐富的地區(qū)，抗旱作物種植在水資源短缺地區(qū)，實現(xiàn)資源合理配置。