农业节水灌溉技术

李汶承+何侠

我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占世界水资源总量的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一，是比耕地资源（占世界总量的9%）更紧缺的资源。同时，我国水资源分布很不均匀，北方水资源贫乏，南方水资源相对丰富，南北相差悬殊。淮河以北的广大北方地区拥有全国60%的土地，却只有15%的水资源。

水资源短缺与节水将是我国不得不面对的永恒主题，它不仅关系到国家粮食安全、生态安全，而且关乎国家安全。确保我国农业用水量维持零增长或负增长才可以满足国家战略水安全，但要满足我国粮食安全战略需求必须增加农业用水量约1200亿立方米。这两个现实需求形成了难以调和的矛盾，水资源不足已成为严重制约我国国民经济持续高效发展的瓶颈，在水资源极为有限的前提下，解决这一矛盾只能依靠科学技术，大力发展现代节水灌溉的高效农业，使农业由粗放经营管理走向集约经营管理，推进农业供给侧结构性改革，实现农业水利现代化。

水资源是人类生存中必不可少的重要资源，但由于其自然存在的状态与人类的需求并不完全符合，进行水资源集中整合的水利工程随之而出现。水利工程不仅能避免洪涝灾害的发生，而且还能够使水资源得到最大化利用。尤其對于我国这样的农耕文明古国，水利工程在保障农田灌溉方面发挥了重要作用，古代水利工程更是科技发展和国家兴盛的重要标志。

现代节水灌溉

节水灌溉是指用尽可能少的灌溉水量来满足作物需水，获得农业生产的最好效益。节水灌溉的最终目标是提升灌溉水的最大利用率，促进农业高效发展。现代节水灌溉技术就是要采取最有效的技术措施，使有限的灌溉水量创造最佳的生产和经济效益。其与传统的灌溉技术相比有着更多的优势，融合了现代科学技术成果与科研成就，可根据各个地区特点、经济发展水平提供多种合适且可选择的节水灌溉方式。

现代节水灌溉为解决我国农业水资源短缺问题提供了技术保障，在提高农业用水效率、农民增产增收及生态环境建设等方面发挥着重要作用，主要分为三种类型，分别为滴灌灌溉、喷灌灌溉及地面灌溉。

滴灌灌溉。由于该技术有着较高的价格，也被称为“昂贵技术”。它是将作物生长所需的水分和各种养分适时适量地输送到作物根部附近的土壤，即通过低压管道系统和特别的小塑料管及滴头将水和营养直接传导至作物的根部。此种灌溉方式精密度良好，作物可直接、均匀吸收。相比其他灌溉方式，节水效果显著，对于提升作物产品品质，增产增收作用明显。同时其存在一些不足，主要为滴头的流道较小，易导致堵塞，且滴灌灌水量较小，易造成盐分积累等问题。滴灌技术适用于一切地形和土壤，特别是在干旱缺水地区近年来得到广泛应用，内蒙古自治区将节水灌溉作为地区战略工程，大力推进膜下滴灌技术，将其应用于普通玉米等作物中，取得了良好的节水增产效果。

喷灌灌溉。俗称“人工降雨”。其主要是利用专用设备将有压水送到灌溉地段，并喷射到空中散成细小的水滴，均匀地降落到田间进行灌溉的方法。与其他灌溉技术相比，由于水分输送全部在管道内进行，高效节约水资源，一般可节约40%的水资源，同时人工可根据作物需水情况调节喷灌强度和时长等技术指标，从而保证灌溉质量，有利于改善土壤结构以，提高水肥利用率。该方式适用的设备较多，仅喷头就包括多种类型，如垂直摇臂式喷头、摇臂式喷头、全射式喷头等。喷灌技术又可细分为固定式、半固定式、移动式三种喷洒方式。其不足之处在于受风力和温度影响较大，在风力较大、炎热气候条件下，水量损失较大。喷灌技术基本没有地形障碍，山丘地区也可以灌溉，非常适合于干旱缺水地区和经济作物灌溉，当前已在山东等经济条件比较好的农业大省的大田作物、蔬菜种植及园林草地等方面得到广泛应用。

地面灌溉。地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌溉技术，同时也是最古老和常见的灌溉方法，我国北方地区灌溉方式的主体。灌溉水依靠重力并利用沟、畦、格田引入农田，渗入土壤，由于田间工程设施简单，不需要能源，易于实施，至今仍广泛主导使用。该种方式水资源浪费较为严重，目前正在进行各方面技术改进，包括长沟改短沟、大畦改小畦的沟畦改进技术，渠道防渗灌溉技术，北方井灌区大力推进的管道输水灌溉，均有效减少了水资源在输送过程中的浪费。为了提升灌溉效果，需要进一步布置完整的田间输水渠道网，确定合理的沟、畦和格田规格，着力改善灌水工具，提高土地平整精细度。该灌溉方式也存在一些缺点，如易导致表层土壤板结，水利用率较低，灌水均匀度较差。目前我国广东、云南等南方地区正在大力推进渠道防渗技术、低压管道技术提升农业节水灌溉效率，并结合水肥一体化技术，推动节水技术与农艺农技相融合，促进高效节水农业发展。

节水灌溉技术的应用和发展趋势

灌溉渠系管道化。灌溉渠系管道化最初应用于日本，之后美国等发达国家也逐渐使用管道化输水。近年来，我国北方干旱地区不断大力发展井灌区管道输水技术，今后将朝着大型渠灌区管道化的方向发展。

喷灌、滴灌技术普及发展。喷灌与滴灌技术在国内外节水灌溉中已得到良好应用，我国也在通过补贴等方式引导新型农业经营主体大力利用该技术发展高效节水农业。由于节水灌溉技术都具有自身适用的各种条件，如经济条件、自然条件，为此喷灌、滴灌溉技术的使用应因地制宜。当前，我国的喷灌、微灌技术已有了很大提升，目前正朝着低压、节能、多目标利用的方向发展。

地下节水灌溉技术开发。地下灌溉是一种新型有效的技术，已被公认是一种最有前景的高效节水灌溉技术。它将以往对土地的灌溉转变为对植物根系直接进行灌溉，包括渗灌和地下滴灌两个主要方式，目前正在提高设备寿命，降低成本。

现代化精细地面平整技术应用。当前世界上最先进的土地平整技术是激光控制平地技术，在发达国家已经得到大范围应用。其具有自动化程度较高、作业率高效以及操作简便等优点。其能够有效改善农田平整状况，使田间灌水效率得到大幅提升，未来将在节水灌溉技术的应用中发挥重要作用。

总之，现代节水技术的核心是使灌溉水在农业生产中得到最大化利用，提升灌溉水的利用效率，促进农业的高效生产。由于当前我国农业种植结构和水土资源分布具有一定的区域性，每个地区经济发展也各有差异，因此，了解各个地区的经济状况，掌握每个地区的水资源状况、气候条件等，完善、细化节水灌溉规划，加强水资源节约利用的基础建设，全面实施区域规模化节水灌溉，促进现代化精细灌溉技术的应用，加强节水灌溉与水肥一体、旱作农业等融合发展，完善水资源保护制度，使农业高效用水技术得到良好发展。

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