甘肃省现代农业节水技术的应用

毛 斌，李新文

（甘肃省临洮县水务局，甘肃 定西 730500，甘肃农业大学，甘肃 兰州 730070）

甘肃省现代农业节水技术的应用

毛 斌1，李新文2

（甘肃省临洮县水务局，甘肃 定西 730500，甘肃农业大学，甘肃 兰州 730070）

甘肃省自然条件严酷，农业生产的基础较为薄弱，旱作农业发展落后，因此发展现代农业节水技术显得尤为重要。目前，甘肃省的旱作农业发展已经取得了明显的成效，在此基础上，查阅相关文献分析并总结甘肃省现代农业节水的技术应用对现农业的发展具有重要意义。

现代农业，节水技术，发展

甘肃是我国极度缺水的省份之一，水资源匮乏，人均和亩均水资源占有量居全国末位。旱地面积占总耕地面积的75%，干旱缺水是影响甘肃省农业发展的关键问题之一，并且随着城镇化进程的不断加速，缺水问题变的日益凸显，甚至影响到人畜生命安全[1,2]，因此发展节水农业，可以作为实现水资源合理、可持续利用的一种有效手段，在实现有限水资源的高效配置，增加水资源的持续利用，保障人畜安全用水、植被生态安全和经济社会的可持续发展方面具有举足轻重的作用。

从我国的粮食的安全方面看，冯浩研究发现到2020年我过需要粮食6亿t，与我国2004年的农业生产水平相差1.3万t，在技术不断而耕地面积不断减少的现状下，要增加1.3万t粮食仍需要1200亿m3的水资源。为了节省水资源，发展现代节水农业已成为农业发展的一种趋势[3]。

现代节水农业是在确保生态健康和环境安全的前提下，以维持植物生命健康实施精量供水，提高农业综合用水效益的农业生产方式[4]。现代节水农业技术是在传统的节水农业技术中融入了生物工程、计算机模拟、电子信息、高分子材料等一系列高新技术,具有多学科相互交叉、各种单项技术相互渗透的明显特征。现代节水农业包括节水旱作农业，它是指如何有效利用自然降水，提高水的利用率，体现在提高降水利用率的农业技术方面[5]。

节约用水是增加水资源的有效途径。现代节水农业的产生基于当今高技术的发展，特别是生物技术、信息技术、新材料技术和先进制造技术，尤其是现代生命科学的发展。这不仅拓宽了节水农业研究的范畴和领域，而且为现代节水农业的发展提供了先进的手段，也使得发展现代节水农业成为可能[6]。现代节水农业技术在世界各地的发展中都经历了不同的发展历程，同时也凸显出了一定的问题。就甘肃省现代农业节水技术而言，它的发展还不是很成熟，对节约水资源做的还不够到位，因此，总结现代节水农业的发展的特点、趋势以及发展中存在的问题至关重要，对于指导甘肃现代节水农业发展具有重大意义。

1 甘肃省现代农业节水技术的类型

1.1 喷灌技术

喷灌是喷洒灌溉的简称，又称人工降雨。喷灌技术[7]是现在应用较多的一种节水灌溉方式，在各种农作物、果树、蔬菜的种植中均有采用。喷灌技术主要由管道、动力机、加压泵、喷头等设备组成，通过加压泵，将水加压送到田间，通过喷洒器将水喷射到空中，同时水流分散成细小水滴均匀的撒落到田间进行灌溉的一种灌水的方法，具有占地少、节水、省时省工、能调节田间小气候，提高农产品品质，适应性强，且不易产生地表径流和深层渗漏等优点，有利于实现农业灌溉机械化、自动化。

1.2 微灌技术

传统的灌水方式多为漫灌，即用较大的水量把作物生长的土壤全部灌透，而农田水利节水灌溉技术，主要充分利用田间的水量，根据作物的生长需要，科学合理的进行配水，灌溉水分直达作物根系，确保需多少水就配多少水，避免没必要的水资源浪费[8]。

微灌技术是利用专门设备将有压水变成细小的水流或水滴，控制水量,湿润作物根部附近土壤的灌水方法，包括滴灌、脉冲灌溉和微喷雾等技术，也可以按设备性能分为重力微灌、常压微灌，如果按水的灌入方式，可以区分为地下灌溉和地面灌溉，具有节水能力、喷灌均匀、可以水肥同施、增产、适应性强易于实现自动化灌水等优点[9]。微灌工程对水源要求较高，投资较大，适宜在缺水和经济发达地区经济价值较高作物种植区大面积推广，在甘肃省一些地区温室蔬菜大棚应用较多。

1.3 滴灌技术

滴灌技术是目前节水灌溉技术中最节水灌溉方式，但其造价很高，经济水平不发达的地区难以承受，在甘肃省只有试验田和温室大棚应用较多，并未大面积使用。滴灌系统[10]由水源工程、水泵、动力机、过滤器、肥液注入装置、测量控制仪表、各级输配水管道和满头等部分组成，其原理是通过对管道中的水进行加压后，经过滤管网和出水管或特制滴头滴出，以水滴的形式慢慢均匀滴在植物的根部，这种技术与其他灌溉方法相比，具有独特之处。首先是节水，能高效利用水资源，其次是由于水是滴入土壤中的，会增加土壤的通透性。再有可以在水中混合一些肥料，随水滴一同渗入到作物根部，促进吸收而且不浪费。

1.4 农艺节水灌溉技术

灌溉农业强调如何减少灌溉用水损失，提高灌溉水利用率。主要实施包括综合灌溉技术，蓄水保墒的耕作技术，秸秆、地膜覆盖的增温保墒技术，采用化学药剂抗旱等。在干旱地区，降水较少，重点调整种植结构，发展耐旱低耗水作物或产业，注重水土保持，做到发展生产要与现实的自然条件相适应。完全从技术上强调水资源的充分利用，在一定程度上可以提高作物产量，但过度开发利用，会加大其他社会资源的消耗和对自然环境的破坏，技术的充分利用有时也要考虑社会生态与环境的整体发展。

1.4.1 地膜覆盖灌水

地膜覆盖灌水是在地膜覆盖栽培的技术基础上，结合地面灌水沟、畦田灌溉所发展的新型灌水技术[11]。主要为以下两方面，一方面为地膜覆盖增温保墒技术，该技术使得旱作物亩平均节水30m3，同时具有增温、保土、压杂草等多种作用；另一方面为地膜覆盖增肥保墒技术，该技术通过增加地面覆盖物，达到节水目的例如秸秆覆盖、种植绿肥等，该方法既能保墒，又能增加土壤有机质，培肥地力。

1.4.2 耙耱镇压保墒

耙耱镇压保墒技术属于机械化旱作节水技术，在甘肃省干旱地区较适宜。机械耙耱镇压保墒技术[12]是干旱缺水地区春季最重要的防旱抗旱措施，结合春季翻耕，采用圆盘耙、钉齿耙耱等机具，通过耙、耱、压等一整套有效措施，达到改善耕层结构，更好地纳蓄雨水，减少水分蒸发，为作物生长发育和高产稳产创造一个水、肥、气、热相协调的土壤环境的目的。

1.4.3 水肥耦合高效利用技术

水肥耦合技术就是根据不同水分条件，提倡灌溉与施肥在时间、数量和方式上合理配合，促进水作物根系深扎，扩大根系在土壤中的吸水范围，多利用土壤深层储水，并提高作物的蒸腾和光和强度，减少土壤的无效蒸发，以提高自然雨水和灌溉水的利用率，达到以水促肥，以肥调水，增加作物产量和改善品质的目的。

1.4.4 降雨节水技术

在降雨的过程中，由于耕松的土壤，有利于起到蓄水的作用，能够增加土壤中的氧气含量，有利于消灭杂草，保护农作物发展，及时储存水分，对于系列作物的发展是很有必要的[13]。进行耕层应用的时候，要注意保持工程土壤的细碎平整，以确保上虚下实。在其过程中需要利用各种性质的农作物进行镇压,能够有效方式冬春积极的跑风漏风的情况，早春季节的气候特点有利于种子吸收水分，利于种子与土壤的切合度。在苗期雨后时候，比较适合进行中耕松土，这种情况能够有效促进土壤结构的改变，减少土壤的水分蒸发。

2 甘肃省现代农业节水技术的特点

2.1 土地资源得到节约

在我国传统的农业灌溉中，一般是通过水渠传输给作物的，这样就会因为要在田地修筑很多沟渠而占用20%～30%的土地，而采用现代的节水灌溉技术如喷灌、滴灌等，就不需要沟渠，可节约出大量土地用于作物种植。

2.2 呈现较好的经济效益

在节水农业发展过程中，有两种方法增加经济效益，第一是采用节水灌溉能增加用于种植作物的土地，同时节约下来的水资源能供给更多农业灌溉。第二，节水灌溉会根据不同农作物的所需要的不同灌溉水来进行供应，在最合适的水资源条件下生长，能够适应植物自身生长特点，达到作物增产的目的。由于各个地区的情况不同，而节水灌溉技术也多种多样，在实际的使用过程中要根据自身的情况选取适当的节水技术，才能真正实现节水和增产的目的。

2.3 可以节约水利工程建设工程量，推广现代农业发展

在通常的农业灌溉中，在水利建设上工程量很大，如灌溉水渠建设，土地的大面积平整。而实行现代农业的节水灌溉的喷灌等则不需要大量平整土地等工程，就大大的减少了农田水利建设的工程量，同时也推动农业发展朝着现代农业、农业机械化的方向上不断进步。

2.4 节水农业的发展间接保护环境

在传统的农田灌溉中实行的大水漫灌容易造成土壤次生盐碱化，节约灌溉水资源可以减少对地下水的不合理开采，同时缓解水资源的过度使用对河流的污染，保护了环境。

3 甘肃省现代农业节水技术发展及存在问题

3.1 现代农业节水技术的发展

甘肃省农业生产的基本特征是自然条件严酷，农业基础薄弱，抗灾能力低，生态环境脆弱，是以旱作农业为主的省份。现代节水农业技术涉及的既不是简单的工程节水和水管理节水问题,也不是简单的农艺节水和生物节水问题。

旱作农业强调如何有效利用自然降水，提高雨水利用率[14]。在旱地农业区，天然降水是农作物生长所需水分的主要来源，作物产量与降水量的大小有直接的关系，但天然降水的数量和季节与作物生长的需要常常不协调，而严重影响作物的产量。传统的旱地农业耕作技术就是尽量保蓄和充分利用有限的降水资源，提高水分利用率。甘肃省旱地农业中采用的主要措施就包括蓄水和保水技术，其中，蓄水技术主要有：深翻耕、深松耕，蓄水聚肥改土耕作法，坡地聚流入渗孔等[15]；保水技术主要有：覆盖保墒，中耕保墒，耙耱镇压保墒等。

近年来，水肥耦合高效利用技术的研究已将提高水分养分耦合利用效率的灌水方式、根区湿润方式和范围等与水分养分的有效性、根系的吸收功能等有机地结合起来[16-19]。通过改变灌水方式和作物根区的湿润方式达到有效调节根区水分养分的有效性和根系微生态系统的目的，从而最大限度的提高水分养分耦合的利用效率，提高农业用水的利用率。

3.2 存在问题

现代节水农业的不断发展对我省乃至全国经济和社会有着重要的推动作用，不仅仅是节约了水资源，调节水资源的供求不平衡问题，也巩固了我省的粮食安全。但是在发展发展过程中也存在着很多不足之处，由于发展还不完善，节水农业的发展并没有形成系统性的体系，在节水的评价标准上也不够明确，使得在实际的节水工程的作用和原计划的效果有很大落差，甚至在有些地方节水作用不明显，反而给环境造成了破坏，给农民的生产生活带来了很大的压力和负担，严重影响了节水农业的长久发展。所以，节水农业的发展需要一个健全的合理的执行和保障体系，在明确的评价体系之下才能更好地促进新技术的研究和新问题的解决，建立节水农业发展的科学模式，研究适合不同地区、不同环境的节水农业发展方式，以可持续的发展方式实现我国农业的现代化。

4 结论

节水农业不仅可以减少农业用水、减少能耗、提高上地利用率、减轻劳动强度，还能有效改善生态环境、土壤环境、水环境，促进农业增收、工业增产，也能为居民提供生活用水。由于节水农业是强调在充分利用降水的提下，节约灌溉用水量，并获得高效、优质的农艺产品，同步提高灌溉水和降水利用率。

通过对节水农业技术的研究，不仅建立了工程节水与农艺节水结合的科学理念，而且构建了将节水灌溉技术与旱作高效用水技术于一体的节水农业综合技术体系。

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TU991.64