微灌技術在我國的發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望

（平?jīng)鍪兴娍睖y設計院，甘肅 平?jīng)?744000）

水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈、重要的生態(tài)環(huán)境資源，農(nóng)業(yè)發(fā)展與水息息相關，全球超過80%的農(nóng)業(yè)發(fā)展僅依靠自然降水生長，剩余的農(nóng)田具有灌溉條件，全球人口增長速度遠高于灌溉面積的增長速度，水資源的開發(fā)利用成本也越來越大[1]。

我國大部分地區(qū)現(xiàn)階段高效節(jié)水法規(guī)和配套措施尚不完善，缺乏嚴格的節(jié)約用水管理制度，節(jié)水激勵機制不健全，節(jié)水意識不強?，F(xiàn)階段工業(yè)產(chǎn)品以電力、建材、農(nóng)產(chǎn)品加工等為主，生產(chǎn)工藝相對落后，節(jié)水設施投入不足，用水指標差距大。

現(xiàn)階段灌區(qū)大多建于上世紀六七十年代，部分灌區(qū)建設標準較低、配套不完善，設施老化失修、水資源利用效率較低，灌區(qū)以傳統(tǒng)灌溉渠道為主，高效節(jié)水灌溉占用率低，灌溉水利用系數(shù)低下，農(nóng)業(yè)節(jié)水地區(qū)差距較大。且節(jié)水法規(guī)和配套措施不健全，缺乏嚴格的節(jié)約用水管理制度，節(jié)水激勵機制不健全、節(jié)水意識不強、節(jié)水設施投入不足。雖然高效節(jié)水灌溉取得了一定成效，但從新時期對節(jié)水型社會建設的總體要求來看，在高效節(jié)水建設方面仍然相對比較滯后。部分地區(qū)在農(nóng)業(yè)高效節(jié)水方面，受經(jīng)濟社會發(fā)展特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的制約，農(nóng)業(yè)節(jié)水特別是高效節(jié)水灌溉建設主要依靠國家投資，農(nóng)業(yè)節(jié)水的內(nèi)在動力和長效投資機制尚未形成。

為了合理開發(fā)利用水資源，充分發(fā)揮水資源的灌溉效益，在國家、省級、地方政府以及發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)的企業(yè)投資支持下，微灌技術得到了很大的發(fā)展，通過對微灌技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探析，對促進其發(fā)展具有重要意義。

一、微灌技術的簡介

微灌，即按照作物需水要求，通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器，將水和作物生長所需的養(yǎng)分以較小的流量均勻、準確地直接輸送到作物根部附近的土壤表面或土層中的灌水方法。按灌水時水流出流方式的不同，分為如下四種形式：一是滴灌。滴灌是通過安裝在毛管上的滴頭、孔口或滴灌帶等灌水器將水一滴一滴地、均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)附近土壤中的灌水形式，常用于蔬菜大棚、蘋果產(chǎn)業(yè)園、藥材種植等。二是地表下滴灌。即將全部滴灌管道和灌水器埋入地表下面的一種灌水形式。三是微型噴灑灌溉。即利用折射式、輻射式或旋轉(zhuǎn)式微型噴頭將水灑在枝葉上或樹冠下地面上的一種灌水形式。四是涌泉灌溉。即通過安裝在毛管上的涌水器形成的小股水流，以涌泉方式使水流入土壤的一種灌水形式。涌泉灌溉適于果園和植樹造林的灌溉。[2]

二、微灌系統(tǒng)的組成、分類及微灌設備

1987年由武漢水利電力學院、山西省水利廳、福建省水利水電廳等多家單位參與，節(jié)水灌溉方面的專家參與編著的《微灌工程技術指南》對微灌系統(tǒng)進行了詳細闡述，簡要介紹了微灌工程的施工安裝和運行管理技術。

（一）微灌系統(tǒng)組成

通常由水源工程、首部樞紐工程、輸配水管網(wǎng)工程和田間灌水器4部分組成。一是水源，河、湖、渠、塘、井均可作為微灌水源。二是首部樞紐，一般由加壓泵、閘閥、過濾設備、施肥設備、測量和保護措施。三是輸配水管網(wǎng)，一般分干、支、毛3級管道。四是灌水器，有滴頭、微噴頭、涌水器和滴灌帶多種形式。

（二）微灌系統(tǒng)分類

主要分為地面固定式、地下固定式、移動式、間歇式4種微灌系統(tǒng)。

（三）微灌設備

一是灌水器，分為間接式滴頭、孔口式滴頭、微灌滴頭、雙腔毛管、折射式微噴頭、射流旋轉(zhuǎn)式微噴頭。二是管道和管件。指用于連接組裝管網(wǎng)部件，如各種彎頭、閘閥等。三是過濾器，采用二級過濾，穩(wěn)定微灌性能，防止噴頭堵塞。四是施肥設備，將配合比適中的農(nóng)藥或化肥加入施肥罐中，溶解后通過加壓設備將藥物或化肥輸送至田間灌水器。[3]

三、微灌技術在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

微灌技術在我們國家的試驗研究始于1974年，引進墨西哥滴灌設備進行試點，增產(chǎn)效果顯著[4]。經(jīng)過30多年的發(fā)展，微灌技術從零開始，取得了突破性的成果，主要分為4個階段。

（一）技術引進初期

中國水電院等單位積極消化吸收引進技術，多家單位聯(lián)合研發(fā)，設計生產(chǎn)的滴灌設備產(chǎn)品。

（二）技術設備研發(fā)期

改進微灌設備產(chǎn)品，區(qū)域性的應用試驗，試點推廣階段，主要在微管灌水器、管式、孔口等灌水器方面得到的很大的發(fā)展；微灌技術得到了很大的提升，隨后微噴灌水器研制成功，大量企業(yè)投入研發(fā)和推廣中。

（三）技術規(guī)范發(fā)展期

高昂價格的國外先進技術和高質(zhì)量的微灌設備進入我國市場，但均不符合我國微灌技術的長期發(fā)展需求。微灌技術面臨的制約因素太多，發(fā)展比較緩慢，因此在大量調(diào)研和征求各方意見后，“十五”期間，制定出臺相關技術規(guī)范以及設計標準，為該系統(tǒng)推廣提供了理論依據(jù)。[5]

（四）技術大量推廣期。

截至目前，農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)由2010年的0.50提高到現(xiàn)在的0.53以上，在加強灌區(qū)節(jié)水配套改造、實施330個規(guī)?；?jié)水灌溉增效示范項目和309個牧區(qū)節(jié)水灌溉示范項目的同時，通過小型農(nóng)田水利設施建設補助專項資金重點傾斜、擴大節(jié)水灌溉設備購置補貼范圍等措施，大力實施按區(qū)域劃分的節(jié)水增糧、增效、壓采、減排等區(qū)域規(guī)?；咝Ч?jié)水灌溉工程建設。均比傳統(tǒng)的效率高，特別是在西南山丘區(qū)結合“五小水利”工程建設大力發(fā)展集雨節(jié)灌，既促進了當?shù)厝罕娒撠氈赂?，又提高了水資源利用效率。

四、微灌技術存在的問題及對策

微噴技術傳統(tǒng)的噴灌技術耗能、耗水量大，而且對各個方面的要求都很高[6]，所以，它在應用中存在以下方面的問題。

（一）灌水不均勻

埋入地下的微孔透水管，沿管線縱向透水性很不均勻，生產(chǎn)偏差大，不能滿足灌水均勻性要求。今后應續(xù)加大新型灌水器的研發(fā)，可解決灌水不均勻的問題。

（二）堵塞

水質(zhì)的好壞直接影響灌水器的正常工作，降低灌水效率，一般均應經(jīng)過過濾，若水質(zhì)較差，可設置沉淀池，部分需進行化學處理。[7]

（三）表層土壤補墑及限制根系的發(fā)展

微灌水在重力作用下，主要向下運動。為防止耕作機械對管道可能產(chǎn)生的損壞，滲灌管必須埋設在根深以下，作物苗期表層土壤補墑問題難以解決，也容易造成土壤板結，限制根系發(fā)展。

（四）規(guī)劃設計技術參數(shù)

沒有微灌條件下不同土壤、作物水分運移規(guī)律及對作物長勢影響的系統(tǒng)觀測資料，沒有不同作物、土壤、氣候、地形等組合條件下管道適宜長度、埋深、間距等規(guī)劃設計參數(shù)，應該根據(jù)不同作物的不同灌水規(guī)范，合理設置管道布設間距，設置參數(shù)，灌溉制度等。

（五）引起鹽分積累

當在含鹽量高的土壤上進行微灌時，土壤鹽分會隨水分積累在濕潤區(qū)的邊緣，遇降雨被沖到作物根區(qū)而引起鹽害[8]。

（六）運行成本

微灌工程一般由中央、省級及地方政府投資，部分企業(yè)也發(fā)展高效節(jié)水的設施農(nóng)業(yè)，但由于工程造價偏大，后期管理技術要求較高，運行成本比較大，因此需加大技術方面的培訓力度，合理與農(nóng)業(yè)技術結合，讓投入產(chǎn)出合理。

五、微灌技術在我國的發(fā)展前景展望

近年來，國家加大了產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整步伐，微灌技術在未來將會快速發(fā)展，解決目前水資源不足的問題。從環(huán)境資源來說，來水量滿足本工程需水量，微灌技術實施多年，積累了大量經(jīng)驗；從認識方面分析，隨著高效農(nóng)業(yè)的興起，人們對節(jié)約用水認識深刻，全民節(jié)約用水、科學用水的認識思想進一步提高；從政策環(huán)境來講，在“十三五”規(guī)劃中，逐年分批次實施，機遇難得；從經(jīng)濟承受能力方面分析，隨著經(jīng)濟水平及群眾的收入水平提高，經(jīng)濟投資是可以承受的。從國民經(jīng)濟評價來看，經(jīng)濟收益明顯，經(jīng)濟效益高，因此技術推廣是合理的。

微灌技術在節(jié)水灌溉中有很重要的地位，提高水的利用率是當代水利人的光榮而艱巨的職責。[9]今后微灌在高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展中仍起關鍵性的作用，它對農(nóng)民增收增產(chǎn)、提高水的利用率起決定性的指導作用，今后需要解決以下幾個方面的問題。一是灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃方面。應該做到系統(tǒng)規(guī)劃符合當?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展水平，便于推廣，因地制宜，灌溉系統(tǒng)全面為當?shù)胤?，以當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、經(jīng)濟效益為先。二是灌溉管道的優(yōu)化方面。做好管道的優(yōu)化設計，不造成混亂，不造成水、材料的浪費。三是灌溉管件的合理設計方面。對噴頭方面進行合理設計，防止由于水質(zhì)不好而造成的堵塞，主要對彎頭、三通、四通等部位進行合理設計，減少水頭損失，避免浪費。四是灌溉技術的造價方面。以經(jīng)濟、高效、合理為標準，對工程的造價進行合理的設計，為農(nóng)民帶來更好的經(jīng)濟利益。

隨著科學技術的高速發(fā)展，未來微灌技術將會朝著自動化、智能化的方向發(fā)展，微灌技術中將會出現(xiàn)自動化管理，計算機網(wǎng)絡將會更好的應用在微灌中，可以根據(jù)微灌技術進行的影響條件，如氣候、溫度、空氣濕度、光合速率等條件在一定時段的數(shù)據(jù)，輸入計算機程序中，有計算機程序自動進行灌溉，這樣既節(jié)水又節(jié)省人力。相信我們國家的微灌技術在未來將會越來越成熟，微灌技術在我國會有更廣闊的前景。

[1]馬光明.節(jié)水灌溉技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J].農(nóng)業(yè)與技術,2015,35(16):53+88.

[2]汪志農(nóng).灌溉排水工程學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003:77-80.

[3]王仁法.微灌技術在我國的應用[J].塑料,2001,(2):13-17.

[4]于洋,公丕臣,范志鵬.微灌技術現(xiàn)狀及發(fā)展[J].農(nóng)機化研究,2007,(11):252.

[5]白杉.我國微灌設備現(xiàn)狀及存在的問題[J].農(nóng)機市場,2006,(3):8.

[6]馮廣志.關于微灌技術研究與推廣的幾個問題[J].節(jié)水灌溉,2000,(2):6-8.

[7]秦永果.微灌過濾施肥裝置應用中存在問題與對策研究[J].山西水利科技,2007,(3):58-59.

[8]史秀蘭.滴頭堵塞的水質(zhì)化學分析[J].噴灌技術,1995,(2):39-41.

[9]聶世虎,石遠華.微灌工程的優(yōu)化設計[J].水利科技與經(jīng)濟,2006,(5):316-317.