節水灌溉技術促進農業可持續發展

金哲虎

水是人類生存的生命線，也是農業和整個經濟建設的生命線。我們必須高度重視水的問題。要堅持不懈地搞好節約用水和防治水資源污染的工作，大力發展節水灌溉，提高水資源的利用率。把發展節水農業和推廣節水灌溉作為一項革命性的措施來抓，這是由我國水資源短缺和農業嚴重干旱缺水的基本國情所決定的。可見，農業節水灌溉技術的發展與普及對于農業生產發展意義十分巨大，必須結合中國農業的實際情況，大力發展節水技術，為國民經濟發展做出應有貢獻。以最低限度的用水量獲得最大的產量或收益，也就是最大限度地提高單位灌溉水量的農作物產量和產值的灌溉措施。

1 節水灌溉類型

1.1 渠道防滲

渠道輸水是目前我國農田灌溉的主要輸水方式。傳統的土渠輸水渠系水利用系數一般為0.4～0.5，差的僅0.3左右，也就是說，大部分水都滲漏和蒸發損失掉了。渠道滲漏是農田灌溉用水損失的主要方面。采用渠道防滲技術后，一般可使渠系水利用系數提高到0.6～0.85，比原來的土渠提高50%～70%。渠道防滲還具有輸水快、有利于農業生產搶季節、節省土地等優點，是當前我國節水灌溉的主要措施之一。

根據所使用的材料，渠道防滲可分為：①三合土護面防滲；

②砌石（卵石、塊石、片石）防滲；③混凝土防滲；④塑料薄膜防滲（內襯薄膜后再用土料、混凝土或石料護面）等。

1.2 管道輸水

管道輸水是利用管道將水直接送到田間灌溉，以減少水在明渠輸送過程中的滲漏和蒸發損失。目前我國北方井灌區的管道輸水推廣應用也較快。常用的管材有混凝土管、塑料硬（軟）管及金屬管等。管道輸水與渠道輸水相比，具有輸水迅速、節水、省地、增產等優點，其效益為：水的利用系數可提高到0.95；節電20%～30%；省地2%～3%；增產幅度10%。目前，如采用低壓塑料管道輸水，不計水源工程建設投資（以下同），畝投資為100～150元。

在有條件的地方應結合實際積極發展管道輸水。但是，管道輸水僅僅減少了輸水過程中的水量損失，而要真正做到高效用水，還應配套噴、滴灌等田間節水措施。目前尚無力配套噴、滴灌設備的地方，對管道布設及管材承壓能力等應考慮今后發展噴、滴灌的要求，以避免造成浪費。

1.3 噴灌

噴灌是利用管道將有壓水送到灌溉地段，并通過噴頭分散成細小水滴，均勻地噴灑到田間，對作物進行灌溉。它作為一種先進的機械化、半機械化灌水方式，在很多發達國家已廣泛采用。

噴灌的主要優點如下：①節水效果顯著，水的利用率可達80%。一般情況下，噴灌與地面灌溉相比，1立方米水可以當2立方米水用。②作物增產幅度大，一般可達20%～40%。其原因是取消了農渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂，增加了15%～20%的播種面積；灌水均勻，土壤不板結，有利于搶季節、保全苗；改善了田間小氣候和農業生態環境。③大大減少了田間渠系建設及管理維護和平整土地等的工作量。④減少了農民用于灌水的費用和投勞，增加了農民收入。⑤有利于加快實現農業機械化、產業化、現代化。⑥避免由于過量灌溉造成的土壤次生鹽堿化。

1.4 微噴

微噴是新發展起來的一種微型噴灌形式。這是利用塑料管道輸水，通過微噴頭噴灑進行局部灌溉的。它比一般噴灌更省水，可增產30%以上，能改善田間小氣候，可結合施用化肥，提高肥效。國產設備畝投資一般在500～800元。主要應用于果樹、經濟作物、花卉、草坪、溫室大棚等灌溉。

1.5 滴灌

滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10毫米毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區最有效的一種節水灌溉方式，其水的利用率可達95%。滴灌較噴灌具有更高的節水增產效果，同時可以結合施肥，提高肥效一倍以上。可適用于果樹、蔬菜、經濟作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結垢和堵塞，因此應對水源進行嚴格的過濾處理。目前，國產設備已基本過關，有條件的地區應積極發展滴灌。

1.6 膜上、膜下灌

用地膜覆蓋田間的壟溝底部，引入的灌溉水從地膜上面流過，并通過膜上小孔滲入作物根部附近的土壤中進行灌溉，這種方法稱作膜上灌，在新疆等地已大面積推廣。采用膜上灌，深層滲漏和蒸發損失少，節水顯著，在地膜栽培的基礎上不需再增加材料費用，并能起到對土壤增溫和保墑作用。在干旱地區可將滴灌管放在膜下，或利用毛管通過膜上小孔進行灌溉，這稱作膜下灌。這種灌溉方式既具有滴灌的優點，又具有地膜覆蓋的優點，節水增產效果更好。

1.7 控制灌溉

根據水稻不同生育期對水分的不同需求進行“薄、淺、濕、曬”的控制灌溉，既節約用水，又有利于農作物生長，改變了以往水稻大水漫灌、串灌的舊習慣。它不需增加工程投資，只要按照節水灌溉制度灌水即可。

1.8 坐水種

在一些水源短缺的地方，春播時常因春旱出不了苗或出苗不齊。為保全苗，采用機械或畜力用水箱、水袋拉水，在播種時進行點灌，以解春旱，俗稱"坐水種"。這種方法投資少、簡單易行，是有效的節水增產方式。坐水種目前在黑龍江、吉林等地廣為采用，凡條件適合的地方應積極推廣。

1.9 平整土地、改造溝畦

通過平整土地，改進灌水溝畦規格（如大畦改小畦，長溝改短溝）等綜合措施，使灌水均勻，以達到節水的目的。

1.10 農業節水措施

大力普及節水灌溉技術，要十分重視農業節水措施的推廣。這可采用水稻旱育稀植、拋秧、地膜覆蓋、秸稈還田、深耕松土、中耕除草、鎮壓、耙耪、增施有機肥等措施，以提高土壤對天然降水的蓄集能力和保墑能力。施用化學保水制劑，引進和優選抗旱品種和調整作物種植結構等，也是行之有效的節水措施，在于旱缺水地區應大力推廣普及。

節水灌溉應用的領域：溫室，無土栽培，大棚，綠化，園林，廢水再利用等等。科學灌溉需要根據相應植物的需水特性、生育階段、氣候、土壤條件等做合理設計，制定相應的灌溉制度，適時、適量，合理灌溉。可有效保持土壤中水、肥、氣、熱等各相的良好狀態，具有省水、省工、節能、節肥、增產增收等諸多優點，正逐步被大家認可和使用。

在吸取現代科學技術成就的基礎上，灌溉技術將向著節水節能、優化調度、現代化的管理與監測預報等方向發展。在我國水資源嚴重短缺的西北、華北和東北部分地區，推行節水灌溉，建立節水型農業，已成為當務之急。

2 節水灌溉的應用

緩解農業用水供需矛盾，增加農業產量、發展農村經濟；加快我國傳統農業向現代農業轉變；改善生態環境，實現水資源可持續利用和國民經濟可持續發展，對于促進我國農業灌溉從粗放到集約，具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。

2.1 解決農業干旱缺水

隨著人口的增加、經濟的發展和城市化水平的提高，水資源短缺的矛盾日益突出。近年來，我國農業用水在全國總用水量中呈下降趨勢，而農業灌溉的規模卻在不斷擴大。解決農業缺水矛盾的根本出路在于大力普及推廣節水灌溉技術和在全國范圍內節約農業灌溉用水。對渠道進行防滲襯砌和利用管道輸水可以減少輸水過程中的滲漏和蒸發損失，提高輸水效率。發展噴灌、滴灌、微噴灌等節水灌溉技術，把澆地變為澆作物，可以大幅度節約田間灌溉用水，提高水的利用率。與大水漫灌相比，采用渠道防滲和管道輸水可節水20%～30%左右，噴灌可節水50%，微灌可節水60%～70%。通過發展節水灌溉，把全國水的平均利用率提高10%，每年即可節約300多億立方米農業灌溉用水，這樣既可以減輕農民負擔，又可以擴大灌溉面積和提高灌溉保證率。

2.2 經濟效益和社會效益顯著

節水灌溉可以根據作物不同生長期的需水要求，適時、適量地進行科學灌溉，提高農作物的產量，改善農產品的質量，實現增產和增收。噴灌和微灌具有灌水均勻、土壤不板結、保土保肥、調節田間小氣候、提高地溫等顯著特點。干旱與半干旱地區，特別是干旱缺水的貧困山區，通過發動群眾興修小水庫、小塘壩、小水窖、小機電井。小揚水站等小型、微型水利工程和小水窖等集雨工程，再配上噴灌、滴灌、膜上灌等節水灌溉技術，發展穩產高產基本農田，可以很快地改變當地的落后面貌。

2.3 進一步發展農業生產力

發展節水灌溉可以節省渠道和畦埂的占地，使糧田變成無埂、無渠、無溝的“三無田”，擴大種植面積，提高復種指數，縮短灌溉周期，減少灌溉用水，解決冬小麥和晚玉米的茬口問題，充分挖掘農業增產潛力。噴灌和微灌不需要平整土地，大大減輕了農田建設的工作量，節省了灌溉用工，實現了大面積的平播，提高了農機作業效率，做到統一耕作、統一播種、統一灌溉、統一管理、統一施肥、統一收割，提高了農業機械化水平和集約化程度。

2.4 擴大國內需求

發展節水灌溉，需要大量的節水灌溉設備、各種管材及水泥鋼筋等建材。對于擴大內需、開拓國內市場、吸納農村勞動力和帶動節水灌溉設備的產業化具有顯著的作用。

2.5 促進傳統農業向現代農業轉變

當前，我國農業正在由傳統農業向現代農業轉變，現代農業的規模經營模式和健全的社會化服務體系要求大幅度提高灌溉勞動生產率，由人工作業變為機械化作業，富裕起來的農民也希望農田灌溉越省事越好。“兩高一優”農業和現代化農業不僅注重提高產量，更強調產品品種、內在質量、外觀、上市時間等等，對灌溉提出了“精細”的要求。即灌水位置。灌水時間、灌水數量、灌水成分（作物生長所需各種微量元素及營養）等，要求對空氣濕度和土壤墑情進行自動監控，科學管理。用噴灌、滴灌等節水灌溉技術以及其他各種先進灌溉方法和技術，對傳統、粗放的灌溉方法進行改造，既可以提高水的有效利用率，又可以提高灌溉效率、灌溉保證率和水分生產率，還可以通過灌溉系統進行施肥和打藥，帶來種植結構和耕作技術的重大變革，推進農田灌溉現代化和管理科學化，使傳統農業向現代農業轉變。

2.6 促進農業可持續發展

21世紀中葉，我國經濟將達到中等發達國家水平，各行各業對水的需求將進一步增大。根據國家經濟發展水平和全國水中長期供求規劃，屆時供水總量的增加將是十分有限的，而且隨著人口的增加，工業化和城市化的發展，農業用水在社會總用水量中的比重還會下降。新增的供水量主要用于滿足工業、城市發展和改善人民生活的需求。發達國家的農業用水比重一般為總用水量的50%左右。目前，我國農業用水比重已從80%以上下降到70%左右，今后還會繼續下降，農業干旱缺水的局面已不可逆轉。北方地區水資源開發利用程度已經很高，開源的潛力不大。南方還有一些開發潛力，但主要集中在西南地區。因此，解決農業缺水的問題將主要依靠建立節水農業和推廣節水灌溉。在此情況下，要使灌溉發展適應農業增長的需要，除了加快水利基礎設施建設和不斷提高供水能力外，最有效的辦法就是大力發展節水灌溉，保護和利用好現有水資源，充分挖掘現有水利設施的潛力，大幅度提高水的利用率。發展節水灌溉可以防止因渠道兩側滲漏和大水漫灌造成的土壤次生鹽堿化，還可以減少地下水的過量開采和過量引水，保護生態環境，促進可持續發展。因此，不論從我國水資源狀況或人口、經濟和社會發展的需要，還是從我國改革開放10多年的實踐以及先進國家的發展經驗看，解決我國農業干旱缺水和今后可持續發展用水問題的根本出路在于節水，這是一件具有戰略意義的大事。