半干旱地區節水灌溉研究

李云鵬

(遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧 潤中 110000)

水資源短缺是制約我國經濟發展的主要問題之一[1]。為解決我國農業缺水、水資源浪費問題，節水農業已成為現如今農業發展的必然趨勢。節水灌溉技術是解決我國農業水資源問題的主要方式[2]，通過合理分配田間灌溉水量，使不同作物根系有效吸收土壤水分，達到增產提質的目的[3- 4]。目前，應用較廣泛的節水灌溉技術包括滴灌、噴灌、滲灌、管道灌溉等，但由于不同灌溉方式適用的作物與地區不同，因此研究不同區域節水灌溉技術的效果，找出最優灌溉方式，已成為現如今節水農業領域研究的熱點[5]。

目前針對節水灌溉技術的應用，國內已有了部分研究。盧玉邦等[6]通過層次分析法，提出了節水灌溉技術綜合評價指標體系，分析了研究區域最優節水灌溉技術；汪希成等[7]研究了新疆膜下滴灌技術的經濟效益，得出滴灌技術具有較高的生態效益與經濟效益，應被廣泛應用；段永紅等[8]從水價制度方面，分析了不同灌溉方式的水價，得出效益最高的節水灌溉技術。但目前對節水灌溉技術的研究，多只在單方面角度分析，無法完全體現節水灌溉技術的綜合效果。本文首先基于層次分析法，并結合不同灌溉方式下的實際作物產量等因素，綜合分析得出最優節水灌溉技術。

中國半干旱地區平均年降水量僅為350mm左右，而太陽輻射量較大，導致蒸騰量最高超過了2600mm[9]。針對半干旱地區水資源缺乏嚴重的事實，在此區域研究不同節水灌溉方式的效益，找出最優節水灌溉方式具有重要的意義。

1 研究方法

本研究通過定量分析不同節水灌溉的特點，并結合向專家與消費者問卷調查的方式選取人們最關心及對節水灌溉技術效果影響最顯著的6項指標，分別為灌水均勻度、同等面積的設備投資、同等面積灌溉水量、作物匹配程度、農戶承擔能力和操作難易程度，共6項指標，選擇滴灌、滲灌和溝灌3種節水灌溉方式，通過層次分析法確定不同指標的權重，得出不同節水灌溉方式的綜合評價效益，選出最優方案。

2 結果與分析

2.1 層次分析法分析結果

由于不同指標對節水灌溉技術的影響具有不同的權重，依照層次分析法提出的比例標度法(見表1)以及研究者對各品質指標重要性的定性評價，建立判斷矩陣，見表2。

表1 元素重要程度比例標度

表2 判斷矩陣

采用方根法計算判斷矩陣表2最大特征根λmax及特征向量W=(ω1，ω2，…，ωi)，i=1，2，…，7;并對特征向量W=(ω1，ω2，…，ωi)T進行歸一化處理，即獲得各評價指標的權重值M=(m1，m2，m3…mi)，計算結果見表3。

表3 各指標權重計算結果

不同節水灌溉方式的綜合效益情況采用下列公式計算：

Ij=0.154×操作難易程度+0.137×農戶承擔能力+0.108×同等面積灌溉水量+0.137×設備投資+0.243×作物匹配程度+0.221×灌水均勻度

根據不同處理6項品質指標及其所占權重，計算得到不同灌溉方式的綜合效益，由此對3種節水灌溉方式進行排名，結果見表4。由表4可知，滴灌的綜合效益指標明顯高于其余2種灌溉方式，因此，滴灌是半干旱地區最佳的節水灌溉方式。

表4 不同灌溉方式綜合排名

2.2 節水灌溉方式應用實例分析

通過研究不同灌溉方式下，半干旱地區主要作物產量差異性，本文選擇番茄為研究實例，研究3種不同灌溉方式對番茄產量的影響，找出最優節水灌溉方式，結果見表5。

表5 不同灌溉方式綜合排名

注：表中abc不同字母表示同一項目達到顯著水平(P<0.05)

表5顯示，單次灌水量滴灌明顯低于其余2種灌溉方式，其中，溝灌單次灌水量最高，達到了24.3m3/畝，較滴灌和滲灌分別提高了53.4%和26.3%，同時，滴灌最終灌水總量明顯低于其余2種灌溉方式，因此，在節約灌溉水量方面，滴灌要明顯優于滲灌與溝灌。

表5研究了不同灌溉方式對番茄產量的影響，在滴灌灌溉方式下，番茄產量最高，達到了5082.37kg/畝，較滲灌與溝灌分別提高了12.1%和8.7%，且處理間差異達顯著水平(P<0.05)，而滲灌產量較溝灌提高了2.3%，且差異達到了顯著水平(P<0.05)，這表明高的灌溉水量并未帶來高的產量，灌水量過多反而會抑制作物的生長，滴灌可使土壤含水率保持適中水平，增加作物根系活性，促進根系對土壤水分及養分的吸收，從而增加產量[10]。同時，由于滴灌較高的產量與較低的灌水總量，使滴灌灌溉方式的灌溉水利用效率明顯高于其余處理，分別提高了46.3%和15.7%，綜上所述，采用滴灌灌溉方式不但可以節約灌溉水量，而且可以提高番茄產量和灌溉水利用效率，是使最適合該區域的節水灌溉方式。

3 結論與不足

本文基于層次分析法與現場實例調查分析法，分析了滴灌、滲灌和溝灌3種灌溉方式的綜合效益，并以番茄為實例，分析了不同灌溉方式下番茄的灌水量、產量及灌溉水利用效率，得出了最適合半干旱地區的節水灌溉方式，其中，綜合比較灌水均勻度、同等面積的設備投資、同等面積灌溉水量、作物匹配程度、農戶承擔能力和操作難易程度6項指標，滴灌的綜合效益最高，以番茄為實例進行研究表明，滴灌的灌溉用水量最少且番茄產量與灌溉水利用效率最高，因此，滴灌可作為半干旱地區較理想的節水灌溉方式。但本文僅分析了不同灌溉方式對番茄的影響，由于不同作物的最優灌溉方式不同，在今后的研究中，應針對半干旱地區其余主要經濟作物進行研究，形成半干旱地區成套的節水灌溉標準體系，指導生產。

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[8] 段永紅, 楊名遠. 農田灌溉節水激勵機制與效應分析. 農業技術經濟, 2003(04): 13- 18.

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