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1節(jié)水農(nóng)業(yè)

我國(guó)北方地區(qū)土地面積約為全國(guó)的44%,多年平均年徑流深只有全國(guó)平均數(shù)的1/5,多年平均水資源量?jī)H占全國(guó)水資源總量的1/10。干旱缺水一直是制約該地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的主要矛盾。尤其近年來,隨著氣候日趨干旱和區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,人、水、地之間的矛盾日益尖銳。建立節(jié)水型社會(huì),發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)已成為緩解該地區(qū)水資源短缺的必然選擇。節(jié)水農(nóng)業(yè)就是以節(jié)約用水、提高農(nóng)業(yè)用水效率為核心的農(nóng)業(yè),是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)涵。其核心是在有限的水資源條件下,通過采用先進(jìn)的工程技術(shù)、適宜的農(nóng)業(yè)技術(shù)和用水管理等綜合技術(shù)措施,充分提高農(nóng)業(yè)水資源利用率和水的生產(chǎn)效率及效益,保證農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。面對(duì)WTO的挑戰(zhàn),節(jié)水農(nóng)業(yè)更應(yīng)賦予其新的內(nèi)涵,其內(nèi)涵應(yīng)擴(kuò)展為節(jié)水、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)。節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)性工作,選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)有助于節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展;研究開發(fā)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù),有助于提高節(jié)水農(nóng)業(yè)的效益。因此,我們非常有必要對(duì)現(xiàn)狀各種節(jié)水農(nóng)業(yè),技術(shù)的水平,以及技術(shù)的適應(yīng)性作認(rèn)真分析,為真正實(shí)現(xiàn)提高農(nóng)業(yè)水資源利用率和利用效率打好基礎(chǔ)。

2節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)水平及評(píng)價(jià)

針對(duì)我國(guó)北方地區(qū)的特點(diǎn),適宜推廣應(yīng)用的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)主要有,渠道防滲技術(shù)、低壓管道輸水技術(shù)、地面灌水技術(shù)、噴微灌技術(shù)、雨水利用技術(shù)、農(nóng)業(yè)節(jié)水配套技術(shù)、劣質(zhì)水利用技術(shù)及農(nóng)業(yè)節(jié)水管理等技術(shù)。

2.1渠道防滲技術(shù)

渠道是渠灌區(qū)輸水的通道,其主要作用在于把灌溉水從水源處安全、快速、高效地輸送至需要灌溉的田間地頭。這是提高灌溉水的一個(gè)重要環(huán)節(jié),也是減少灌溉水損失的重要措施之一。我國(guó)每年因渠道輸水滲漏損失的水量高達(dá)1500億m3,相當(dāng)于3條黃河的年水量。渠灌區(qū)在我國(guó)北方占有很大的比重,渠灌區(qū)控制面積約占我國(guó)北方地區(qū)灌溉面積的2/3左右,因此,在我國(guó)北方地區(qū)大力應(yīng)用推廣渠道防滲技術(shù),仍是節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)主要技術(shù)措施。土渠道輸水滲漏損失約占引水量的50%～60%,一些較差的損失高達(dá)70%。與土渠相比,混凝土護(hù)面可減少滲漏損失80%～90%,漿砌石襯砌可減少60%～70%,塑料薄膜防滲可減少90%以上。據(jù)有關(guān)資料,混凝土襯砌渠道僅20～30元/m2,50U型渠道造價(jià)30～40元/m2,砌石類襯砌由于采用當(dāng)?shù)夭牧?造價(jià)還低于混凝土類。因此,該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)為我國(guó)北方地區(qū)重點(diǎn)應(yīng)用推廣的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)。渠道防滲技術(shù)是我國(guó)應(yīng)用推廣面積較大的一項(xiàng)技術(shù),據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)防滲渠道襯砌總長(zhǎng)度55萬km,占渠道總長(zhǎng)度的18%,控制面積0.1億hm2?？v觀目前渠道防滲技術(shù)與方法,依據(jù)所使用的防滲材料大致可劃分為土料壓實(shí)防滲、三合土料護(hù)面防滲、石料襯砌防滲、混凝土襯砌防滲、塑料薄膜防滲和瀝青護(hù)面防滲等6種,其中混凝土襯砌防滲是使用最為廣泛的一種渠道防滲措施,可分為現(xiàn)場(chǎng)灌注和預(yù)制裝配兩種施工方式,防滲效果好,使用壽命長(zhǎng),特別是使用混凝土“U”型渠槽防滲還可以提高渠道流速和輸沙能力。我國(guó)渠道防滲已經(jīng)形成了一套相對(duì)配套的技術(shù)體系,但與世界先進(jìn)水平相比,仍存在以下問題。①襯砌技術(shù)成本較高。②高寒地區(qū)渠道襯砌防凍脹技術(shù)有待進(jìn)一步完善與深化。③西北地區(qū)一些特殊土,如濕陷性黃土、鹽脹土或膨脹土等的渠道襯砌尚需要解決適應(yīng)大變形問題。④我國(guó)中、小型渠道開挖與襯砌施工機(jī)械性能差,型號(hào)少,滿足不了生產(chǎn)實(shí)際的需要。

2.2低壓管道輸水技術(shù)

低壓管道輸水技術(shù),簡(jiǎn)稱“管灌”,是利用低壓輸水管道將水直接輸送到田間溝畦灌溉作物,以減少輸送過程中水的滲漏和蒸發(fā)損失的節(jié)水技術(shù)。它具有省水、節(jié)能、節(jié)地、易管理,且省工省時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),投資相對(duì)較低,采用PVC管道,平均投資3750元/hm2。以管代渠,可使渠系水利用系數(shù)提高到92%～95%,使毛灌水定額減少30%左右,節(jié)約能耗25%以上。低壓暗管輸水可減少占地,提高土地利用率,一般在井灌區(qū)可減少占地2%左右,在揚(yáng)水灌區(qū)可減少占地3%左右;由于輸水管道埋于地下,便于機(jī)耕及養(yǎng)護(hù),耕作破壞和人為破壞大大減少,加之管道輸水速度明顯高于土渠,灌溉速度大大提高,可顯著提高灌水效率,并且管理方便,省工省時(shí)。我國(guó)自50年代就開始對(duì)管道輸水灌溉技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用,至1997年,我國(guó)北方地區(qū)該項(xiàng)技術(shù)已推廣266.7萬hm2。該技術(shù)除在井灌區(qū)得到推廣應(yīng)用外,近年來,在渠灌區(qū)和揚(yáng)水灌區(qū)也取得了一定進(jìn)展。管道輸水灌溉技術(shù)是北方井灌區(qū)未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間需要加以推廣的主導(dǎo)輸水技術(shù)。

2.3地面灌水技術(shù)

我國(guó)灌溉面積大約有97%的面積采用地面灌溉,地面灌溉技術(shù)是我國(guó)目前應(yīng)用面積最廣的一種灌水技術(shù),也是世界上應(yīng)用最廣的一種灌水技術(shù)。如美國(guó)1994年地面灌溉面積也高達(dá)73.6%;韓國(guó)達(dá)99.5%。自60年代開始,在廣大北方地區(qū)開展地面灌水技術(shù)研究與推廣工作;70年代,提出了小畦灌、長(zhǎng)畦灌、分段灌及細(xì)流溝灌等多種改進(jìn)后的地面灌水技術(shù),并在河北、河南、山東、陜西等省推廣應(yīng)用;80年代后期從美國(guó)引進(jìn)了波涌灌技術(shù),并結(jié)合地面覆蓋,開發(fā)了膜上灌水技術(shù),節(jié)水增產(chǎn)效果顯著。但我國(guó)目前灌溉水利用系數(shù)只有0.4左右,個(gè)別地區(qū)甚至更低,田間水利用系數(shù)只有0.6～0.7。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果表明,如果操作得當(dāng),畦田、溝的規(guī)格適宜,田間水利用系數(shù)可達(dá)到0.8以上,灌溉定額可大幅度下降。可見地面灌溉節(jié)水潛力非常大。膜上灌較一般地面灌溉可節(jié)水30%以上,高者可達(dá)50%以上,波涌灌(包括畦灌、溝灌)可節(jié)水10%～30%,灌水均勻度及儲(chǔ)水效率均明顯提高,分根交替灌溉可節(jié)水10%～30%。這足以表明地面灌水改進(jìn)提高應(yīng)用后的節(jié)水潛力。地面灌水技術(shù)仍是今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)北方平原地區(qū)應(yīng)大力應(yīng)用推廣的主要田間灌水技術(shù)?？v觀我國(guó)目前地面灌溉技術(shù)研究水平,不僅與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大,而且與生產(chǎn)實(shí)際需求也有較大差距,難以滿足生產(chǎn)之需要,尚需下大力氣,加以改進(jìn)、提高。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①對(duì)地面灌水技術(shù)的研究重視不夠。②對(duì)地面灌水技術(shù)的研究不夠深入。③對(duì)農(nóng)田水利基本建設(shè)投入不足,地面灌溉需要有相應(yīng)的田間工程相配套。④灌水管理水平落后。

2.4噴灌技術(shù)

噴灌是噴灑灌溉的簡(jiǎn)稱,是利用專門的系統(tǒng)將水加壓后送到田間,通過噴灑器將水噴射到空中,并使水分散成細(xì)小水滴后均勻地灑落到田間進(jìn)行灌溉的一種灌水方法。同傳統(tǒng)的地面灌水技術(shù)相比較,它具有適應(yīng)性強(qiáng),控制性強(qiáng),且不易產(chǎn)生地表徑流和深層滲漏等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)有關(guān)研究結(jié)果表明,噴灌與傳統(tǒng)地面灌水技術(shù)相比,可節(jié)水25%～40%,且灌溉均勻,質(zhì)量高;減少占地,能擴(kuò)大播種面積10%～20%;不需平整土地,省時(shí)省工;并能調(diào)節(jié)田間的小氣候,提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì),以及對(duì)某些作物病蟲害起到防治作用;而且實(shí)施噴灌技術(shù),有利于促進(jìn)灌溉機(jī)械化,自動(dòng)化。但噴灌技術(shù)的發(fā)展也有其局限性,如受風(fēng)的影響大,且能耗大,一次性投資高,這是影響噴灌技術(shù)快速發(fā)展的主要障礙因素。噴灌系統(tǒng)投資,固定式為15000～18000元/hm2、半固定式為9000～12000元/hm2,移動(dòng)式輕小型機(jī)組為3000元/hm2,大型噴灌機(jī)為3000～6000元/hm2。因此,建議噴灌技術(shù)的發(fā)展一定要和經(jīng)濟(jì)效益掛鉤,對(duì)于那些附加值較高的經(jīng)濟(jì)作物,可以提倡發(fā)展噴灌,但對(duì)于大田作物,則要視經(jīng)濟(jì)狀況而定,特別是對(duì)于那些經(jīng)濟(jì)尚不太發(fā)達(dá)的北方山區(qū)、丘陵區(qū)更需認(rèn)真考慮。由于噴灌技術(shù)本身的優(yōu)點(diǎn),以及水資源的短缺,經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,世界各國(guó)均對(duì)這項(xiàng)技術(shù)非常重視。1987年全世界噴灌面積發(fā)展到3000萬hm2,1998年,我國(guó)噴灌面積已發(fā)展到86.73萬hm2。我國(guó)自70年代開始發(fā)展噴灌技術(shù),噴灌設(shè)備生產(chǎn)已具備一定的規(guī)模,生產(chǎn)能力基本上可以滿足我國(guó)現(xiàn)階段噴灌發(fā)展的需求,甚至還有部分出口。但在產(chǎn)品種類、材質(zhì)、性能等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有相當(dāng)大的差距。其主要差距在于,①關(guān)鍵設(shè)備耐久性能差,從而影響設(shè)備的壽命。②山丘區(qū)噴灌設(shè)備配套性能差,還沒有形成適合山丘區(qū)的噴灌技術(shù)體系。③節(jié)能噴灌設(shè)備,與設(shè)備的系列化標(biāo)準(zhǔn)化程度低。從總體上講,我國(guó)噴灌技術(shù)水平正處在從數(shù)量型向質(zhì)量、效益型轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵過程,特別是質(zhì)量急待提高。

2.5微灌技術(shù)

微灌技術(shù)是一種新型的節(jié)水灌溉技術(shù),包括滴灌、微噴灌和涌泉灌。微灌具有節(jié)水省能(節(jié)水達(dá)70%～90%)、灌水均勻,水肥同步、適應(yīng)性強(qiáng),操作方便等優(yōu)點(diǎn)。微灌一般比地面灌省水30%～50%,甚至超過60%,比噴灌節(jié)水15%～20%,比噴灌能耗低。由于采用壓力管道輸水,可適用于山區(qū)、坡地、平原等各種地形條件。微灌系統(tǒng)不需平整土地和開溝打畦,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制灌水,大大減少了灌水的勞力強(qiáng)度和勞動(dòng)量。微灌的不利因素在于系統(tǒng)建設(shè)的一次性投資太大,且灌水器易堵塞等。對(duì)于果園固定式微灌投資12000～15000元/hm2,大田固定式微灌投資為9000～12000元/hm2,保護(hù)地栽培微灌投資15000～18000元/hm2。因此,其適宜作物尚需同噴灌技術(shù)的選擇應(yīng)用一樣,要因地、因作物、因區(qū)域經(jīng)濟(jì)而定,同時(shí),又要考慮微灌本身屬局部灌溉的特點(diǎn)。我國(guó)微灌技術(shù)自1974年開始發(fā)展以來,大致經(jīng)歷了引進(jìn)、消化和試制(1974～1980)、深入研究和緩慢發(fā)展(1980～1990)、快速發(fā)展(1990年以后)3個(gè)階段。目前,在微灌技術(shù)領(lǐng)域,我國(guó)先后研制和改進(jìn)了等流量滴灌設(shè)備、微噴灌設(shè)備、微灌帶、孔口滴頭,壓力補(bǔ)償式滴頭、折射式和旋轉(zhuǎn)式微噴頭、過濾器和進(jìn)排氣閥等設(shè)備,總結(jié)出了一套基本適合我國(guó)國(guó)情的微灌設(shè)計(jì)參數(shù)和計(jì)算方法,建立了一批新的試驗(yàn)示范基地,發(fā)展了3.4萬hm2微灌面積,建立一批微灌設(shè)備企業(yè)。初步估計(jì),我國(guó)微灌設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)能力,從數(shù)量上講,完全可以滿足我國(guó)發(fā)展微灌的需要,但質(zhì)量上仍與國(guó)外先進(jìn)水平存在較大差距,這也是我國(guó)目前大量微灌產(chǎn)品依靠進(jìn)口的主要原因。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①微灌設(shè)備種類少,性能差、工藝水平落后,材質(zhì)不耐老化。②水凈化技術(shù)未徹底解決。③對(duì)適應(yīng)微灌技術(shù)的作物尚有一定爭(zhēng)議。④管理水平差。

2.6雨水利用技術(shù)

雨水利用技術(shù)實(shí)質(zhì)是雨水資源化的過程,它是以降雨地表徑流調(diào)控為手段,提高雨水的利用率和利用效率的一項(xiàng)技術(shù)。從實(shí)現(xiàn)的手段來看,它可以劃分為大氣降水調(diào)控(如人工增雨技術(shù))、地表徑流調(diào)控(如雨水匯集利用技術(shù))和土壤入滲調(diào)控技術(shù)(如強(qiáng)化土壤入滲技術(shù))。從利用的方式上看,可分為雨水就地利用技術(shù)(將雨水就地直接轉(zhuǎn)化為土壤水)、疊加利用技術(shù)(將多個(gè)地塊雨水疊加于某一地塊之上)和異地利用技術(shù)(通過提高地表產(chǎn)流能力,將徑流引入人工存貯設(shè)施中存貯備用)。是一項(xiàng)投資低廉、發(fā)展迅速的技術(shù),特別是80年代后期以來,干旱頻發(fā)、水資源日益緊缺的情況下,這項(xiàng)技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。雨水利用技術(shù)具有非常明顯的區(qū)域特征。目前,在我國(guó)雨水利用技術(shù)主要集中在干旱半干旱地區(qū)的山丘區(qū)、喀斯特地區(qū),且主要應(yīng)用于生活用水和農(nóng)業(yè)用水。比較成功的范例有甘肅的121集雨節(jié)灌工程、內(nèi)蒙的112集雨工程、寧夏的窯窖農(nóng)業(yè),以及陜西的窖灌農(nóng)業(yè)工程等。主要采取硬化路面,或修筑人工集雨場(chǎng),強(qiáng)化地表產(chǎn)流強(qiáng)度,修筑存水設(shè)施存貯地表徑流,采用先進(jìn)灌水技術(shù)灌溉農(nóng)田,提高水的利用率和利用效率。工程實(shí)施多采用政府資助、群眾投勞的方式,大約每窖政府補(bǔ)助300～500元。該項(xiàng)技術(shù)效益十分顯著,根據(jù)中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所在甘肅省定西縣3年田間試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)于春小麥在苗期和拔節(jié)后期采取滴灌技術(shù)補(bǔ)灌2次,次灌水15～45mm,增產(chǎn)23%～62%,灌水利用效率達(dá)到3.25～4.8kg/m3;膜下滴灌條件下,玉米抽雄揚(yáng)花期補(bǔ)充灌水22～30mm,灌水利用效率達(dá)到3.25～6.88kg/m3。從總體上看,這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用前景很大,但尚有諸多問題未得到深入解決,具體表現(xiàn)在:①雨水資源的適宜開發(fā)程度。②不同區(qū)域雨水資源的開發(fā)利用模式。③雨水利用技術(shù)與設(shè)備。④雨水利用的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。⑤雨水利用工程的管理。

2.7農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)配套技術(shù)

為了充分、高效利用農(nóng)田水分,達(dá)到作物增產(chǎn)的目的,所采用的所有農(nóng)業(yè)技術(shù),稱之為農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)配套技術(shù)。主要包括節(jié)水增產(chǎn)的水肥綜合施用技術(shù)、蓄水保墑的耕作技術(shù)、適雨種植的作物合理布局,提高作物抗旱能力的秸稈、地膜覆蓋技術(shù),采用化學(xué)藥劑抗旱、保墑技術(shù)、保水劑的應(yīng)用技術(shù),以及節(jié)水抗旱作物品種的選育、選用技術(shù)等。在依靠工程技術(shù)方法所產(chǎn)生的節(jié)水技術(shù)的基礎(chǔ)之上,所發(fā)展起來的農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)配套技術(shù),充分發(fā)揮綜合優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)節(jié)水、高產(chǎn)、高效是當(dāng)今世界各國(guó)研究的一個(gè)重點(diǎn),也是重要發(fā)展方向之一。技術(shù)的核心在于,通過水肥綜合調(diào)配實(shí)現(xiàn)水肥綜合利用效率的同步提高,達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的目的,已經(jīng)受到世界各國(guó)的普遍重視。近年來,隨著生物技術(shù)的發(fā)展,生物節(jié)水調(diào)控技術(shù)也迅速發(fā)展,并開始在節(jié)水農(nóng)業(yè)中應(yīng)用。如通過根源信號(hào)傳輸水分,調(diào)節(jié)控制作物有效光合,增加蒸騰,依靠水分的供給實(shí)現(xiàn)上述調(diào)控過程,以達(dá)到節(jié)水、增產(chǎn),實(shí)現(xiàn)高水分生產(chǎn)效率的目的。如何實(shí)現(xiàn)各種農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)技術(shù)的最佳組合,形成技術(shù)整體優(yōu)勢(shì),是目前世界各國(guó)家均十分重視的一個(gè)研究課題,也是至今仍沒有很好解決的一個(gè)難題。不論與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比,還是對(duì)照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求,以及技術(shù)的研究與應(yīng)用方面,我國(guó)均有較大的差距。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)技術(shù)如何與節(jié)水灌溉技術(shù)相結(jié)合,從而形成整體優(yōu)勢(shì)與配套技術(shù)體系等方面研究不夠深入。②各種單項(xiàng)農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)技術(shù)如何在不同作物、不同節(jié)水灌溉條件下應(yīng)用,雖有研究,但尚未形成規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系。③生物節(jié)水調(diào)控技術(shù)理論上雖有一定研究,但如何在生產(chǎn)中應(yīng)用尚有一定距離,特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù)在節(jié)水抗旱品種選育方面的應(yīng)用研究,與國(guó)外差距甚大。④現(xiàn)有技術(shù)的組裝、集成、配套及在生產(chǎn)中的應(yīng)用方面,也還存在諸多問題。

2.8劣質(zhì)水利用技術(shù)

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),1997年全國(guó)建制市污水排放量為351億m3,而同期我國(guó)污水的處理能力按滿負(fù)荷運(yùn)算,也僅有47億m3,在水資源日益緊張的今天,這部分水源對(duì)于城郊節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展也不失為一筆相當(dāng)大的資源。根據(jù)我國(guó)北方地區(qū)的特點(diǎn),劣質(zhì)水在農(nóng)田灌溉中的應(yīng)用主要有以下3種,一是城市污水;二水礦化度較高的苦咸水(礦化度大于3g/L);三是高含沙量渾水。在劣質(zhì)水開發(fā)利用方面已有較為成功的經(jīng)驗(yàn),如高含沙渾水淤灌技術(shù)在西北黃土高原已得到較為廣泛的應(yīng)用。關(guān)于城市污水灌溉問題目前研究較少,尚未發(fā)現(xiàn)突破性進(jìn)展。從目前技術(shù)的發(fā)展水平來看,高含沙渾水淤灌技術(shù)相對(duì)成熟,苦咸水灌溉有一定研究積累,尚待深化,而城市污水灌溉研究相對(duì)薄弱。根據(jù)生產(chǎn)需要,需研究下列問題:①高含沙渾水灌溉技術(shù)體系。②苦咸水灌溉技術(shù)體系的進(jìn)一步完善。③城市污水利用灌溉問題。

2.9節(jié)水灌溉管理技術(shù)

節(jié)水灌溉管理技術(shù)是指根據(jù)作物的需求規(guī)律控制、調(diào)配水源,以最大限度的滿足作物對(duì)水分的需求,實(shí)現(xiàn)區(qū)域效益最佳的農(nóng)田水分調(diào)控管理技術(shù)。包括土壤墑情監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)、節(jié)水高效灌溉制度的制訂,以區(qū)域總效益最佳為目標(biāo)的灌溉預(yù)報(bào)技術(shù)、輸配水與灌水量的量測(cè)和調(diào)節(jié)控制技術(shù)幾個(gè)方面。節(jié)水高效灌溉制度是灌溉管理技術(shù)的基礎(chǔ),它是根據(jù)作物的需水規(guī)律,把有限的灌溉水量在灌區(qū)的作物生育期內(nèi)進(jìn)行最優(yōu)分配,達(dá)到高產(chǎn)、高效的目的。從50年代開始,我國(guó)在此方面研究比較深入,編制了全國(guó)主要農(nóng)作物需水量等值線圖,建立了全國(guó)灌溉試驗(yàn)資料數(shù)據(jù)庫(kù)。近年來,我國(guó)又開始節(jié)水高效灌溉制度研究,總結(jié)了一些非充分灌溉技術(shù)、抗旱灌溉技術(shù)、低定額灌溉技術(shù)和調(diào)虧灌溉技術(shù)等,并在生產(chǎn)中發(fā)揮了一定作用。關(guān)于灌溉預(yù)報(bào)研究,從80年代后期開始,世界上許多學(xué)者致力于此項(xiàng)工作。近年來國(guó)內(nèi)有不少學(xué)者對(duì)作物需水量的預(yù)測(cè)方法和模型做了一些研究,有些模型的理論和實(shí)用性均較好。就世界范圍而言,許多國(guó)家,尤其是發(fā)展中國(guó)家,灌溉量水及水位調(diào)節(jié)控制是很粗糙的,甚至不可行。目前,使用和研制出的量水設(shè)備很多,但多用于實(shí)驗(yàn)室、城鎮(zhèn)供水、工業(yè)系統(tǒng),很少適用于灌溉系統(tǒng)。縱觀我國(guó)節(jié)水灌溉管理技術(shù)水平,雖在理論研究上與國(guó)外相比差距不大,但應(yīng)用技術(shù)研究差距尚大,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①土壤墑情監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備,及土壤墑情預(yù)測(cè)技術(shù)。②非充分灌溉條件下的節(jié)水高效灌溉制度,特別是不同節(jié)水灌溉技術(shù),如噴微灌等條件下的節(jié)水高效灌溉制度。③適合于我國(guó)國(guó)情的節(jié)水灌溉預(yù)報(bào)技術(shù)。④抗干擾和泥沙淤積能力強(qiáng)、水頭損失小的實(shí)用量水技術(shù)與設(shè)備,尤其智能化、自動(dòng)化程度較高的量水技術(shù)與設(shè)備。

3結(jié)論

1)渠道防滲技術(shù)、管道輸水灌溉技術(shù),以及地面灌水技術(shù)是我國(guó)北方灌區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的3大支撐技術(shù),必須大力推廣。但目前尚有諸多問題需要深入研究,尤其是地面灌水技術(shù)。

2)噴微灌技術(shù)無疑是節(jié)水、高效、高產(chǎn)的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù),也是我國(guó)北方地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向與重點(diǎn)。但不應(yīng)一哄而上,貪大求洋,搞“面子”工程建設(shè)。目前應(yīng)集中力量研究質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、技術(shù)性能可靠的國(guó)產(chǎn)設(shè)備,并盡量使其系列化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化,為下一步更大面積應(yīng)用推廣創(chuàng)造條件。

3)雨水利用技術(shù)是我國(guó)北方山區(qū)、丘陵區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要供水方式,但技術(shù)尚不完善,需進(jìn)一步深化研究,形成配套技術(shù)體系,并要與生態(tài)環(huán)境建設(shè)密切結(jié)合。

4)農(nóng)業(yè)節(jié)水增產(chǎn)配套技術(shù)是提高作物水分生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié),必須引起高度重視,克服過去那種重工程節(jié)水,輕農(nóng)藝節(jié)水的片面觀點(diǎn)。但目前單項(xiàng)技術(shù)相對(duì)成熟,如何組裝、集成、配套、凝煉,并進(jìn)而創(chuàng)新,形成與節(jié)水灌溉技術(shù)相配套的技術(shù)體系或技術(shù)模式,仍是今后亟待加強(qiáng)研究的重要課題之一。

5)節(jié)水灌溉管理技術(shù)是今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)節(jié)水農(nóng)業(yè)研發(fā)的主要技術(shù)之一。

6)劣質(zhì)水利用技術(shù),包括苦咸水、城市污水及高含沙渾水利用,是我國(guó)北方地區(qū)急待開發(fā)利用的水源,是提高我國(guó)北方地區(qū)污水灌溉農(nóng)田作物品質(zhì)的重要手段。但此方面研究與應(yīng)用較為薄弱,亟待加強(qiáng)。

面對(duì)WTO的挑戰(zhàn),節(jié)水農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵應(yīng)從節(jié)水、增產(chǎn)、高效,擴(kuò)展為節(jié)水、增產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)。以此為目標(biāo),盡快建立符合國(guó)情的中國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,已成為我國(guó)當(dāng)前節(jié)水發(fā)展的首要任務(wù),也是確保我國(guó)北方地區(qū)乃至全國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的重要保證。