四川丘陵地区高效节水技术现状与发展研究

胡晓阳

四川省宜宾市农业科学院 644000

1 引言

我国是一个水资源相对短缺的国家，水资源的可利用量只有4 700 亿立方米，人均占有量约2 400立方米，不足世界水平的1/4，居世界第109 位，属全世界13 个贫水国家之一。农业既是用水行业，还是缺水行业，年用水3 600 亿立方米，年缺水约300 亿立方米。目前，农业每年受旱面积200 万公顷（3 亿亩）以上，农村还有2 400 万人饮水困难，给工农业生产和人民生活造成了很大的损失。

在现实中，农业用水占我国用水总量的72%。而农业用水效率较低，一般仅在45%左右，水资源浪费严重。因此，积极推广农业节水灌溉技术，实行开源与节流并举，是从根本上解决农业缺水问题的重要措施。开展农业节水是建立节水型社会的关键。推进农业节水，是实现我国水资源可持续利用的内在要求，将会对现阶段我国农业生产布局、资源重新配置、经济结构战略性调整和变革产生深刻的影响。无论现在还是将来，它都会对改善和优化人们的生产方式、生活方式和生存方式发挥十分重要的作用。

2 我国主要节水技术发展现状

一是喷灌技术，就是利用水泵和管道系统，在一定的压力下把水喷到空中，碎成细小的水滴，均匀降落在田间，供给作物水分的一种灌溉方式。它又称喷洒灌溉，喷灌的类型多样化，在我国使用较多的有固定管道式喷灌、半移动式管道喷灌、大型平移喷灌机、中小型喷灌机组等类型。有较显著的省水增产效益，是一种比较先进的灌水技术。

二是我国微灌技术的试验研究是从1974 年引进墨西哥滴灌设备开始的，当时有三个试点，面积约5.3 公顷（80 亩），都取得了显著的增产、省水效果。此后，我国在学习吸收国外先进技术的基础上,结合国情,本着经济实用、易于安装和便于推广的原则，开始了微灌技术开发和设备研制之路，历经20多年的发展，大体经历了以下几个阶段。

20 世纪80 年代初以前，以中国水利水电科学研究院、辽宁省水科所等单位为代表。我国于1980 年研制生产的第一代成套滴灌设备，填补了我国没有滴灌设备产品的空白。

20 世纪80 年代是我国微灌设备产品改进和应用试验研究与试点推广阶段。在此阶段，微灌设备研制与生产厂家逐渐多了起来，微灌试验研究取得了丰硕成果，从试验研究发展到了试点推广应用。

进入90 年代后，一方面随着我国水资源紧缺状况的日益加剧，特别是农村经济的发展，以“两高一优”为方向的农业产业结构调整，迫切需要先进的微灌技术和高质量的设备。外国技术虽好，但价格昂贵，因此，国内许多生产厂家直接引进国外先进生产线，使我国微灌设备产品质量有了大幅度提高。水利部等有关部门组织制定了微灌产品和微灌工程技术规范行业标准，为我国健康发展微灌技术提供了设备技术和质量保证，使我国的微灌技术趋于成熟。

三是智能技术、信息技术与节水技术的融合。2000 年至2020 年，智能技术、信息技术实现了跨越式发展，也迅速融入农业技术的发展和普及中，智能技术、智慧农业、农业物联网、5G等技术在现代农业生产中的深入应用，带来了现代农业发展新的模式和新的方向。随着我国农业生产的发展和农业产业的调整，喷灌、微灌等技术快速应用于农业生产，从而使高效节水技术和智慧农业、农业物联网、5G 等技术融合为一门新的农业工程技术。由于成本及地理区域等因素的影响，目前这些先进的技术主体应用者为农业公司、各类专业合作社、农业大户等拥有一定经济和技术实力的群体，主要集中应用在农业产业化、规模化、集成化、标准化等方面。科技就是生产力，先进技术的推广和应用，将会体现出较好的社会效益和经济效益，高新技术的融入为高效节水技术的应用和普及带来了很好的示范。

据估计，到2050 年，我国的人口数量及工农业总产值都将达到最高峰，到那时，缺水会达到前所未有的程度。而从全球水资源情况来看，水资源总量是一定的，虽然在多种条件下，可用水会增加，但是，高效用水、节约用水是必由之路。我国农业用水占总用水量的72%，节约农业用水将具有重要意义。就目前来说，喷灌是最有效的节水和高效用水方法之一。与一般地面灌溉方式相比，喷灌能提高水利用系数30% ～50%，而且，喷灌不仅具有节水效果，同时还有增产、省地、保土、保肥、适应性强、可综合利用及便于实现喷灌机械化自动化的优点。因此，在实现我国农业机械化过程当中，喷灌将起到非常重要的作用。

3 节水技术发展的宏观环境

3.1 干旱缺水成为制约我国农业持续稳定发展的主要因素。

3.2 粗放的灌溉方法和灌水技术不适应“两高一优”农业和现代农业的发展要求。

3.3 水环境的恶化，已经危及到农业的可持续性发展，是生态环境恶化的重要组成部分。

3.4 喷灌、微灌技术是我国高效节水技术的重要组成部分，是解决我国部分地区水荒、改善水环境的重要手段。

3.5 喷灌、微灌技术可以提高作物产量和品质，提高农民收入，减少水资源损耗。

3.6 智慧农业、农业物联网、5G 等技术和喷灌技术融合应用将是我国高效节水技术发展的方向。

4 丘陵地区节水技术应用现状

以宜宾市为例，宜宾市境内江河纵横，湖泊、水库也多，年雨量也较丰富。但农业的灌溉方式仍然是以传统的串灌、漫灌为主。工业用水不受限制，既造成了水资源的大量浪费，又不利于农作物的生长。而且加剧了农田农药化肥的污染扩散，这与当前我国进行的农业产业结构调整是极不相称的。2000年后丘陵地区开始逐步引入高效节水技术，技术应用主要在农业产业化、集约化等方面，2010 年后高效节水技术开始从单一的喷灌技术应用逐步发展到智慧农业、农业物联网、5G 等技术的综合应用，整体趋势发展较好，但是丘陵地区应用喷灌技术的区域相对于农业生产面积而言依然还是占比较少。由于先进技术应用较多，需要使用者和管理者具有一定的文化素质，而当前农村由于高素质的人员稳定性不够，尤其单户农户对该技术的应用有一定难度，这是以后需要研究和解决的问题。

目前丘陵地区农村的经济收入不高，单户农户面临地块较小、人员缺失、技术缺失、资金等问题。如何才能有效推进先进技术的普及呢？根据调研的情况来看，引进适合本地农业生产实际情况高效节水技术，同时具备以下几个方面的优势，利于喷灌技术推广应用。

一是工作性能要可靠。

二是实施成本不能过高。

三是使用时效长，效率高、简单方便。

四是易于操作和检修。

五是加快农机与农艺融合，加快土地流转等工作，尽快形成土地规模化、集约化使用，便于高新技术的推广应用。

5 节水技术经济效益基本分析

这里以喷灌技术应用为例，做一个基本经济效益分析，仅供参考。

5.1 设备投资、运用综合分析

5.1.1 投资水平 常规下移动式喷灌整个系统投资水平在1 200 ～2 000元/亩之间（主要依据喷灌系统所选材料及设备的价格等因素）。包括电源、动力、泵、管线、喷头及相关附件，没包括远程智能控制等设备，按常规使用技术预算。

5.1.2 材料消耗及年运行管理费用 根据园林、大棚喷灌系统实际运行情况，材料消耗及年运行管理费用在300元/亩左右。包括喷灌带消耗年费用、系统运行管理费用、系统年折旧费、配件消耗补充及年度维修费用。

5.1.3 节水效益 喷灌技术较地面灌溉节水幅度在30%～40%之间。

5.1.4 增产效益 平均农作物增产幅度10% ～40%之间。

5.1.5 节约生产成本 采用喷灌技术，每年降低农作物生产成本约200元/亩。

5.1.6 提高劳动生产率 喷灌技术的应用，可提高劳动生产率3 ～5倍，甚至更高。

6 丘陵地区节水技术发展基本途径

随着农业经济的快速发展，农业产业结构的调整，以及我国地域特色经济的兴起，四川丘陵地区农村经济也在农业产业结构调整发展的过程中涌现出了不少规模化、集约化生产的模式。为了提高农经作物的综合品质，采用先进的农业生产技术装备就是一种技术手段，高效节水技术的应用就是四川丘陵地区未来现代农业生产发展的必经之路。为做好高效节水技术的发展与推广，必须做好以下几个方面。

6.1 加强节水技术宣传

利用各种媒体向农户大力宣传展示农业节水技术给生产带来的优势，以及使用该项技术能取得的经济效果。

6.2 建立节水技术基地

在每个具备条件的县、区、镇、乡、农业公司、专业合作社、农业大户等建立高效节水技术示范基地，向农户充分展示节水技术的实用性、优越性、高效性。

6.3 进行节水技术典型示范

政府倡导建立农业科技示范园区，充分利用节水技术，展示现代农业生产的先进科技手段。用事实、用效益说话，引导农户走科技致富的道路。

6.4 进行节水技术管理培训

对应用和即将应用高效节水技术的农户进行节水技术培训，以便更好地应用节水技术，提高土地的单位面积产量，充分体现节水技术的高性价比。

6.5 全面提供节水技术咨询和技术指导

节水技术得以全面发展，使农户得到更好的农业生产技术装备，并能充分了解技术装备的使用和工作性能，相关技术部门必须给应用该技术的农户提供全面的技术咨询和技术指导，保证节水技术在农村的推广应用。同时，为节水技术在农业生产上的使用提供充分的技术保障。

7 丘陵地区高效节水技术发展趋势

7.1 农作物的精准灌溉技术

以信息技术为手段，控制水的流量，按照农作物的需要进行供给，主要包括水和肥料，也就是水肥一体化技术和信息技术的有效融合，具有较好的经济效益。这里水肥一体化技术可以看作节水技术应用功能的扩大版。

7.2 信息技术的应用

这里指的信息技术是高度的智能化、智慧化、自动化、远程化等技术，具体一些就是指人工智能AI 技术、物联网、大数据、计算机、多媒体等，这些信息技术的融入使得自动化、远程控制化等高效节水技术得以飞跃式发展。

7.3 综合利用节水灌溉技术

发展四川丘陵地区高效节水技术、提高农产品质量，应用合适的节水灌溉方式，综合利用不同的节水灌溉技术，以期达到更好的节水效果和经济效益是大势所趋，根据本地的实际情况，因地制宜开发和引进节水技术。根据每个市、区、县的农业具体情况，来选择喷灌技术设备的类型以及相应配套设施，最大限度地发挥喷灌技术设备的作用。国际上公认节水灌溉50%的潜力在管理方面。世界上节水发达国家如以色列、日本、美国等之所以节水工作搞得好，一半归功于管理工作。因此，发展节水灌溉技术应在建设过程中不断探索管理模式，切实找到适合所需的管理方法。

高效节水技术的发展趋势必然是工作自动化，农作物监测、检测、精准智能化，技术控制远程化，信息数据化，这些技术的融合充分体现出不同节水技术的综合利用。随着科技的发展，高新技术和现代农业生产的结合越加紧密，这将为乡村振兴发展提供新的动力源泉。