節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉效率的影響

蔣 海

（高臺(tái)縣水務(wù)局，甘肅 高臺(tái) 734300）

水資源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，可保障國(guó)家糧食安全，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，這也讓水資源的科學(xué)利用成為研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前來(lái)看，因?yàn)樗Y源短缺的問(wèn)題，我們國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到很大的制約，無(wú)法很好地實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)的目標(biāo)?；谶@一問(wèn)題，近年來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中愈發(fā)注重節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用，主要有微灌、噴灌、膜上灌水、小畦灌溉、管道輸水、智慧農(nóng)業(yè)灌溉，均有著較好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，值得推廣應(yīng)用[1]。按照《國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見(jiàn)》，進(jìn)一步做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的節(jié)水灌溉更加急迫和關(guān)鍵，需要從推廣節(jié)水灌溉技術(shù)和提升灌溉效率這兩個(gè)方面著手。為此，必須明確和掌握節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉效率的影響，以此更好地調(diào)整和完善節(jié)水灌溉技術(shù)，發(fā)揮好節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)灌溉效率中的正向影響。

1 節(jié)水灌溉技術(shù)與農(nóng)業(yè)灌溉效率的研究現(xiàn)狀

所講的節(jié)水灌溉技術(shù)是指以水資源節(jié)約為特征的灌溉技術(shù)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要因素，屬于技術(shù)密集型的生產(chǎn)要素。就節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)說(shuō)，可以很好優(yōu)化水資源的供給關(guān)系，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水資源的需求，同時(shí)可以改善生態(tài)環(huán)境，提升水資源的科學(xué)利用水平。單從生態(tài)效益這一方面來(lái)說(shuō)，通過(guò)大力應(yīng)用和發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)，可以很好地改善社會(huì)生態(tài)環(huán)境，形成一種綠色化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)。從經(jīng)濟(jì)效益這一方面來(lái)說(shuō)，節(jié)水灌溉技術(shù)的顯著特征是節(jié)約水資源，即使用最適量的水資源進(jìn)行農(nóng)田灌溉，避免出現(xiàn)水資源浪費(fèi)問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)可以創(chuàng)造更佳的經(jīng)濟(jì)效益，既可以控制水資源的使用量，也可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的增產(chǎn)提質(zhì)。在實(shí)際使用節(jié)水灌溉技術(shù)的過(guò)程中，會(huì)受到較多種因素的影響，甚至有一些因素會(huì)制約節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，采納節(jié)水灌溉技術(shù)的影響因素主要有水權(quán)制度、農(nóng)業(yè)水貧困指數(shù)、農(nóng)產(chǎn)品電商行為、補(bǔ)貼政策、應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)、個(gè)體意愿。受制于這些因素的影響，當(dāng)前階段的節(jié)水灌溉技術(shù)使用情況雖然有所好轉(zhuǎn)，但依然面臨較多的困境，還無(wú)法得到廣泛應(yīng)用。

在農(nóng)業(yè)灌溉效率的研究方面，當(dāng)前有關(guān)于農(nóng)業(yè)灌溉效率的測(cè)度、提高農(nóng)業(yè)灌溉效率的研究較多，取得了一定的研究成果，為后續(xù)的農(nóng)業(yè)灌溉工作提供了信息支撐。從微觀層面上來(lái)看，不同地區(qū)不同農(nóng)作物的灌溉效率存在一定的差異，平原地區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉效率相對(duì)較高，尤其是山東地區(qū)和河南地區(qū)的小麥灌溉效率均較高。在農(nóng)業(yè)灌溉效率的影響因素研究中，主要的影響因素有農(nóng)戶兼業(yè)程度、氣候變化、村莊特征、技術(shù)培訓(xùn)、提高水價(jià)、新型節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣、耕地質(zhì)量、土地規(guī)模[2]。其中新型節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣、提高水價(jià)、技術(shù)培訓(xùn)這三點(diǎn)因素均可以提升農(nóng)業(yè)灌溉效率，拓寬節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用范圍。

2 農(nóng)業(yè)灌溉中常用的節(jié)水灌溉技術(shù)

2.1 渠道防滲技術(shù)

在農(nóng)業(yè)灌溉中，渠道輸水是常用的輸水方式，但輸水過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)滲漏和蒸發(fā)的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，渠道防滲技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，優(yōu)勢(shì)在于輸水快、損失量少，對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉十分有利，所以是當(dāng)前一種重要的節(jié)水灌溉技術(shù)。從目前的渠道防滲技術(shù)應(yīng)用來(lái)看，主要有4種形式，三合土護(hù)面防滲、混凝土防滲、砌石防滲、塑料薄膜防滲，均有著較好的應(yīng)用效果。

2.2 管道輸水技術(shù)

管道輸水技術(shù)應(yīng)用時(shí)可以將水直接輸送至田間灌溉，當(dāng)前管道輸水中使用的管材主要有金屬管、混凝土管、塑料硬管。與渠道輸水相比，管道輸水過(guò)程中可以大大減少水的滲漏和蒸發(fā)損失，且有著輸水迅速、節(jié)水、省地的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯高于明渠。但在管道輸水技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，需要建設(shè)一系列的節(jié)水措施，會(huì)投入較大的成本，很難真正意義上實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水的目標(biāo)。

2.3 噴灌技術(shù)

噴灌是一種機(jī)械化和半機(jī)械化的灌溉方式，優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在3個(gè)方面，（1）有著顯著的節(jié)水效果，可以確保水的利用率達(dá)到80%以上；（2）作物的增產(chǎn)幅度大，且可以改善田間的氣候和生態(tài)環(huán)境；（3）可以避免出現(xiàn)過(guò)度灌溉的情況，所以不會(huì)誘發(fā)土壤次生鹽堿化的問(wèn)題?？梢酝茝V應(yīng)用在大田作物、蔬菜的灌溉作業(yè)中，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

2.4 微噴技術(shù)

微噴技術(shù)是一種新型的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，即微型噴灌形式。在微噴時(shí)主要使用塑料管道輸水，節(jié)水效果優(yōu)于噴灌，對(duì)調(diào)節(jié)田間小氣候有重要的作用，可增產(chǎn)30%以上。在當(dāng)前的微噴技術(shù)應(yīng)用中，溫室大棚、經(jīng)濟(jì)作物、果樹(shù)、草坪均較為依賴。

2.5 滴灌技術(shù)

滴灌技術(shù)在干旱缺水地區(qū)有非常廣泛的應(yīng)用，水的利用率可以達(dá)到95%。相比于噴灌技術(shù)，滴灌技術(shù)的節(jié)水增產(chǎn)效果更佳，且有助于提升肥效，能夠應(yīng)用在溫室大棚、蔬菜、果樹(shù)、經(jīng)濟(jì)作物的灌溉作業(yè)中。但滴灌技術(shù)也存在不足，比如滴頭在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中容易出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞的問(wèn)題，可通過(guò)加強(qiáng)水源的過(guò)濾處理力度來(lái)應(yīng)對(duì)[3]。

2.6 覆膜灌技術(shù)

覆膜灌技術(shù)使用時(shí)主要依賴地膜，需要借助地膜覆蓋田間的壟溝底部，確保灌溉水順利流入到作物根部，以此實(shí)現(xiàn)灌溉目標(biāo)。目前來(lái)看，覆膜灌技術(shù)在新疆地區(qū)有廣泛的應(yīng)用，水的深層滲漏和蒸發(fā)損失較小，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的節(jié)水效果，還可以發(fā)展膜下灌技術(shù)，同樣可以取得較好的節(jié)水效果。

3 節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉效率的影響研究

農(nóng)業(yè)灌溉效率是指在農(nóng)業(yè)產(chǎn)出和其他要素處于不變狀態(tài)下，最優(yōu)灌溉用水量與實(shí)際灌溉用水量之間的比值。在當(dāng)前的節(jié)水灌溉技術(shù)與農(nóng)業(yè)灌溉效率關(guān)系的研究中，主要使用兩種模型，即超效率SBM模型、Tobit模型。這兩種模型在變量選取、數(shù)據(jù)分析方面有著一定的差異，實(shí)際使用時(shí)應(yīng)格外注意。早期測(cè)度農(nóng)業(yè)灌溉效率時(shí)有兩種方法，一是隨機(jī)前言分析方法，二是數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法。相比于隨機(jī)前言分析方法，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法不需要設(shè)置具體的函數(shù)形式，所以不會(huì)因?yàn)楣潭ǖ哪Ｐ投l(fā)主觀偏誤的問(wèn)題。

3.1 超效率SBM模型

隨著數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法的應(yīng)用與發(fā)展，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域開(kāi)始將數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法作為基礎(chǔ)，使用超效率SBM模型開(kāi)展農(nóng)業(yè)灌溉效率的測(cè)度，優(yōu)勢(shì)之一是可以將松弛變量加入到目標(biāo)函數(shù)中。計(jì)算農(nóng)業(yè)灌溉效率時(shí)，可以使用這一計(jì)算公式，即。計(jì)算公式中的Ej表示第j個(gè)農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)灌溉效率，AIIj表示第j個(gè)農(nóng)戶在農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)的實(shí)際用水量，表示第j個(gè)農(nóng)戶在農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)用水的松弛變量值。除此之外，使用超效率SBM模型計(jì)算農(nóng)業(yè)灌溉效率時(shí)，要分析和確定出投入指標(biāo)與產(chǎn)出指標(biāo)。

投入指標(biāo)是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必須投入的要素，主要有勞動(dòng)、土地、資本、水資源。土地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著主體地位，是最為基本的自然資源；資本是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所投入的成本量，比如人工成本、種子購(gòu)買成本、農(nóng)膜購(gòu)買成本、農(nóng)藥購(gòu)買成本。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化背景下，雖然農(nóng)用機(jī)械很好地替代了人力，但勞動(dòng)力依然是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中較重要的投入要素。水資源可以保障農(nóng)作物健康生長(zhǎng)，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在農(nóng)業(yè)灌溉效率的研究中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的用水量往往無(wú)法得到最精準(zhǔn)的測(cè)量，所以多是將灌溉費(fèi)用作為水資源的指標(biāo)。產(chǎn)出指標(biāo)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所帶來(lái)的產(chǎn)出，當(dāng)農(nóng)作物的畝數(shù)不同時(shí)，產(chǎn)量也會(huì)不同，所以比較時(shí)會(huì)有一定的難度，可以考慮將產(chǎn)值指標(biāo)作為農(nóng)業(yè)產(chǎn)值。

3.2 Tobit模型

在使用超效率SBM模型完成農(nóng)業(yè)灌溉效率的測(cè)度后，便需要分析影響農(nóng)業(yè)灌溉效率的因素?？紤]到農(nóng)業(yè)灌溉效率是一個(gè)介于0～1的數(shù)值，使用傳統(tǒng)的普通最小二乘法回歸會(huì)出現(xiàn)偏差，所以近年來(lái)的研究中較少使用，轉(zhuǎn)而使用Tobit模型，可以較好地分析出影響農(nóng)業(yè)灌溉效率的因素。在使用Tobit模型時(shí)，模型形式和變量選取均是十分重要的，尤其是要結(jié)合實(shí)際情況選取變量，并做好定義。Tobit模型的模型形式是模型形式中的E指農(nóng)業(yè)灌溉用水效率，X指核心變量，表示農(nóng)戶是否決定采用節(jié)水灌溉技術(shù)，Z指控制變量，β是常數(shù)項(xiàng)，表示核心變量，γj表示控制變量的回歸系數(shù)，μ表示誤差項(xiàng)。

變量選取的重要性是毋庸置疑的，主要有4類變量，即核心變量、個(gè)體特征、經(jīng)營(yíng)特征、外部因素。核心變量的變量是節(jié)水灌溉技術(shù)，可定義為是否采用當(dāng)前所使用的節(jié)水灌溉技術(shù)，比如噴灌、滴灌。通過(guò)使用節(jié)水灌溉技術(shù)可以大大降低農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)的水資源浪費(fèi)，水資源的配置可以更加合理，有助于提升農(nóng)業(yè)灌溉效率。個(gè)體特征的變量包括年齡和文化程度，通常農(nóng)戶的年齡越大時(shí)，種植經(jīng)驗(yàn)會(huì)更加豐富，所以在選擇農(nóng)業(yè)灌溉方式時(shí)會(huì)更加合理，灌溉效率可因此得到提升。同時(shí)農(nóng)業(yè)灌溉效率的提升涉及到較多的專業(yè)知識(shí)，所以要求農(nóng)戶具備較高的文化程度，以便更好地使用灌溉技術(shù)和開(kāi)展管理工作。經(jīng)營(yíng)特征的變量是地形，主要分為平原和山地。平原地區(qū)的田地較為平整，水資源灌溉后可以較容易地被土地吸收，農(nóng)業(yè)灌溉效率可以因此而提升；山地地區(qū)的田地高低不平，水資源灌溉后容易流失，會(huì)引發(fā)水資源浪費(fèi)的問(wèn)題[4]。外部因素的變量名稱包括灌溉設(shè)施、資源稟賦、技術(shù)培訓(xùn)。當(dāng)村莊內(nèi)建有機(jī)井、泵站等灌溉設(shè)施時(shí)，無(wú)目的、無(wú)效的農(nóng)業(yè)灌溉會(huì)大大減少，農(nóng)業(yè)灌溉效率可以因此而提升；農(nóng)戶認(rèn)真參與農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的相關(guān)培訓(xùn)，則可以提升節(jié)水意識(shí)，也更容易掌握農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)。

4 利用節(jié)水灌溉技術(shù)提升農(nóng)業(yè)灌溉效率的策略措施

結(jié)合前人的研究成果，農(nóng)業(yè)灌溉效率主要受到核心變量、個(gè)體特征、經(jīng)營(yíng)特征、外部因素的影響，但4種因素的影響作用有一定的差異。相比之下，經(jīng)營(yíng)特征、核心變量、外部因素中的灌溉設(shè)施會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)灌溉效率產(chǎn)生很大的影響。但總的來(lái)說(shuō)，農(nóng)業(yè)灌溉效率除已經(jīng)明確的因素外，還有一些細(xì)節(jié)性、隱蔽性的因素，最終的節(jié)水灌溉效果容易受到影響。比如節(jié)水灌溉技術(shù)雖然具有較強(qiáng)的灌溉效率提升優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際操作時(shí)需要投入較大的成本，并且后續(xù)需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的維護(hù)，維護(hù)成本與管理成本均較高。再比如當(dāng)前階段農(nóng)戶對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)識(shí)不足，未能充分意識(shí)到節(jié)水灌溉技術(shù)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益，很大程度上制約著節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)灌溉效率也無(wú)法提升。

針對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況，為更有效地提升農(nóng)業(yè)灌溉效率，可以重點(diǎn)從3個(gè)方面著手。（1）進(jìn)一步做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)工作，基層農(nóng)業(yè)部門應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到節(jié)水灌溉技術(shù)推廣應(yīng)用的重要性，通過(guò)線上和線下方式為農(nóng)戶提供技術(shù)指導(dǎo)與服務(wù)，以求幫助農(nóng)戶轉(zhuǎn)變思想觀念，熟練應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)。（2）當(dāng)?shù)卣图夹g(shù)部門要進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)水灌溉設(shè)備設(shè)施的建設(shè)力度，為節(jié)水灌溉技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供良好的條件，發(fā)揮出節(jié)水灌溉技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)，助力農(nóng)業(yè)灌溉效率的提升[5]。（3）農(nóng)業(yè)灌溉效率會(huì)很大程度上受到經(jīng)營(yíng)特征的影響，但地形這一固定性因素?zé)o法改變，所以應(yīng)不斷優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，秉承適地適種的原則，山地可以重點(diǎn)種植需水量不高的作物，平原地區(qū)大力種植糧食產(chǎn)物和經(jīng)濟(jì)作物，在節(jié)約水資源的同時(shí)保障國(guó)家糧食安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)勢(shì)是毋庸置疑的，應(yīng)堅(jiān)定不移地做好推廣應(yīng)用工作，并通過(guò)不斷優(yōu)化節(jié)水灌溉技術(shù)提升農(nóng)業(yè)灌溉效率?？紤]到農(nóng)業(yè)灌溉效率受到較多因素的影響，除優(yōu)化節(jié)水灌溉技術(shù)外，還應(yīng)該不斷從農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化、人才隊(duì)伍建設(shè)、灌溉設(shè)備設(shè)施建設(shè)、技術(shù)宣傳推廣等方面著手，創(chuàng)造更有利于農(nóng)業(yè)灌溉效率提升的條件和環(huán)境，助力現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。