中国农业节水灌溉技术应用研究进展

张 旭，胡宝贵

（北京农学院经济管理学院，北京102206）

0 引言

水是人类生命的源泉，工业、农业、制造业等产业的发展都离不开水资源。农业是中国第一产业，而农业生产对水资源有着极大的需求，因此，中国水资源保障形势十分严峻[1]。在全国用水总量中，农业方面占有相当一部分数量[2-3]，因此节水灌溉技术的应用效率应当作为农业节水研究的一大重点[4]。目前，中国节水灌溉技术主要包括微灌、喷灌、低压管灌、渠道防渗和其他新型节水工程[5-6]，随着中国节水灌溉技术不断提升以及积极推广应用，既提高了水资源的有效利用率，又提高了农业生产效率，节水效果不断提高[7]，节水灌溉技术维护着生态平衡，对农业可持续性发展的影响不可小觑[8]。因此越来越多的学者针对中国农业节水灌溉的应用和实际意义做了相应研究。本研究运用文献计量法，对2000—2020年间的相关文献进行了计量分析归纳，分析目前中国关于节水灌溉技术应用方面的文献现状，统计归纳当前技术应用出现的问题，根据实际情况对中国农业节水灌溉技术提出可供参考借鉴的措施。

1 文献来源及研究方法

1.1 文献来源

研究借助中国知网(CNKI)数据库，以“主题”=“灌溉技术”、并含“推广应用”、“年”=“2000—2020”的指定条件进行检索（截至2020年12月21日），获取相关文献693篇，经过筛选剔除无效文献14篇，有效文献679篇。

1.2 研究方法

运用文献研究法汇总2000—2020年检索获得的文献，通过所获得文献的发表年份、所属期刊、文献被引率等特征，分析中国农业节水灌溉技术的研究现状，在综述中国农业节水灌溉技术不同种类的应用基础上，总结其在发展中存在的问题，并提出相应的解决措施。

2 中国农业节水灌溉技术应用研究现状

2.1 文献特征

基于中国知网文献的数据，根据发文数量年份分布，可以看出中国农业节水灌溉技术发展以来的影响程度。图1表明，2000—2020年间，有关农业节水灌溉技术应用的文献发行量大致呈波动上升趋势，在2013年发表文献数达到峰值52篇。从整体趋势可以看出农业节水灌溉技术应用是一大热点领域，近年来不断受到业界的重视，节水灌溉技术在学术领域的影响力越来越高（文章最后检索时最新发表时间为2020年11月17日，未包含2020年全部文献在内）。

图1 文献年份分布

从文献分布情况可以看出相关文献集中程度。如表1所示，可以看出679篇文献分布情况较为广泛、分散，且涉及多种不同的期刊。由表1可以看出，刊载篇数前5名的5种期刊载文量仅占全部文献的15.46%。《节水灌溉》和《农民致富之友》期刊载文量占比最大，刊载相关文献均为24篇。其中《节水灌溉》是针对节水灌溉方面进行研究，但其内容一般都围绕节水灌溉的系统设计、评价和影响因素，而推广应用方面的文献较少。《农业科技与信息》与《农业与科技》刊载量均为20篇，刊载于《科学技术创新》的文献为17篇，以上5种期刊对于中国农业节水灌溉技术应用的刊载频率较高，其中3种属于研究农业科技技术的期刊，说明节水灌溉技术明显得到了重视。其余84.54%的文献分布于其他期刊里，由此可见节水灌溉技术的文献分布较为广泛。

表1 文献期刊分布

2.2 高影响力文献

文献的被引率是学术评价指标之一，被引频次越高代表其影响程度越高。通过表2可以看出，在2000—2020年间，中国节水灌溉技术领域5篇被引频次最高的文献，主要涉及到发展全国范围内的节水灌溉技术，具有强概括性、普便性和实用性，因此，这5篇相对来说更广受业界关注。

表2 高影响力文献

2.3 中国农业节水灌溉技术类型

20世纪中叶，中国首次引进了喷灌技术，经过一些农田的试点应用后，节水效果较为明显。从此，中国节水灌溉技术逐渐改进提升，不断引进新型技术。679篇文献中大部分文献是农田水利建设中节水灌溉技术的应用，每种灌溉技术都有一定的适用条件，应根据地理位置、气候条件和资源状况，选择适宜当地的一种或多种结合的灌溉技术。因此，本研究从研究灌溉技术应用推广的相关文献中总结出在中国普遍推广节水灌溉工程技术的主要类型，并概括每种灌溉技术应用的特点，便于快捷选择适合的技术进行农作。

2.3.1 微灌 通过相关文献的研究，总结出微灌包含滴灌、微滴灌和渗灌[9]，是目前节水、增产效果最好的一种节水灌溉技术，较地面漫灌省水50%～70%[10]。经过学者们不断研究和技术不断改进提升后，管道、渗孔易堵塞的问题也相继解决了。从表3中可以看出微灌最突出的特点是投资高，本身适合局部灌溉[11]，主要应用于蔬菜、花卉、果树等高经济价值作物上，在大田作物上应用较少[12-13]。

2.3.2 喷灌 喷灌技术不仅节省了用水量，而且改善田间气候和土壤养分，增加了作物产量[14]。通过表3可以看出，喷灌对农作物种植地形要求低，地形适应力较强。据测定，比坡面灌溉省水30%～50%[15]。有利于实现灌水机械自动化，还可以结合喷灌进行喷肥、喷药、防干热风、防霜冻等[16]。但是喷灌易受风力的影响导致喷灌的均匀度大大降低、水资源飘散，增加水资源的流失和蒸发，降低水资源的利用效率。此外，喷灌设备投资较高且不易移动，有多种系统形式，应因地制宜进行选用。

2.3.3 低压管道输水 在美国，低压管道灌溉被认为是节水最有效和投资最省的灌水技术，全美近1/2大型灌区实现了管道化灌溉[15]。低压管道灌溉技术在近几年来较多应用在中国北方地区，特别是井灌区。低压管道技术将低压水输送到农田，这种输水方式不像微灌、喷灌的设备容易堵塞[17]。管道代替了渠道，相比渠道安全可靠，耗水少，可节水15%～30%[18]。通过表3可以看出，低压管道输水技术具有减少渠灌占地、操作易掌握、输水速度快等优点[19]。

表3 灌溉技术的主要类型

2.3.4 渠道防渗 渠道防渗是大部分灌区主要输水手段，这种技术在应用时，所选用的材料可根据当地情况而定，由于在防渗处理上采用了混凝土、浆砌石、塑料薄膜等多种材料[20]，因此设备材料的使用寿命较长且较为稳定，具有较好的节水效果。此外，渠道防渗灌溉技术还有减少输水时的水资源流失、提高了输水速度的优点。但同时也存在容易出现漏水和渗水等现象，导致水资源的消耗率不足[21]。

3 目前中国农业节水灌溉技术应用中存在的问题

3.1 农民节水意识欠缺

由于农民普遍没有较高的受教育程度，思想认识比较落后，因此没有认识到节水的重要性[22]，拘泥于陈旧老套的农作模式，大部分农民习惯采用大水漫灌对农田进行浇灌[23]。传统农民普遍认为，中国有大量水资源可供使用，灌溉用水仅仅流失了极少的水资源，所以对节水灌溉的重视不够，没有意识到水资源短缺的严峻形势[24]。且普遍缺乏农业节水灌溉技术认识，对高效节水优势的认识不足[25-26]。

3.2 技术推广效率不高

在节水灌溉技术推广方面，由于目前的节水灌溉技术大多需要投入大量人力成本或物质成本，广大农民的收入还很低，难以承担全面推进农业节水的投资需求[27]。再加上政府在技术推广宣传方面缺乏力度[28]，农民自身的节水意识较为薄弱，思想保守[29]，认为应用节水技术进行农业生产有较高风险型，难以调动农户积极性[30]，导致节水灌溉技术的推广应用难以进一步推进。

3.3 政府扶持力度不强

节水灌溉技术的应用中，其基础设备和推广宣传都需要大量资金投入。在后续使用中，由于技术设备的破损，也需要资金支持设备长期维护来保障正常使用[31]。节水灌溉技术的研发还需要不断地对研究开发每个阶段进行投入。因此，需要国家投入一定的资金进行维护，在人员配备、设施配套等方面增加投入和补贴[32]。目前地方政府对节水灌溉技术应用的财政支持效果不明显，相应的配套资金不足，扶持力度不强，制度不完善[33]。

3.4 灌溉技术选择不当

在高效节水灌溉技术的选择时，一定要同当地农村农业生产发展情况进行有机整合，使用合理有效的技术方案。在进行节水灌溉工程建设之前，很多设计方案并未经过实地考察，导致高效节水灌溉工程与当地农业生产情况、农田实际情况严重不符。最终高效节水灌溉技术应用趋于形式化，导致农田水利灌溉工程项目建设成本的增加，实际效果却与预期效果相差甚远[34]。

4 中国农业节水灌溉技术应用的对策建议

4.1 政府主导，提高节水意识

理论指导实践，理论知识基础尤为关键，因此建议政府定时举办节水灌溉的相关讲座培训[35]，让广大群众首先了解节水灌溉技术的基本知识，意识到节水灌溉的必要性[36]。还需要出台更多品种的普惠农业农民的专项低息的贷款品种，增加支农惠农的贷款额度，从而为节水灌溉等现代农业技术的推广和应用提供更有效的资金支持[37]。通过增加农业用水精准补贴以及对采用高效节水灌溉技术的农民给予优惠或奖励等政策方式，增加节水灌溉技术资金的投入，鼓励农民多使用节水灌溉技术，提升农民对高效节水的兴趣，调动农民主动节水的积极性[38]。

4.2 加强宣传，提高推广效率

相关部门不断开发、引进农业节水灌溉新技术，指导当地农业节水灌溉技术的开展，不断加强节水宣传力度，通过讲座等方式大力宣传现代农业灌溉技术的优势及其带来的经济价值，才能更有效地推动节水灌溉新技术在当地的使用。在促进灌溉技术实施的发展时，通过技术下乡、电视广播和报纸宣传以及微信公众号、抖音短视频宣传等不同的方式[39]，基于生态效益、社会效益和经济效益，让农民真正了解到高效节水灌溉技术的优势，切实感受到从应用节水灌溉技术中获得的利益，增加灌溉技术的性价比，让农民自愿主动应用农业节水灌溉技术，从而使农业节水灌溉技术得到推广，带动更多农业用水户积极使用节水灌溉措施。

4.3 完善制度，加大扶持力度

现阶段中国农村经济技术条件还比较薄弱，所以农业节水灌溉技术与设备的发展应该得到国家的重点支持与扶持[40]。包括制定节水政策，完善节水制度[41]，增加节水灌溉技术资金的投入，积极向灌溉技术发达的国家学习，引进新兴技术，不断改良现有技术[42]，逐步建设统一管理、目标明确、制度完善的农业用水源管理体系。在节水灌溉应用于农业生产中，制定出高效节水灌溉技术人才培养制度，每个环节都要有专业技术人员加以指导，并严格按照规章制度有序进行。

4.4 合理规划，选择灌溉技术

在真正实施农业节水灌溉技术应用之前，应当先进行实地考察，了解当地发展水平、劳动力、资金等实际状况再进行有效的方案设计。节水灌溉技术的应用需要根据农作物的特点、地理位置、发展条件等因素合理、科学、有效地进行选择[43-45]。在节水灌溉技术实施过程中，必须遵循“因地制宜”的原则，根据本地区的环境、气候、土壤以及水资源分布状况和未来发展前景进行科学的评判[46]，同时结合本地区农作物轮茬种植的情况，选择最适合农作物生长的灌溉技术，灌溉技术的操作要充分结合农田的类型和特点，合理配置水资源，减少不必要的浪费，提高农作物的灌溉效率，实现高效节水灌溉[47]。

5 结语

综上可知，节水灌溉技术在全国范围内已普遍应用，中国农业节水灌溉技术在不断的改进提升，并日渐受到重视。研究者们对于中国节水灌溉技术推广和应用的研究已经足够充分，但仍然侧重于对灌溉技术理论方面的介绍，缺乏更深层次的研究。在今后的研究中，研究者们应学习和借鉴国外节水灌溉技术成果[48]，基于农田实际情况，针对不同生态环境条件、不同地域类型、不同农作物种类等因素选择适用的节水灌溉技术，将信息技术与灌溉技术相结合进行进一步研究[49]，采用综合灌溉的方式，不断改进和创新节水灌溉技术[50]，合理利用水资源，提高资源利用率[51]，对水资源的浪费情况进行有效的解决，为中国农业节水灌溉技术提供可参考、更具实用性的研究成果[52]。