浅谈农业节水灌溉技术

浅谈农业节水灌溉技术（精选8篇）

浅谈农业节水灌溉技术 篇1

一、节水灌溉技术类别

1、喷灌技术喷灌技术是利用成套的动力机、水泵给水加压，或利用水的自然落差将水通过管道输送到灌区，由管道上的喷头喷射到空中散成水滴，均匀地散布在田间进行灌溉。喷灌几乎适于所有的旱作物。

2、微灌技术微灌技术包括滴灌、微喷灌、脉冲灌、涌泉灌等。滴灌又根据设备工作压力不同分为常压滴灌和重力滴灌；根据设备铺设的方式不同又可分为地下灌溉和地表灌溉。它可根据作物的需水要求，通过灌溉控制、过滤系统及管道和安装在管道上的特制喷水器（滴头、微喷头、稳流器、分水器、滴灌带、喷水带等），将水和作物所需要的肥料、养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物的根部附近的土壤中。微灌主要用于局部灌溉。

3、渠道防渗技术渠道防渗技术是为了减少渠床土壤透水性或建立不易透水的防护层而采取的各种技术措施。常用的有混凝土衬砌、浆砌、石块衬砌、塑料薄膜防渗和混合材料防渗等。随着化学工业的发展和机械化施工技术的推进，膜料衬砌的比重日益增强。美国已实现从开挖渠床、铺设塑料膜直到填土或浇筑混凝土保护层都由机械完成。在我国，渠道衬砌逐步由单一材料向复合材料发展，梯形断面向弧形断面发展。探索出许多结构新颖、省材、抗冻、抗变形，防渗效果好的衬砌方法。

4、低压管道输水技术低压管道输水技术是利用机泵抽取井水，通过管道系统把水输送到田间对农田灌溉。水进入田间后仍属于地面灌溉的范畴。管道输水效率高、占地少、易管理，灌溉渠道管道化已经成为各国的共同发展趋势。美国约有50％的大型灌区实行了输水的管道化。日本土地有限，因此非常重视发展管道输水，70年代初，先在旱地灌溉系统中用渠道取代斗、农渠；70年代末开始用大口径管道输水干渠；到80年代中期，全国新建灌溉渠道的50％以上都实现了管道化。东欧各国也十分重视发展管道输水技术，罗马尼亚的灌溉系统中，斗渠以上采用V型渠槽，农渠以下全部采用管道输水。除新建灌区采用管道输水外，亦有不少国家将旧灌区改建成管道输水系统，加澳大利亚南部伦马克灌区，灌溉面积0.412万公顷，1975年改建为管道输水系统后，节约灌溉用水量33％，年运行费减少约22％。国外低压管道输水灌溉技术已趋成熟，今后的方向是开发性能更好，价格低的新型管材和各种先进量、放水设备及适合于多目标利用的系统与形式。

5、行走式节水灌溉技术行走式节水灌溉技术是利用农村已有的农用动力机械兼作灌溉动力，配套使用的灌溉设备，以增加流动灌溉的适应性。行走式节水灌溉机不要求田间工程设施，只要有水源就可以实现灌溉。该机都是组装的，装拆方便，所以那里干旱，就可以迅速组装一批灌水机具、配套使用的拖拉机，就可以实施行走式灌溉，以达到补水灌溉的目的。

二、灌溉制度

1、充分灌溉制度当作物在各个生育阶段所需的水分都得到充分满

足，即作物生长发育处于最佳水分环境，配合相应的农业管理技术，使作物产量达到最高，这种灌溉制度则称为充分灌溉，即称为充分灌溉。所谓的充分灌溉条件下的灌溉制度是指灌溉供水能够充分满足作物各生育阶段的需水量要求而设计制定的灌溉制度。长期以来，人们就是按充分灌溉制度来规划、设计灌溉工程，显然不节约水量。

2、非充分灌溉制度所谓非充分灌溉制度就是可供水资源不能充分满足作物各生育阶段的需水量要求，实施非充分灌溉条件下的灌溉制度。目前非充分灌溉理论研究比较薄弱，应用也不广泛，主要是由于非充分灌溉具有一定的风险性和条件性，需要在水源、雨情和墒情的监测、传感和信息处理方面具备一定条件及相应管理权限，把这些技术配套成模式化技术还需要时间。

三、田间辅助措施

1、秸秆覆盖蓄水保墒所谓秸秆覆盖系指利用农业副产品如茎秆、落叶、糠皮或以绿肥为材料进行的地面覆盖。农田覆盖一层秸秆后，一方面可使农田土壤表面免受风吹日晒和雨滴的直接冲击，保护土壤表层结构，提高降水入渗率；另一方面可隔断蒸发表面与下层毛细管的联系，减弱土壤空气与大气之间的乱流交换强度，可以起到抑制土壤蒸发的目的。

2、塑料薄膜覆盖保墒塑料薄膜覆盖栽培技术早期主要用于蔬菜、瓜类和经济作物，随着超薄膜的出现及其成本的降低，塑料薄膜覆盖在玉米、冬小麦、薯类等作物得到广泛应用。地膜覆盖的主要优点是，具有显著抑制田间土壤水分无效蒸发，集水、保墒、提墒；提高耕作层地温，改善作物中下部光照条件，促进作物生长发育，缩短作物生长期，避免冷冻灾害；抑制杂草生长等作用。地膜覆盖比秸秆覆盖更具有节水

浅谈农业节水灌溉技术 篇2

一、设施农业发展节水灌溉的必要性

灌溉是温室作物栽培中唯一水分来源, 灌溉用水消耗量大。温室设施是一个半封闭体系, 与大田作物栽培相比较, 具有湿度高, 室内风速度较低, 水分-土壤-植物-空气有着独特封闭性的特点。因此研究温室设施中作物节水灌溉技术, 同时结合温室湿度控制策略, 有效控制实施温室作物灌溉量, 缓和温室高湿环境的矛盾, 这对指导温室作物精量灌溉与按需灌溉, 进一步提高灌溉水的利用率和生产效率, 改善温室作物的生长环境, 以及改善作物品质与提高产量均具有十分重大的意义。

二、设施农业节水灌溉技术

1、畦灌

畦宽为蔬菜行距的整倍数, 黄瓜、茄子等宽行距蔬菜一般为2倍;甜椒等中等行距蔬菜为2~3倍;莴笋、豌豆等窄行距蔬菜为3~4倍;小葱、菠菜等密植蔬菜的倍数不严格。畦宽1~1.5m为宜, 畦宽与所采用的耕作机具的工作幅度相适应。一般畦长8~10 m, 行水平稳, 浇水均匀。畦埂底宽25c m, 高10~14cm。

2、传统沟灌

适用于灌溉设施农业宽行距作物, 如黄瓜、西瓜、西葫芦、番茄、豆类、草毒等蔬菜作物。沟灌法比较适宜的土壤是中等透水性的土壤。

传统的沟灌由于灌溉简便, 除水费外几乎没有其它投入, 仍然是目前蔬菜生产中的主要灌水方式, 水资源浪费严重, 蔬菜水分管理不合理, 尤其是空气相对湿度比棚室外高3~4倍, 一般在80%~90%。

3、膜下灌溉

采用地膜覆盖是抑制地面蒸发的有效措施, 应加大棚室蔬菜的地膜覆盖。在深秋、冬季和早春, 为了保证保护地环境具有适宜于作物生长的温、湿度条件, 在控制灌溉水量和水温的同时, 常采用膜下沟灌和膜下滴灌。

4、微喷灌

喷灌是通过管道系统利用喷头将低压水或化学药剂以微流量低压喷洒在枝叶上或地面上的一种灌水形式。喷灌系统支管通常与作物的种植方向一致, 但连栋式的日光温室中, 支管通常与大棚的长度方向一致;对于棚间地块采用喷灌时, 应考虑地块的尺寸。

5、滴灌

滴灌是一种先进的灌水方法, 也是当今世界上节水效果较好的一种灌溉方式。我国的滴灌技术在1974年由墨西哥引进, 它是通过输水管内有压水流经过消能滴头将灌溉水以水滴的形式一滴一滴地滴人蔬菜作物根部附近土壤进行灌溉, 膜下滴灌法是将滴灌管覆盖在膜下进行灌溉, 其目的是为了减少设施作物棵间蒸发, 降低环境湿度和尽量减少由于排湿和灌溉带来的降温作用, 使设施环境具有适宜的温、湿度条件和土壤具有良好的通透性。

6、地下灌溉技术

地下灌溉技术包括渗灌技术和地埋式滴灌, 前者是利用埋于地表下开有小孔的多孔管或微孔管道, 使灌溉水均匀而缓慢地渗入保护地作物根区地下土壤, 借助土壤毛管力作用而湿润土壤的灌水方法。后者是用埋在土层中滴灌管线, 将灌溉水直接送人作物根层土壤。地下灌溉技术具有节水, 比沟畦灌节水71%, 节能和便于中耕、不破坏土壤结构、降低保护地环境湿度、防止杂草丛生和病虫害发生、减少棵间蒸发量的特点。

结语

设施农业节水灌溉技术是一个系统工程, 逐步向适时适量、按需灌溉方向发展, 在充分利用灌溉水效率基础上, 按需精量灌溉策略成为设施农业节水灌溉的重要内容。在今后的研究中, 我们应将目光延伸到自动化领域, 采用现代化的科学技术, 在深化资源的合理配置、优化种植结构的基础上, 发展节水、节能、高产、高品质、高效益、高集约化的设施农业, 走农业和农村经济的可持续发展道路, 为节水型社会和新农村建设做出更大的贡献。

参考文献

[1]Hillel Magen.Prospects of Micro-Irrigation and Fertigation in Chinese agriculture[A].IBC conference.Funding and investing in Chinese agriculture projects an trade[C].Beijing, PRC.1998.1-2.

[2]杨培岭、任树梅:《发展我国设施农业节水灌溉技术的对策研究》, 节水灌溉, 2001, (2) :7-10。

[3]杨丽娟、张玉龙、李晓安等:《灌水方法对塑料大棚土壤一植株硝酸盐分配影响》, 土壤通报, 2000, 31 (2) :63-65。

[4]Chaney K.Effect of nitrogen fertilizer rate on soil nitrat content after harvesting winter wheat[J].Jagrc Sci, 1990, 114:171～176.

[5]程先军、许迪、张昊:《地下滴灌技术发展及应用现状综述Ⅱ》, 节水灌溉, 1999, 8 (4) :13—15。

[6]候松泽、张书等:《保护地滴灌黄瓜节子灌溉模式试验研究》, 黑龙江水利科技, 2001, (04) :11-13。

[7]乔立文、陈友、齐红岩等:《温室大棚蔬菜生产中滴灌带灌溉应用效果分析》, 农业工程学报, 1996, 12 (2) :34-39。

农业节水灌溉现状及措施浅谈 篇3

【关键词】农业节水灌溉；现状；问题；措施

1节水灌溉现状

1.1新技术推广过缓

目前，已经投入新型节水灌溉技术及设备的农田耕地未充分使用，在许多地区这些新技术也取得了显著的节水效果。例如，在一些科研园区、景光农业园、观光农业园、生态农业园区等。但受多方面因素的影响，这些节水灌溉技术并没真正得到推广和应用。现阶段农业发展部门管理制度还不尽完善，导致节水灌溉技术在农田使用中缺乏监督管理机制。农业技术人员的思想意识未达到相应的高度，使我国农田水利节水灌溉措施发展速度过缓。

1.2资金不足

1.2.1建设推广资金不足。尽管近几年国家对农业节水灌溉投入连年增加，但国家财政对节水灌溉措施所投入的资金仍不足。由于许多地区农田水利工程建设相对较早，这些水利工程已经出现老化现象，加上缺乏相应的资金维护，不能发挥原有的灌溉功能，使节水灌溉新技术不能起到应有的作用。财政方面的资金不足，制约农业灌溉工程的发展。因此，需要相关部门加大资金投入以及加强对节水灌溉技术措施的推广，使节水灌溉工程的经济效益得到充分发挥和体现。

1.2.2管理资金不足。资金不足也是制约当前节水灌溉管理的一个非常重要的问题，管理资金来源于财政拨款、地方自筹，还有一部分是水利灌溉自身的水费收入。专项管理资金不到位问题突出，配套资金到位难，工程维修改造投入相对不足，管理不规范。无法满足管理人员的正常收入，使管理工作无法正常开展。

1.3农民缺乏积极性

影响节水灌溉管理的另一个问题就是大多数农民文化水平偏低，政府对农民进行培训的普遍偏少，从事农业生产收入过低，例如某县粮食收购价偏低，物价上涨，农药、化肥、种子投入逐年加大，青壮年劳动力外出务工情况严重，造成农民对于节水灌溉不够关注，节水意识较差，重视不够。对于务农的重视程度不高，更不会在乎节水灌溉。农民对于农业科学知识掌握较少，不容易把握农作物生长期间的灌溉时期。对于节水灌溉的相关管理人员来说，也只能被动等待农民主动要求进行节水灌溉，而管理人员大多没有针对农业可持续发展进行充分的指导和建议，同时缺乏大力的宣传引导，更不利于农民对于节水灌溉的参与和重视。

2节水灌溉应注意的问题

2.1选择合适的灌溉技术

在进行农作物种植时，根据所选择种植作物不同，种植地区的土壤类型、降雨量等农业气候条件不同，选用的节水灌溉技术也不相同。应根据作物种类和环境，选择适合的节水灌溉技术，以保障农作物的灌溉。例如，一些经济效益较低，管理要求不高，种植面积较大的农作物，可采用以大面积灌溉为主导的节水灌溉技术；在一些产出效益较高的农作物灌溉，如经济效益较高的特种蔬菜、反季节蔬菜、花卉、苗木、水果、中草药等，应采用最优化的节水灌溉技术，如微灌和滴灌技术。总之，在进行农田水利和节水灌溉设施建设时，要选择合适该地区的节水灌溉技术，保证充分发挥水资源优势。

2.2根据国家相关政策，科学调整种植结构，因地制宜选择节水灌溉技术

在进行农田水利建设中选择节水灌溉技术时，应及时关注国家对农村、农业发展的政策，随时关注农业种植结构调整的相关政策和发展方向，灵活应用节水灌溉技术与设备，提高水资源利用率。进行种植结构调整可压缩耕作面积，退耕还林，退耕还草，改善当地的生态环境。尽量减少需水高的粮食作物面积，选择节水型的作物和节水品种，以此来扩大经济效益较高、低水耗的经济作物面积，提高经济效益与社会效益，促进农业生产可持续。

2.3制定合理的农业节水灌溉方案

为了合理控制农作物的用水量，应因地制宜地制定节水灌溉指标，由于所处的地区不同，种植的作物种类不同，种植季节不同，其所需水量也存在差异，应及时调整用水量。同时，应该逐渐增加需水量低的农作物种植面积，合理种植用水量高的农作物，提高农业水利工程中的节水灌溉技术，以增强农民节约用水的意识。

2.4培训相关专业技术人员，提高专业技能

在农业节水灌溉技术的发展和应用过程中，应切实提高农业专业技术人员的专业技能，定期开展专业培训，提高其专业知识水平，增强节约用水的思想意识。同时，不断加强专业队伍建设，提高技术人员的综合实力与专业素养，从而逐步实现节水灌溉技术的更新与发展。

3节水灌溉措施

3.1建立节水灌溉体系

实施农业节水灌溉以后，从增加粮食产量的角度来看，耕种面积在不断增加，因而无法有效控制总用水量，无法实现农业节水。因此，要实现农业节水灌溉，必须从长远宏观来考虑。建立农业节水灌溉体系，首先应建立起科学合理的节水灌溉管理制度。要科学评估生态环境的承载程度、地区可利用水资源的数量、地区降水量、降水季节的分布等因素。结合所在地农村的经济收入情况、地方财政收入情况等各种因素，综合统筹考虑，制定节水目标和考核管理制度，根据实际经济状况合理选用节水灌溉技术、节水灌溉设备，从根本上缓解水资源的匮乏问题，保证农业可持续发展顺利进行。

3.2合理规划

我国幅员辽阔，农田耕地分布区域广且复杂，各地区水资源情况和所种植农作物结构差异很大。其中比较典型的有灌区农田耕地、冲积平原或河流中下游农田耕地、黄土高原水资源严重缺乏的农田耕地。灌区地下潜水层的补给水源包括降水补给、渠道和排水沟渗漏补给、地下水补给、人工回灌等，可以作为一个调节水库使用。采用区域均衡法或地下水非稳定流2种方法对灌区水源进行科学分析，统一调度，合理统筹，以保证地表和地下水源得到合理开发和利用。处于冲积平原或者河流中下游的农田，因为地下水位较高，可以因地制宜发展井灌，为农田灌溉提供稳定的灌溉水资源；如果地下抽采严重，可以减少用水并控制上游引水，建设蓄水工程，引用河水存蓄。旱地无灌溉水资源严重缺乏的农田耕地可利用地面及小型水利工程，如水池、水坝、水窖、塘坝、堤堰等，在雨季拦蓄，山地丘陵地区采用小流域治理，总之必须根据实际情况因地制宜来确定。

3.3设立专项资金

农业节水资金来源主要是政府补助、集体出资、农民筹资、企业赞助等。由于地区经济发展不均衡，为了保证农业节水专项资金有效落实，应结合区域经济状况核定当地农业节水工程的专项资金，其中经济条件差的地区的农业节水工程资金由政府出资；经济条件好的地区的工程资金可以通过吸纳社会投资、进行节水补贴等形式筹集。总之，各级政府要加强对农业节水的重视，保证资金投入并加强监督，积极引导农民修建节水工程和应用节水灌溉技术。

4结束语

水资源短缺与农业节水是我国不得不面对的实际国情，节水灌溉是今后农业灌溉的发展方向，应综合考虑经济、技术、社会等因素，使选择的节水灌溉方式更加科学、更加经济，更合理可靠，确保未来农业可持续发展。

参考文献

[1]李克民，杨久巨，李民.节水灌溉措施在农业生产上的综合利用[J].农业科技通讯，2015（11）：146-149.

浅谈节水农业的发展 篇4

【摘 要】水资源短缺是制约我国经济发展的首要资源环境问题之一。随着国民经济快速增长，水资源“瓶颈”问题日益显现，如何解决这个问题，成为社会普遍关注的问题。

【关键词】节水农业发展；问题；方向

1.节水农业发展的必要性

1.1 我国年水资源总量约2.7万亿立方米，居世界第六位，但人均占有量仅2250立方米，只有世界平均水平的1/4，若按亩均算每亩1300立方米，只有世界平均水平的一半。截止2012年底，全国已有600多座城市缺水，每年城镇缺水200亿立方米以上，而农业用水每年亏缺300亿立方米，全国农村有2000万人口饮水困难。所以，水资源短缺是制约我国经济发展的首要资源环境问题之一。随着国民经济快速增长，水资源“瓶颈”问题日益显现，如何解决这个问题，成为社会普遍关注的问题。

1.2 据预测，在2030年后我国人口将达到16亿高峰，需要粮食增长到6.4至7.2亿吨才能满足需求，按照现有水平预测，为了满足这种粮食需求，灌溉面积需要发展到9亿亩，此时，用水量将从现状的4000亿立方米增长到6650亿立方米。从目前我国水资源供需状况来看，如此大量的农业水资源供给是不可能实现的。出路只有一条，提高水资源利用率和利用效率，节水型农业发展是唯一的办法。

2.节水农业发展存在的问题

节水农业发展虽然取得了一定成就，但也存在一定的问题，主要表现在：

2.1 节水农业技术不普及。目前，我国水资源短缺与粗放低效利用的状况并存，而水资源的粗放低效利用，又加剧了水资源短缺程度。目前，农业灌溉用水约占全社会用水量的70%，但由于输水方式、灌溉方式、农田水利基础设施、耕作制度、栽培方式等方面的问题，我国农业用水的利用率很低，渠道灌溉区只有30%～40%，机井灌溉区也只有60%，所以现状农业用水浪费严重。

2.2 理论认识上存在偏差。目前，在我国节水农业发展问题上认识还存在一些偏差，主要表现在以下几个方面：第一，节水农业看技术含量，认为高新节水技术才是节水，而那些技术实用性强、效率高的“土”技术没有得到足够的重视；第二，注重工程节水，忽视农艺节水，把节约水在输送和灌溉过程中的浪费作为主要技术内容；第三，节水灌溉农业和旱作节水农业分离，水利部门基本注重灌区，农业关注旱区，两者不相往来，旱作节水与灌区节水发展不平衡，制约了节水农业的发展。

2.3 节水农业创新水平不高。但从整体上看，我国节水农业技术引进的多，自主开发的少，产业化程度低，整体配套性差，如喷微灌设备、节水作业农机具、难以满足显示需求。我国拥有自主知识产权的节水高新技术还很少，推广国外产品，成为一些技术推广部门的经营的主项目，提高农业节水创新水平，满足我国农业节水的需求，是摆在我国节水面前的重大课题。

2.4 农业节水系列标准的不完善。农业节水系列标准是衡量节水农业的尺子，具有可操作性的东西。尽管目前采取了多种节水农业技术措施，但如何进行衡量和度量还缺乏统一的标准和指标体系，很多。如投资与效益的比例，多大才是节水效益优的，效益的衡量的时伟哥 http://weigegongxiao.51sole.com

空范围多大，都没有明确界定，这样，对于衡量节水农业是导致众说纷纭。对于一个节水工程而言，局部是节水效益高的，但从整体上来考察则是不节水无效益的。

2.5 注重单项技术，缺乏深入的节水技术综合集成。目前在我国节水农业发展过程中，往往只注意单项的工程技术如渠道防渗、低压管道输水、喷灌和微灌的推广，缺乏将这些技术和农业措施紧密结合的综合集成技术，导致单一技术的推广出现困难，甚至夭折现象的出现。工程节水技术与非工程节水技术相结合，形成高度集成的综合节水技术体系是当前节水农业技术发展的方向，也是许多国家研究的热点。

3.节水农业发展的方向

3.1 进一步确立节水农业的重点。确立节水农业的重点，是节水农业“有所为，有所不为”的具体体现，是确立投资重点的方向性问题。目前，我国节水农业的重点是在灌区的节水工程上，应该进行战略性地调整，确立我国节水农业发展灌区和旱区节水农业并重的节水方针，节水的重点是田间，通过农艺等多种措施，减少无效蒸发，提高水资源利用率和利用效率。

3.2 建立长效的节水农业机制。通过机制的建立，促进节水农业的长效的发展是目前我国节水农业发展面临的重要课题。长期以来，我国的节水农业靠政府推动，一些地方出现了非常尴尬的局面，一些节水工程成了“参观工程”，成了摆设，国家政府推广的时候，用一用，之后有的就废弃了，即浪费了资金，也在农民中造成恶劣的影响。应该建立长效的节水农业发展机制，充分调动农民的积极性，让其在节水农业中获得实实在在的利益，在市场条件下变成自觉的行动。

3.3 将节水农业作为战略性工程实施。节水农业的发展不仅是农业本身的过程，而是涉及到国民经济发展的大系统工程，国家将其作为一项战略性工程来实施。作为战略性工程，国家应该加大起投资力度，采取各种措施进行优惠，吸引各种资金投入节水农业工作中。完善其法律法规。加强起领导，运用科学的发展观统筹节水农业的发展，将其纳入国家的发展规划并严格的加以实施。

4.结束语

总之，我们应该根据区域性水资源特点，建立一批高标准节水农业科技示范区，因地制宜地采用成熟的综合配套技术，加快现有技术的组装配套和大面积的推广应用，为节水农业重大科技工程提供有效的技术支撑。

浅谈农业节水灌溉技术 篇5

1现代节水农业技术研究现状分析

在我国节水经验不断积累和实践的农业生产过程中，我国节水农业技术创新和研究成果的应用发挥了十分重要的作用，但是在技术研究过程中依然存在很大的瓶颈，主要表现为我国现有节水技术还不能为建立一个现代高效节水农业体系而提供完善的技术支持，在经验和数据不断积累的基础上，缺少对节水农业发展相关的应用技术研究。在节水技术研究和发展过程中，依然缺乏有效地监督和管理，缺乏规范化、定性定量以及综合节水农业技术体系。在我国节水农业系统中，节水设备不能紧跟现代农业建设和发展的步伐，很多设备都比较落后，在使用过程中表现的很不稳定，而且出现故障的概率很高。此外，我国节水设备的研究还不是很令人满意，很多节水材料和技术都远远落后于发达国家。同时，我国的现代节水农业技术还没有建立完善的制度，对农业节水的信息技术的传播比较落后，其信息的可靠性也比较差，相关的技术人员对节水农业技术不是很重视或者说重视程度不足。

浅谈农业节水灌溉技术 篇6

(西北农林科技大学

陕西省杨凌712100

许 迪

(中国水利水电科学研究院水利所

摘要 论述了发展我国现代农业节水高新技术的战略地位;指出现代农业节水是一个跨多学科的高科技问题,需要生物、水利、农艺、材料、信息、化工、环保等多方面的技术支撑;提出了发展现代农业节水高新技术的目标、原则。现代农业节水高新技术研究的主要内容有:①现代农业节水前沿技术,具体包括:植物高效用水生理调控技术;作物需水信息采集与精量控制灌溉技术;作物控制性分根交替灌溉新技术。②现代农业节水关键平台技术及新产品,包括:田间节水灌溉技术设备及新产品;新型节水专用材料与生化制剂;农艺节水技术;现代灌溉系统水量监控与调配技术及新产品;劣质水资源化与灌溉利用技术。③现代农业节水技术集成示范工程与产业化。最后分析了现代农业高新技术研究可能产生的突破与贡献。

关键词 农业节水 高新技术 节水灌溉 现代农业

Reflection on High-tech Development Strategies for Water-Saving of Modern Agriculture in C hina Kang Shaozhong 1 Xu Di 2(1.North west Sci-Tech Univers ity of Agriculture and Forestry ,Yangling 712100,China;2.China Institute of Water Resources and Hydropower Research ,Beijing 100038,China

A bstract :The strategic position of high-tech for developing China ′s modern agricultural water-saving is discussed;it is pointed out that the modern agricultural water-saving is a high-tech problem ,which deals with a wide ran ge of scientific flelds ,including biology ,water resources ,agronomy ,materials ,information science ,chemical industry ,and environ mental protection etc..The Aim and principle for developing high-tech of modern a-gricultural water-saving are proposed.The main research contents of high-tech for modern agricultural water-saving include :1.leading edge techno-ogy for modern agricultural water-saving ,including regulation and control techniques for plants ′high-product water use physiology ,collecting crops ′water demand informations and accurate control irrigation techniques ,new control techn iques of root-division alternative irrigation for crops;2.key platform techniques for modern agricultural water-saving and new products ,includin g field water-saving irrigation technical equipments and new prod-ucts ,new special materials for water-saving and biochemical agents ,agronomy water-saving techniques ,water volu me monitoring and allocation tech-niq ues for modern irrigation system and new products ,poor-q uality water resources and irrigation utilization techiques;3.demonstration projects of modern agricultural water-savin g techniques integration and industrialization.Finally ,possible breakthroughs and contributions with modern agricul-tural high-tech researches are anal yzed.Key words :agricultural water-savin g

high-tech

water-saving irrigation

modern agriculture 1 发展我国现代农业节水高新技术的战略 地位

我国水资源供需矛盾日益尖锐、农业用水浪费严重、水污染问题突出,已成为严重制约我国国民经济可持续发展的瓶颈,是影响到国家安全的重大战略问

题。我国的农业缺水问题在很大程度上要靠节水解决,发展现代农业节水高新技术是保障我国人口高峰期食物安全、水安全、生态安全及整个国家安全的重大战略。

我国水资源总量为28100亿m 3,人均水资源量约2200m 3,约为世界平均的25%。预计到本世纪30年代,人口达到16亿高峰时,在降水不减少的情况下,人均水资源下降为1760m 3,将逼近国际上公认的1700m 3的严重缺水的警戒线!我国水资源时空分布不均,与国民经济发展的布局严重错位。地处

长江淮河一线以北的广大地区总面积占全国土地面积的65%,人口占40%,集中了我国的重要能源、化工等基地和全国51%的耕地,但水资源总量只占全国的20%,许多地区人均水资源已大大低于1700m 3的缺水警戒线,区域性缺水更为严重。

我国在水资源紧缺的同时,农业用水浪费却相当严重。一是灌溉水的利用率低。渠灌区渠系损失达50%~60%,井灌区水的损失也达40%,浪费极为严重。二是自然降水利用率低。我国主要依靠降水的旱农区约有8000万hm 2,70%分布在年降水250~600mm 的北方地区,由于粗放经营,农田对自然降水的利用率只有56%,而这其中还有26%的水分消耗于田间的无效蒸发。三是农业用水的效率不高。按最新统计估算,我国农业灌溉水的利用效率仅有1.0kg /m 3左右,旱地农田水分利用效率为0.60~0.75kg /m 3,全国平均水的利用效率约为0.8kg /m 3。上述指标远低于发达国家的水平。可见,在缺水现象的背 中国农村水利水电·2001年第10期 后蕴藏着巨大的节水潜力。

农业是我国用水最多的产业,也是节水潜力最大的产业。目前,我国灌溉用水总量3600~3800亿m3,占全国总用水量的65%。按照水利部、中国工程院等的预测,在不增加灌溉用水的条件下,2030年全国缺水高达1300~2600亿m3,其中农业缺水500~700亿m3。如果我们把农业灌溉水的利用率由目前的0.45左右提高到发达国家的0.7,则仅节水灌溉一项即可节水900~950亿m3!如果我们同时能够提高单方水 的效率,农业不仅可以解决7亿t左右食物生产的用水,还可以富余出400~500亿m3的水用于国民经济的其他重要领域,这无疑对整个国家的社会安全和经济安全是一个重大的贡献。

近年来,我国的农业节水工作得到了党中央、国务院、党和国家领导人的前所未有的高度重视。党的十四届五中全会和十五届三中全会相继强调指出:“增加有效灌溉面积,大力普及节水灌溉技术”和“大力发展节水农业,把节水灌溉作为一项革命性措施来抓”。党的十五届五中全会通过的中共中央关于制定我国国民经济发展的第十个五年计划的建议中也对我国的水资源短缺和农业节水问题给予了前所未有的重视。在九届人大二次会议的《政府工作报告》中也提到:“大力发展节水农业,推广多种形式的节水技术”。江泽民总书记在1999年视察黄河时强调指出:“当前要把节约用水作为一项紧迫的首要任务抓紧抓好。改变大面积漫灌这种粗放式的耕作方式,实现农业的集约式发展。”李鹏委员长1998年在参加九届人大一次会议安徽代表团时的讲话中谈到:“中国发展农业除了采用现代先进技术外,一个核心的问题就是要搞节水农业。”李岚清副总理1999年以来对节水灌溉作了三次批示,指出:江泽民同志十分关心节水问题,并列入十五大、中党委工作要点和政府工作报告等重要文件,望能列入重大可持续发展战略,并给予更大力度的支持。他还希望有关高校和科研机构加快适合我国国情的农业节水技术的研究,让广大农村尽快用上易于推广、成本低、效益好、多种形式的节水灌溉设备。2001年8月李岚清副总理又批示:“水是人类生命之源,节水是维持生命延续永恒的主题,要根据中国国情、地情因地制宜地研究发展多种模式的节水灌溉,发展节水灌溉产业”。所有这些表明,加大农业节水技术的研究开发和推广力度,尽快建立适合我国国情的农业节水技术体系,已成为保障我国水安全、生态安全不可替代的和刻不容缓的重大战略举措。现代农业节水是一个跨多学科的高科技问题

现代农业节水技术如喷微灌是节水和农业高效用水的措施之一,但并不是喷微灌管道安装好了就是节约用水了。现代农业节水技术是在传统节水技术的基础上,以高产、优质、高效、安全和改善生态环境与可持续发展为目标,通过应用现代生物、信息和新材料等技术,大幅度提升农业节水的科技水平,促进农业节水技术向着定量化、规范化、模式化、集

成化和高效持续方向发展,形成具有国际竞争能力的农业节水高科技产业,实现节水高效农业的跨越式发展。

随着20世纪中叶以来科学技术出现的重大突破,农业灌溉用水管理中,大量的借助于土壤水动力学、植物生理学的理论、现代数学方法和计算手段等,试图从整体上相互作用上考虑水土作物大气之间的相互关系,定量描述土壤植物大气连续体中水分、养分运移转化过程,制定科学的水肥调控方案,使农业节水的研究由单纯的实验性质变为一门有较严谨的理论基础和定量方法的科学。计算机技术、电子信息技术、红外遥感技术以及其他技术的应用,使土壤水分动态、水盐动态、水沙动态、水污染状况、作物水分状况、农田微气象数据等方面的监测、采集、处理技术得到发展,并促进农业用水管理水平的提高,进行科学的水管理。如精准灌溉(Precision Irriga-tion是精准农业(Precision Agriculture的一个组成部分。精准农业代表着20世纪90年代农业生产的最高水平。西方国家“精准农业”的主要内容是运用全球卫星定位系统(GPS和地理信息系统(GIS、遥感技术(RS和计算机控制系统,按照田间每一操作单元的具体条件,精细准确地调整各项土壤和作物管理措施,最大限度地优化使用各项农业投入,以获取最高产量和最大经济效益,同时保护农业生态环境,保护土地等农业自然资源。因此,在水资源十分紧缺的条件下,未来“精准灌溉”管理系统在我国的发展和应用应当是有前景的,将成为我国21世纪农田灌溉学科的发展热点和新的农业科技革命的重要内容,以及提高农业用水效率和单位面积产量的关键。材料技术的创新也将使渠道防渗、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨技术产生突破。农业节水由过去丰水高产型灌溉向节水优产型的非充分灌溉,以及充分考虑作物生理特性的主动施加有益亏水度的调亏灌溉,畦灌向喷微灌、单一灌向肥药联用以及多种现代覆盖材料等方面发展,组成现代节水系统工程。

农业用水的浪费主要发生在渠系输水、田间灌水、土壤储水保水和作物用水等环节。要提高农业用水的水利用率和水的生产效率,不仅涉及到土壤植物大气系统中的界面过程、水分传输和系统反馈的机制、水分调控的途径以及大气水、地表水、地下水、土壤水的转化关系,还涉及到利用现代高技术对水资源、土壤水分和作物水分进行监测监控,采集作物对缺水反应的信息并根据作物需水规律进行精量

灌溉,开发有特殊环境参数要求的抗低温、耐老化的新型节水材料和设备等一系列与农业节水相关的前沿性高技术和关键技术。因此,必须以农田土壤作物大气系统(SPAC水分动力学,灌溉水土壤水作物水光合作用干物质量经济产量转化效率关系,水土作物环境关系等具有多学科交叉性和综合性的若干重大前沿性问题研究为基础,探索现代农业节水技术体系,达到同时提高水的利用率和水的生产效率的目的。

现代农业节水是一个跨多学科的高科技问题,需要生物、水利、农艺、材料、信息、化工、环保等多方面的技术支撑。但目前在农业节水领域还缺乏适合中国国情的技术体系和产品。因此,迫切需要对农业节水前沿性问题进行原创性研究,通过水土植物关系、干旱条件下植物根信号传输和气孔反应的机制、干旱胁迫锻炼对植物超补偿功能的刺激等问题的研究,带来节水原理与技术的创新,促进节水新思路的问世和源头高技术的产业;需要研究一批新的关键平台技术,带动农业节水常规技术平台的提升;需要开发一批新的节水新产品,促进产业化。发展我国现代农业节水高新技术的目标与原则农业节水涉及水源、输配水、灌水、保水、用水等五个大部分环节和相应管水措施,基础在于生物学和工程技术两个方面,既不是简单的节水灌溉问题,也不是简单的农艺或生物节水问题。因此,需要将水利工程、土壤学、作物等学科有机结合起来进行研究,形成多学科相互交叉、渗透的新的研究领域。必须把农田SPAC中的水分运行过程的研究和最优调控降水(灌溉水土壤水作物水光合作用干物质量经济产量过程作为研究主线,由水分调控、水肥耦合、作物生理及作物遗传改良等三个方面,探索提高各个过程中水的转化效率与生产效率的机理,研究其实现途径。

农业节水研究是一个有明确应用目标的领域,因此,不应仅局限于一些纯的机理性的研究。要在解决其重大科学问题的同时,为农业高效用水探索出新的途径,为开发新技术指明方向,并应具有前瞻性。做到既在解决科学问题上具有重大作用,又要为解决我国国民经济可持续发展所面临的水危机做出实实在在的贡献。

发展我国现代农业节水高新技术应以建立具有中国特色的现代农业节水高新技术体系为目的,以保障国家安全、食物安全和生态安全为目标,以提高渠系水利用

率、农田水利用率、作物水分生产效率和农业生产效益为核心,选择现代农业节水技术领域的若干重大技术实施重点突破,按照现代农业节水前沿技术、关键平台技术与新产品、技术集成模式与示范工程及产业化三个层次,研究一批植物高效用水生理调控及植物缺水信息采集与精量控制灌溉技术为重点的现代农业节水前沿高技术,研究和开发一批适合国情的高效、低能耗、低投入、多功能的农业节水关键平台技术和新型节水材料及制剂,带动现代农业节水技术的有机集成和示范及产业化。大幅度提高农业用水效率和效益及农产品的国际竞争力,推动农业产业结构调整,促进国家节水目标与农民增收目标的有机融合,推动我国农业节水的跨越式发展,为在未来30年农业用水零增长条件下人口高峰期食物安全提供现代农业节水的高技术支撑。我国现代农业节水高效技术研究的主要内容 4.1 现代农业节水前沿技术

围绕作物生理需水与用水、精量控制灌溉等领域,对现代农业节水前沿技术问题进行原创性研究,通过水-土-植物关系、干旱条件下植物根信号传输和气孔反应的机制、干旱胁迫锻炼对植物超补偿功能的刺激等问题的研究,带来节水原理与技术的创新,促进节水新思路的问世和源头高技术的产业;研究一批植物高效用水生理调控及植物缺水信息采集与智能控制灌溉技术为重点的现代农业节水前沿高技术,为我国现代农业节水事业的发展提供应用基础理论和技术储备。具体包括:(1植物高效用水生理调控技术。研究主要作物节水条件下产量形成及可视化的生产模型;维持农作物较高水分生产效率的生理和生态学过程参数;农作物根系微生态系统水分吸收功能调控模型和水分利用整体超补偿功能环境反应模型。不同生态区域内主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻非充分灌溉条件下的需水量季节分布和计算模式,不同节水技术条件下作物需水和耗水模型,主要作物的需水指标体系及需水量数据库;水分生产函数与有限水量条件下的非充分灌溉制度,不同节水灌溉方式下非充分灌溉制度的实施技术。主要农作物(小麦、玉米、棉花、水稻、果树调亏灌溉的指标体系(最佳调亏阶段和调亏程度,不同养分水平或施肥条件下的调亏

灌溉指标与调亏灌溉模式,作物调亏灌溉田间实施技术。生态建设中主要林草的耗水模型和生理需水指标,林草植被保育与建设区的水分资源承载力,生态植被建设过程中有限水的最优利用与调控技术。

通过上述研究,将获得作物生理节水潜力及降低作物耗水系数、提高作物水分生产效率的控制参数和节水条件下作物生产的可视化模型,建立小麦、玉米、水稻、棉花等主要作物及生态植被建设中主要林草非充分灌溉条件下的需水量估算模式和不同地区与不同水文年份的需水量数据库及非充分灌溉模式,形成节水高效的非充分灌溉与调亏灌溉综合技术模式。

(2作物需水信息采集与精量控制灌溉技术。研究作物对水分亏缺信息的感受、传递与信号转导的过程,作物水分信号诊断指标体系,利用作物茎杆变形测量诊断作物缺水状况的技术与新产品;作物水分区域分布的监测技术;作物蒸腾过程快速监测技术;土壤水分动态快速测定与预报技术及新产品;区域土壤水分的空间变异性与最佳动态监测布点方式;区域土壤墒情预报技术。以土壤墒情预报、作物水分动态监测信息与作物生长信息的结合为基础,运用模糊人工神经网络技术、数据通讯技术和网络技术建立具有监测、传输、诊断、决策功能的作物精量控制灌溉系统;研制智能化的灌溉信息采集装置、田间灌溉自动控制设备、智能化灌溉预报与决策支持软件。

(3作物控制性分根交替灌溉新技术。近年来,提出了限水灌溉(Limited Irrigation、非充分灌溉(Non-Full Irrigation等,这些方法的提出及实施,对由传统的丰水高产型灌溉转向于节水优产型灌溉,提高水的生产效率起到了积极的作用。但是,这些方法仍然是仅考虑在时间上的调亏或水量的优化分配,没有考虑植物根系的功能和根区土壤的湿润方式对提高水的生产效率的作用。

控制性分根交替灌溉(Controlled Roots-Divided Alternative Ir-rigation CRAI的概念与传统概念不同,传统的灌水方法追求田间作物根系层的充分和均匀湿润,而CRAI则强调从根系生长空间上,改变其土壤湿润方式,人为控制或保持根区土壤在某个区域干燥,交替使作物根系始终有一部分生长在干燥或较干燥的土壤区域中,限

制该部分根系吸水,让其产生水分胁迫信号传递至叶气孔,形成最优气孔开度,而使另一部分生长在湿润区的根系正常吸水,减少作物奢侈的蒸腾耗水,还可减少棵间全部湿润时的无效蒸发和总的灌溉用水量,亦可通过对不同区域根系进行交替干旱锻炼和其存在的补偿生长功能而刺激根系的生长,提高根系对水分和养分的利用率,最终达到以不牺牲作物的光合产物积累而大量节省水量目的的一种新型灌溉节水技术。这种新型节水技术自提出以来,经在人工气候室内进行的分根交替供水试验表明,在光合产物基本不减少的前提下,比全面积均匀供水方式节水34.0%~36.85%。由此设计的玉米控制性分根交替隔沟灌溉技术,经在甘肃民勤沙绿洲试

验,在保护高产的水平下,比常规地面节水技术节水33.3%,效果显著,而且不增加投入,易推广。这将具有广阔的推广应用前景,目前还需进一步研究该种方法的最佳田间灌水技术方案,开发适于控制性分根交替灌溉的新型灌水器和与这种灌水技术相配套的作物栽培技术体系。通过该技术的研究与开发,可节水30%以上,水分利用效率提高40%~50%。

4.2 现代农业节水关键平台技术及新产品

以水源开发利用、灌溉输配水、田间节水灌溉、用水管理和农艺与化控节水等领域为重点,研究关键平台技术,研制一批新型的农业节水产品与设备及新材料,为我国农业节水提供适合国情的实用性应用技术。具体包括:(1田间节水灌溉技术设备及新产品。研制抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器;新型微灌过滤器、注肥器及系统控制设备;研究节能异形喷嘴喷头、可调仰角及可调雾化程度的喷头、喷洒区域为矩形的喷头;适宜于园林喷灌的升降式喷灌装置;改进扇形转动的摇臂式喷头,提高其可靠性和耐久性;开发新型移动式轻小型喷灌机组,智能控制低压变量自走式喷洒机组;研制开发国产激光平地铲运设备和相应的液压升降控制系统,田间波涌灌溉技术的波涌控制阀,田间多孔闸管系统,田间灌溉自动控制设备;实施分根交替灌溉的田间灌水管道和灌水器的最优构造,实现分根交替灌溉技术的配套设备。研究利用小水源新型微型提水机具,适合集雨水源和非管网化水源的新型微型局部灌溉系统及田间配套设备;适合家庭规模的可调式小型免耕坐水播

种技术与设备,集灌水、播种、施肥于一体的新型多功能行走式局部施灌机;适合利用雨水造林的专用节水机具。

(2新型节水专用材料与生化制剂。研究微灌专用纳米材料及产品;高强度、轻型金属管材,高分子复合材料的大口径管材、管件及配套设备。利用纳米技术改进防渗材料的性能;新型土壤固化剂;新型复合土工膜料和填缝材料的改进;新型保温复合材料和环保型混凝土补强新材料,防冻抗裂剂的合成工艺与应用技术。研究和开发适合旱区雨水集蓄的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、绿化环保型集雨面喷涂材料、生物集雨材料。研究与开发可被微生物完全分解成对环境无害物质的农用地膜;生物全降解膜制造材料和工艺,低成本聚乳酸共聚物材料;田间生物材料成膜技术与设备;具有增温、保墒、增产、无残留的多功能液体覆盖材料;乳化剂原材料及配方技术、各类添加剂的复配技术、生产工艺及设备等。

研制新型长效保水剂与节水抗旱种衣剂,植物蒸腾抑制剂,土壤结构改良制剂,控制农田灌水水流入渗的化学制剂。

(3农艺节水技术。研究新型保墒耕作技术和覆盖保墒技术,土壤水库充蓄增容技术;抗旱节水作物品种筛选的定量指标,不同品种作物的抗旱性与节水效应对比,间作套种模式和节水高产栽培技术体系。

研究喷微灌条件下不同灌溉技术参数组合时作物根区水分养分迁移、转化和吸收的动力学过程,喷微灌条件下作物根际水肥耦合、根际营养调控以及作物根际微生态系统中物质循环与调控模型,水肥一体化管理技术,以提高水肥耦合利用效率为目标的喷微灌技术参数最优组合,建立适用于喷微灌系统的水肥精量施用专家管理系统和模型。研究精细地面灌溉下作物根区水分养分的迁移过程和可视化模型,不同灌溉技术要素组合与不同灌溉制度对作物根区水分养分利用效率的影响,灌水均匀度与作物水分养分利用效率的关系,水肥互激作用,提高水分养分耦合利用效率的最佳灌水技术要素组合,主要作物优质、高效施肥方法与灌溉制度,水肥一体化调控的配套技术。

(4现代灌溉系统水量监控与调配技术及新产品。研究开发水头损失小、价廉、精度高、抗干扰性强的渠系量水设备、新型量水槽,具有量水和水量调控双重功能的取水口量水设施,新型管道量水仪表,适合北方高含沙渠道采用提水装置,以及经济实用的灌区自动化量水二次仪表及设备、井灌区计量用水卡等。开发基于局域网络、Internet网络与RS和GPS技术相结合的灌区动态管理信息采集、传输和分析技术,灌溉系统的计算机识别技术;动态配水系统下非恒定流模拟仿真技术和水量流量实时调控技术,灌溉系统动态配水管理软件。研究灌区中央控制系统自动控制技术、水力自动控制技术、配水系统控制设施、当地及远端控制技术与设备;开发灌溉配水系统的闸门控制模式及基于模糊控制方法的灵活方便的控制器;灌区多水源联合调配模式与智能决策支持系统。

(5劣质水资源化与灌溉利用技术。研究污水灌溉对土壤、地下水资源的环境影响和土壤对污水的调蓄自净能力,不同作物的耐污度,污灌安全的量化指标体系。开发适用于城镇生活污水资源化的新型高效、价廉的持续性处理技术(利用土壤过滤与吸附、土壤微生物作用与农作物的吸收等生物处理技术;研究污灌下的不同灌水方式、污净水混灌或轮灌的应用技术、不同污灌方式下的作物灌溉制度;生活污水城镇绿化应用技术。研究咸水灌溉控制指标体系和作物灌溉制度,咸水灌溉后土壤水盐运动规律与调控理论,咸淡水轮灌模式,咸水开发利用与农业综合措施相结合的成套技术;咸水开发利用技术。

4.3 现代农业节水技术集成示范工程与产业化

对现代农业节水技术进行组装配套与有机集成的基础上,建立现代农业节水技术集成模式示范园区,示范和展示适合我国国情的农业节水技术体系,推动现代农业节水技术的普及应用;通过建立产业化基地、扶持和培育高科技型产业化企业(集团,促进我国农业节水产品的产业化,带动农业节水产业的技术提升。具体包括:(1现代农业节水技术集成模式与示范工程。建立西北内陆河生态脆弱型灌区、华北井渠结合灌区、黄土高原集雨农业区、北方引黄灌溉区、旱地农业节水区、南方水稻灌区等不同类型区的现代农业节水技术示范园区及现代农业综合节水

技术与设备展示基地。以农业节水高新技术和产品应用为载体,将节水灌溉技术、农艺节水技术和用水管理技术组装配套后作为技术集成模式的示范基地,形成各具特色的现代农业节水技术综合体系,加大农业节水高科技成果的显示度。示范园区和展示基地的建设不仅将为同类地区的农业节水高新技术发展提供样板和典型经验,还将成为技术成果伞型辐射推广的中心,起到提高我国农业节水技术整体水平、推动农业高效用水发展的重要作用。

(2农业节水高技术产品产业化。建立作物精量控制灌溉与灌区自动化监测产品、喷微灌产品、节水生化制剂与覆盖保

墒材料等现代农业高技术产品产业化基地,扶持和培育农业节水高科技企业,将农业节水关键平台技术成果和新产品在产业化基地和企业内完成产业化,建立具有资源优势和市场竞争力的农业节水产业,带动农业结构调整和产业升级,为农业节水产业化的发展提供样板。现代农业高新技术研究可能产生的突破与贡献

在现代农业节水前沿技术方面,将提出作物高效用水生理调控指标体系、作物非充分灌溉下的需水指标体系和灌溉制度、作物调亏灌溉的指标体系,建立作物水分信号采集与缺水敏感指标测定和作物精量控制灌溉方法、动态配水系统下的非恒定流模拟仿真与流量实时调控方法等,其研究内容无论是在应用基础理论上还是在技术上均具有源头创新性,将加速我国现代农业节水技术体系的建立。

在现代农业节水关键平台技术方面,主要突破点表现在对新技术的研发和对现有技术的升级换代上。其中对喷微灌系统智能化自动控制、喷微灌条件下水肥高效利用调控、激光控制平地下的精细地面灌溉、渠道和管网相结合的灌溉系统高效输水、网络技术支持下的灌溉系统动态配水等新技术的研发和应用,将大幅度地提高灌区输配水系统的工作性能和田间节水灌溉的技术水平,使渠系水的利用率提高20%~30%,田间灌水的利用率提高30%~40%,灌溉水的利用率至少提高20%~30%。

对灌区输配水系统自动化控制、灌区多水源优化调配、决策支持系统、渠道防渗抗冻胀、雨水集蓄利用、劣质水灌溉利用、农艺与化控节水等现有技术的改善与提高,将在农业用水的开源节流、土壤水库的充蓄增容、灌区用水与输配水的效率增长等方面显示出极大的作用和效益,会有力地促进对农业水资源的高效合理利用。

在农业节水重大产品及产业化方面,研制开发新型喷微灌产品与设备、精细地面灌溉与智能化灌溉控制设施、灌溉用水监控与量测设备、纳米节水灌溉新材料、节水生化制剂产品、抗旱施灌新机具等将成为农业节水产品领域的新增长点和创新之处,将有力地推动我国农业节水技术产品与设备的升级和更新换代。

通过新产品的研制与开发,将会形成3~5个具有国际竞争力的农业节水科技企业(集团,现代农业节水技术领域的总体水平达到国际先进水平。现代农业节水技术与新产品综合应用后可使灌溉水利用率提高到70%~80%,水分生产效率提高到2.0kg/m3,农产品产量提高25%~30%;旱作农业节水技术示范区的水分生产效率提高0.3k g/m3,产量提高20%~25%。每年的直接经济效益和综合社会经济效益分别达到150亿元和300亿元。同时,可以为全国大型灌区节水技术改造和300个节水重点县建设,实现节水灌溉面积到“十五”末达到2533万hm2、全国灌溉水利用率由现状的45%左右提高到50%、节水近200亿m3的目标,提供强有力的技术支撑与保障条件。◆[作者简介] 康绍忠,男,教 授

(收稿日期:2001-09-11(上接第24页

我国人口的绝大多数生活在农村,而且农业是他们赖以生存和发展的基础。随着城市化率的提高,相当部分农民会转移到城市,但绝大部分是“离土不离乡”,即仍然居住和工作在目前的农村地域中。21世纪我国的产业结构和城市化率将发生很大的变化,但不争的事实是16亿人口对农产品的巨大需求依然基本上由国内农业来承担。

经济增长方式是由生产力水平和科技水平决定的,农业是一个弱质产业,靠其自身的积累来提高生产力和科技水平需要一个长期的过程,而且在我国实现工业化的进程中,农业的剩余主要是用于支持工业的,真正实现工业对农业的反哺还需要一个长期的过程。因此农业经济增长方式的转变是一个紧迫的任务,但也是一个艰巨的任务。

历史欠账多突出表现在水资源的过度开发上,我国不少地区水资源的利用程度超过了世界公认的40%的警戒线,其中海河流域1997年高达89.4%,引发一系列的环境问题。随着农民温饱问题的解决,毁林开荒、毁草开荒、围湖造田等已得到扼制,但解决因农业对灌溉的依存性而导致的水资源过度开发问题,还需要长期的艰苦努力。

社会环境意识淡薄的问题,农村比城市更为突出,而且因受教育水平低、生活水平低等原因,提高农民环境意识的难度要大得多。

5.4 农业节水对生态环境建设的作用

加强生态环境建设从宏观上讲,就是要调整生产与环境、生产与资源、环境与资源三者的关系,实现经济、社会、生态环境的协调发展。水资源是我国国民经济发展在资源上的主要制约因素,也是农业资源中最为紧缺的资源,因此建设生态环境和提高农业用水效率必须同步进行,否则生态环境建设目标在相当范围内是难以实现的。

从微观上分析,生态环境建设尽管在历史长河中会释放巨大的经济、社会效益,但在当前和今后相当长的时期内更多地表现为社会效益,对于农业而言经济上的投入和产出是不匹配的。因此从总体上讲,正像不应以牺牲生态环境换取经济发展一样,也不可能以牺牲农业、农村和广大农民的利益来换取生态环境的改善。既然农业用水是解决生产与环境、生产与资源、环境与资源三个矛盾的关键,提高农业用水的利用效率和利用效益就成为保护生态环境必然的选择。结 语

农业节水在我国实现水安全、农业可持续发展、粮食安全、发展农村经济、加强生态环境建设等方面的战略地位和重要作用,不仅仅是国民经济和社会可持续发展所要求的,而且是我国农业资源,特别是水资源的严峻形势所决定的,因此农业节水是21世纪我国农业现代化进程的主旋律,它将构筑农业可持续发展的不可替代的坚实基础。◆

浅谈农业节水灌溉技术 篇7

节水灌溉技术是一种复杂综合的灌溉方式的概括,其中包括了灌水方法、输水方法和辅助措施等内容。这种灌溉技术的复杂性、系统性决定了其节水的重大优点。

首先说灌水方法,一般包括喷灌、微灌、地下灌溉三种新兴灌水方法。一般来说地下灌溉方法需要在具备相应自然条件的地区才能适应,因为其靠的是控制地下水位进行的,故而推广范围受到限制。可以大面积应用的就是喷灌和微灌两种灌水方法。这两种灌水方法的最大突出之处在于利用现代化机械进行有效地灌溉,相对于传统灌溉方式其用少量的水就能达到应有的灌溉效果。从灌水方法上来看农业节水灌溉技术注重了效率和效益,大大减少了无用功,达到了直接把水送到农作物的理想状态。

其次是输水方法。在传统的输水方法中一般包括两种输水方法就是整体土制渠道和部分塑料袋输水方法。在输水渠道修建过程中耗费大量的人力物力,而且只用一次,因此利用率较低。但是农业节水灌溉技术的输水工作通过防渗渠道和输水管道来完成,这两种方法都避免了水分因为蒸发、渗透而造成的损失。同时其输水设备都深埋地下,减少了对耕地的占用,同时也避免了影响田间交通。

最后是辅助措施。传统的灌溉技术在农作物灌水以后就不做任何处理,认为水分的蒸发不可避免也微不足道。但是水分的蒸发其实是非常大的,蒸发掉的水分在总水分中所占的比例随着温度的更高而更加,因此这种现象在炎热的夏季农作物极需要水分之时表现的更为突出,因此传统的灌溉方式达不到好的效果。

而农业节水灌溉技术配备了有效的辅助措施以防止水分损失。其辅助措施主要包括了秸秆覆盖蓄水保墒和塑料薄膜覆盖保墒。这两种辅助措施都是立足于减少水分的蒸发基础。相对来说秸秆覆盖蓄水保墒措施取材比较广泛且成本较低,一方面开发农作物秸秆的再利用,另一方面能够减少水分散失和减少日晒与雨滴对土壤的破坏,既保证了水分不散失又对土壤结构进行了保护。而塑料薄膜覆盖保墒较为明显地防止了水分的蒸发同时也提高了土壤的温度,这样能够有效地促进农作物的成长。同时也能够抑制田间杂草的生长,减少了田间的工作种类和工作量。

2 对农业节水灌溉的经济分析

对农业节水灌溉进行良好的经济分析首先应该有一个综合的思维,应该纵观灌溉的初期成本支出和长久效益的取得,避免角度的狭窄而造成对农业节水灌溉的不客观认识。

首先农业节水灌溉是一项综合系统的灌溉方式,从灌水方法到输水方法再到最后的辅助措施都运用了现代化的技术,最大程度地减少了水分的损失,提高了水资源的利用率。这样一来就缩短了农作物的灌水周期,极大地压低了成本。众所周知,灌溉费用在农业投入当中占有极大的比例,严重制约了农业收入的增长。而农业节水灌溉技术的运用大大减少了灌溉费用的投入,使得农民能够为其他方面多一些资金的投入,从而提高了农业资金投入的有效利用率。

其次农业节水灌溉技术把水直接送到了农作物,并且利用辅助措施极大程度地减少了水分的蒸发并且增加了土壤的温度。这就能够提高农作物的产量,从根本上增加农业的收入。诚然,农业节水灌溉技术的运用需要有一定的设施构建而带来一些成本的支付。但是我们知道当代的技术日益更新,一些现代化的灌溉设施价格不断在降低,而农作物的价格却在不断上涨。两者进行对比我们就会发现这一灌溉技术带来的收入增加远远大于设施成本的支出。因此从全面综合的角度来看,我们就不难发现农业节水灌溉技术带来的经济效益。

农业节水灌溉技术的辅助措施的运用,减少了田间杂草的生长,因此减少了田间工作中的除草环节。这样农民可以把时间运用到其他的工作上,尤其是一些粮食作物没有了除草工作就会有大量的农闲时间,农民可以利用充足的农闲时间搞一些副业增加收入。另外农业节水灌溉技术的推广尚在初步阶段,普遍的使用还需要一定的时间。因此在农业节水灌溉设施的建设中就会提供大量的工作岗位,可以促进农民的就业,从而增加农民的收入。可以说农业节水灌溉技术的应用在一定时期内可以拓宽农业的收入渠道,改变农村的经济情况。

3 农业节水灌溉技术应用的意义

农业节水灌溉技术的应用极大地增加了现代化技术在农业中的含量,改变了我国传统落后的农业现状,全面带动了农业科技的发展。另外也改变了农民的思维,使得他们能够接受一些新型的现代化农业技术。

4 结语

农业节水灌溉技术的应用推动了大部分地区的农业高速发展,改变了农业社会的经济情况。但是一些地区不能对这一灌溉方式并不能很好地认可,究其原因在于不能对这一方式进行良好经济分析。因此对这一灌溉方式进行良好的经济分析,从而把握其具备的经济效益优势,就能够很好地把这种灌溉方式进行广泛地推广。

参考文献

[1]许艳菊.农业节水灌溉中滴灌技术的应用[J].福建农业,2015(01).

[2]吕华.农业节水灌溉技术应用的经济研究[J].福建农业,201(04)9.

浅谈农业节水灌溉技术 篇8

关键词：农业生产；节水；灌溉；技术

中图分类号：V212.54 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.20.0040

1 灌溉的形式

灌溉的形式即灌溉的方法，就是给田间配水的方法，是把水分均匀地分布到田间的植株的根系中，使作物吸收以供生长所需，当前所采用的灌溉方式有地面灌溉、喷灌、微灌和地下灌溉，各种方式都有各自不同的特点。

1.1 地面灌溉

这种方法也叫重力灌溉法，是利用水的自身重力浸入到土壤中，借重力和毛细管的吸附达到浸润土壤的作用，这是很古老的传统灌水方法，需水量大，效果好，但水浪费严重，对于缺水的地方不宜采用，一般节水灌溉都以这种方法的需水量为基点来做是否为节水灌溉的比照。

1.2 喷灌

这种方法较地面灌溉能节省大量的水资源，需要专门的设备把水输到需要灌溉的地段，利用喷头在一定的压力下把水喷射到空中，形成细小的水滴，如同降毛毛雨一样达到滋润土壤的效果，这种方式对于各种地形都能适应，利用机械进行操作，灌水均匀，能充分利用水资源，对于一些透水性强的土壤效果更佳，而且能达到对空气湿度及温度进行调控的效果，但前期的设备投入要高许多，而且在多风地区则会造成灌水不均的情况，也有其局限性。

1.3 微灌

微灌是现代农业灌溉中比较先进的灌溉技术，因为灌溉时的流量微小，水分只湿润作物根系周围土壤，需水量小且能达到满足作物生长的需要，水分利用率高，用水量比传统方法与喷灌都要节省很多。主要技术原理是要利用一整套微灌设备来组成微灌系统，投入相对较高，但却是一次投入，多年受益。微量灌溉有渗灌、滴灌、微喷灌、涌灌和膜上灌等不同的形式，对于地形和土壤都有很好的适应性，实践表明，采用微灌技术的田块，产量提高是十分明显的，灌水均匀，节约水量，而且现在微电脑的技术采用，可以实行程序控制，节少大量的劳力，对于宽行作物、果树、瓜果、葡萄采用微灌技术，效果十分显著。

1.4 地下灌溉

在要灌溉时把地下水位抬高到水可以进入根系活动层的高度，地面仍保持干燥，所以非常省水，不灌溉时把地下水位降下去。这方法的局限性很大，只有在根系活动层下有不透水层时才行，不适于普遍推广。

2 输水方法

在田间可以采用地面灌、微灌、喷灌等方式，但如何从水源处把水输送到田间却是一直要面对的问题，在实际的灌溉中，输水渠道始终是浪费水资源的重要环节，渠道漏水少则为渠首引水量的三分之一，多则能浪费到三分之二，也就是说真正到田间的水量只是渠首引水量的一小部分，浪费水资源，并且引起地下水位抬升，导致农田渍害。

2.1 渠道防渗工程

在水利工程建设中，要对“最后一公里”加以重视，对于田间的渠道进行优化，尽量缩短渠道长度，对渠道进行防渗处理、加固处理，增强其稳定性及防渗性，避免跑冒滴漏情况的产生，最大程度利用水资源，减少浪费，保证渠首引水能绝大部分到达田间。

2.2 管道输水灌溉

管道输水，是一种十分理想的输水方式，可以用管道系统代替田间渠路，将低压水输到田间，能大大节约用水，提高灌水利用率，可以在地下铺管，也可以在地上铺管，地下铺管是首选，因为管网在地下，能提高土地利用率，不影响耕作及交通，如果管网工程完好，基本没有水分浪费，节约水量，同时一些杂物也不易进入管道，没有淤泥及杂草的产生问题。就是铺管工程要费些工时，但却一劳永逸。

3 田间辅助措施

节水灌溉，除了在灌溉方式及输水方式上进行优化改变以外，在田间还可以采取一些辅助的办法进行保墒蓄水，提高水资源利用率。

3.1 秸秆覆盖蓄水保墒

这种方法就是利用农业副产品如茎秆、落叶、糠皮或以绿肥为材料进行的地面覆盖。覆盖后的农田土壤，在遮盖物的保护下，可以避免风吹日晒，大雨时也不会受到冲刷，这样能最大程度保持土壤结构，降水时能增加渗透性，另外遮光能保持土壤温度不至于升得很高，也减少了空气的对流，避免土壤中的水分快速蒸发，起到保水保墒的作用。

3.2 塑料薄膜覆盖保墒

塑料薄膜覆盖栽培技术是近年来应用较多的一种方式，早期主要用于蔬菜、瓜类和经济作物，这种方式种植的作物能提前发芽，提前成熟，抢占上市时间，近年来随着超薄膜的出现及价格的下降，在玉米、冬小麦、薯类等作物的种植上也得到了广泛的应用。主要是地膜覆盖及大棚两种方式，相对节水灌溉而言，地膜覆盖对于节水是十分明显的，抑制田间土壤水分无效蒸发，集水、保墒、提墒；提高耕作层地温，避免冷冻灾害；抑制杂草生长等作用。地膜覆盖比秸秆覆盖更具有节水增产的效果。

3.3 机械蓄水保墒措施

机械蓄水保墒措施主要包括：深翻（深松）、早耕、耙耱、中耕松土、雨后（灌后）适时锄地松土、少耕和免耕等，是千百年来行之有效的蓄水保墒措施。近年主要推广了深松中耕等措施。这些耕作技术，如锄地松土或中耕松土都可以达到破坏毛细管，减少土壤水无效蒸发，提高对降水量的纳蓄能力的作用。

对于一个缺水的国家，如何采用先进的节水用水技术，有效开发利用有限的水资源，确保农业生产的优质高效，实现农业现代化，是每一个农业和水利工作者都要认真面对和思考的问题，希望通过工作者不懈的努力，为我国的农业进步做出贡献。