四川丘陵地區高效節水技術現狀與發展研究

胡曉陽

四川省宜賓市農業科學院 644000

1 引言

我國是一個水資源相對短缺的國家，水資源的可利用量只有4 700 億立方米，人均占有量約2 400立方米，不足世界水平的1/4，居世界第109 位，屬全世界13 個貧水國家之一。農業既是用水行業，還是缺水行業，年用水3 600 億立方米，年缺水約300 億立方米。目前，農業每年受旱面積200 萬公頃（3 億畝）以上，農村還有2 400 萬人飲水困難，給工農業生產和人民生活造成了很大的損失。

在現實中，農業用水占我國用水總量的72%。而農業用水效率較低，一般僅在45%左右，水資源浪費嚴重。因此，積極推廣農業節水灌溉技術，實行開源與節流并舉，是從根本上解決農業缺水問題的重要措施。開展農業節水是建立節水型社會的關鍵。推進農業節水，是實現我國水資源可持續利用的內在要求，將會對現階段我國農業生產布局、資源重新配置、經濟結構戰略性調整和變革產生深刻的影響。無論現在還是將來，它都會對改善和優化人們的生產方式、生活方式和生存方式發揮十分重要的作用。

2 我國主要節水技術發展現狀

一是噴灌技術，就是利用水泵和管道系統，在一定的壓力下把水噴到空中，碎成細小的水滴，均勻降落在田間，供給作物水分的一種灌溉方式。它又稱噴灑灌溉，噴灌的類型多樣化，在我國使用較多的有固定管道式噴灌、半移動式管道噴灌、大型平移噴灌機、中小型噴灌機組等類型。有較顯著的省水增產效益，是一種比較先進的灌水技術。

二是我國微灌技術的試驗研究是從1974 年引進墨西哥滴灌設備開始的，當時有三個試點，面積約5.3 公頃（80 畝），都取得了顯著的增產、省水效果。此后，我國在學習吸收國外先進技術的基礎上,結合國情,本著經濟實用、易于安裝和便于推廣的原則，開始了微灌技術開發和設備研制之路，歷經20多年的發展，大體經歷了以下幾個階段。

20 世紀80 年代初以前，以中國水利水電科學研究院、遼寧省水科所等單位為代表。我國于1980 年研制生產的第一代成套滴灌設備，填補了我國沒有滴灌設備產品的空白。

20 世紀80 年代是我國微灌設備產品改進和應用試驗研究與試點推廣階段。在此階段，微灌設備研制與生產廠家逐漸多了起來，微灌試驗研究取得了豐碩成果，從試驗研究發展到了試點推廣應用。

進入90 年代后，一方面隨著我國水資源緊缺狀況的日益加劇，特別是農村經濟的發展，以“兩高一優”為方向的農業產業結構調整，迫切需要先進的微灌技術和高質量的設備。外國技術雖好，但價格昂貴，因此，國內許多生產廠家直接引進國外先進生產線，使我國微灌設備產品質量有了大幅度提高。水利部等有關部門組織制定了微灌產品和微灌工程技術規范行業標準，為我國健康發展微灌技術提供了設備技術和質量保證，使我國的微灌技術趨于成熟。

三是智能技術、信息技術與節水技術的融合。2000 年至2020 年，智能技術、信息技術實現了跨越式發展，也迅速融入農業技術的發展和普及中，智能技術、智慧農業、農業物聯網、5G等技術在現代農業生產中的深入應用，帶來了現代農業發展新的模式和新的方向。隨著我國農業生產的發展和農業產業的調整，噴灌、微灌等技術快速應用于農業生產，從而使高效節水技術和智慧農業、農業物聯網、5G 等技術融合為一門新的農業工程技術。由于成本及地理區域等因素的影響，目前這些先進的技術主體應用者為農業公司、各類專業合作社、農業大戶等擁有一定經濟和技術實力的群體，主要集中應用在農業產業化、規模化、集成化、標準化等方面。科技就是生產力，先進技術的推廣和應用，將會體現出較好的社會效益和經濟效益，高新技術的融入為高效節水技術的應用和普及帶來了很好的示范。

據估計，到2050 年，我國的人口數量及工農業總產值都將達到最高峰，到那時，缺水會達到前所未有的程度。而從全球水資源情況來看，水資源總量是一定的，雖然在多種條件下，可用水會增加，但是，高效用水、節約用水是必由之路。我國農業用水占總用水量的72%，節約農業用水將具有重要意義。就目前來說，噴灌是最有效的節水和高效用水方法之一。與一般地面灌溉方式相比，噴灌能提高水利用系數30% ～50%，而且，噴灌不僅具有節水效果，同時還有增產、省地、保土、保肥、適應性強、可綜合利用及便于實現噴灌機械化自動化的優點。因此，在實現我國農業機械化過程當中，噴灌將起到非常重要的作用。

3 節水技術發展的宏觀環境

3.1 干旱缺水成為制約我國農業持續穩定發展的主要因素。

3.2 粗放的灌溉方法和灌水技術不適應“兩高一優”農業和現代農業的發展要求。

3.3 水環境的惡化，已經危及到農業的可持續性發展，是生態環境惡化的重要組成部分。

3.4 噴灌、微灌技術是我國高效節水技術的重要組成部分，是解決我國部分地區水荒、改善水環境的重要手段。

3.5 噴灌、微灌技術可以提高作物產量和品質，提高農民收入，減少水資源損耗。

3.6 智慧農業、農業物聯網、5G 等技術和噴灌技術融合應用將是我國高效節水技術發展的方向。

4 丘陵地區節水技術應用現狀

以宜賓市為例，宜賓市境內江河縱橫，湖泊、水庫也多，年雨量也較豐富。但農業的灌溉方式仍然是以傳統的串灌、漫灌為主。工業用水不受限制，既造成了水資源的大量浪費，又不利于農作物的生長。而且加劇了農田農藥化肥的污染擴散，這與當前我國進行的農業產業結構調整是極不相稱的。2000年后丘陵地區開始逐步引入高效節水技術，技術應用主要在農業產業化、集約化等方面，2010 年后高效節水技術開始從單一的噴灌技術應用逐步發展到智慧農業、農業物聯網、5G 等技術的綜合應用，整體趨勢發展較好，但是丘陵地區應用噴灌技術的區域相對于農業生產面積而言依然還是占比較少。由于先進技術應用較多，需要使用者和管理者具有一定的文化素質，而當前農村由于高素質的人員穩定性不夠，尤其單戶農戶對該技術的應用有一定難度，這是以后需要研究和解決的問題。

目前丘陵地區農村的經濟收入不高，單戶農戶面臨地塊較小、人員缺失、技術缺失、資金等問題。如何才能有效推進先進技術的普及呢？根據調研的情況來看，引進適合本地農業生產實際情況高效節水技術，同時具備以下幾個方面的優勢，利于噴灌技術推廣應用。

一是工作性能要可靠。

二是實施成本不能過高。

三是使用時效長，效率高、簡單方便。

四是易于操作和檢修。

五是加快農機與農藝融合，加快土地流轉等工作，盡快形成土地規模化、集約化使用，便于高新技術的推廣應用。

5 節水技術經濟效益基本分析

這里以噴灌技術應用為例，做一個基本經濟效益分析，僅供參考。

5.1 設備投資、運用綜合分析

5.1.1 投資水平 常規下移動式噴灌整個系統投資水平在1 200 ～2 000元/畝之間（主要依據噴灌系統所選材料及設備的價格等因素）。包括電源、動力、泵、管線、噴頭及相關附件，沒包括遠程智能控制等設備，按常規使用技術預算。

5.1.2 材料消耗及年運行管理費用 根據園林、大棚噴灌系統實際運行情況，材料消耗及年運行管理費用在300元/畝左右。包括噴灌帶消耗年費用、系統運行管理費用、系統年折舊費、配件消耗補充及年度維修費用。

5.1.3 節水效益 噴灌技術較地面灌溉節水幅度在30%～40%之間。

5.1.4 增產效益 平均農作物增產幅度10% ～40%之間。

5.1.5 節約生產成本 采用噴灌技術，每年降低農作物生產成本約200元/畝。

5.1.6 提高勞動生產率 噴灌技術的應用，可提高勞動生產率3 ～5倍，甚至更高。

6 丘陵地區節水技術發展基本途徑

隨著農業經濟的快速發展，農業產業結構的調整，以及我國地域特色經濟的興起，四川丘陵地區農村經濟也在農業產業結構調整發展的過程中涌現出了不少規模化、集約化生產的模式。為了提高農經作物的綜合品質，采用先進的農業生產技術裝備就是一種技術手段，高效節水技術的應用就是四川丘陵地區未來現代農業生產發展的必經之路。為做好高效節水技術的發展與推廣，必須做好以下幾個方面。

6.1 加強節水技術宣傳

利用各種媒體向農戶大力宣傳展示農業節水技術給生產帶來的優勢，以及使用該項技術能取得的經濟效果。

6.2 建立節水技術基地

在每個具備條件的縣、區、鎮、鄉、農業公司、專業合作社、農業大戶等建立高效節水技術示范基地，向農戶充分展示節水技術的實用性、優越性、高效性。

6.3 進行節水技術典型示范

政府倡導建立農業科技示范園區，充分利用節水技術，展示現代農業生產的先進科技手段。用事實、用效益說話，引導農戶走科技致富的道路。

6.4 進行節水技術管理培訓

對應用和即將應用高效節水技術的農戶進行節水技術培訓，以便更好地應用節水技術，提高土地的單位面積產量，充分體現節水技術的高性價比。

6.5 全面提供節水技術咨詢和技術指導

節水技術得以全面發展，使農戶得到更好的農業生產技術裝備，并能充分了解技術裝備的使用和工作性能，相關技術部門必須給應用該技術的農戶提供全面的技術咨詢和技術指導，保證節水技術在農村的推廣應用。同時，為節水技術在農業生產上的使用提供充分的技術保障。

7 丘陵地區高效節水技術發展趨勢

7.1 農作物的精準灌溉技術

以信息技術為手段，控制水的流量，按照農作物的需要進行供給，主要包括水和肥料，也就是水肥一體化技術和信息技術的有效融合，具有較好的經濟效益。這里水肥一體化技術可以看作節水技術應用功能的擴大版。

7.2 信息技術的應用

這里指的信息技術是高度的智能化、智慧化、自動化、遠程化等技術，具體一些就是指人工智能AI 技術、物聯網、大數據、計算機、多媒體等，這些信息技術的融入使得自動化、遠程控制化等高效節水技術得以飛躍式發展。

7.3 綜合利用節水灌溉技術

發展四川丘陵地區高效節水技術、提高農產品質量，應用合適的節水灌溉方式，綜合利用不同的節水灌溉技術，以期達到更好的節水效果和經濟效益是大勢所趨，根據本地的實際情況，因地制宜開發和引進節水技術。根據每個市、區、縣的農業具體情況，來選擇噴灌技術設備的類型以及相應配套設施，最大限度地發揮噴灌技術設備的作用。國際上公認節水灌溉50%的潛力在管理方面。世界上節水發達國家如以色列、日本、美國等之所以節水工作搞得好，一半歸功于管理工作。因此，發展節水灌溉技術應在建設過程中不斷探索管理模式，切實找到適合所需的管理方法。

高效節水技術的發展趨勢必然是工作自動化，農作物監測、檢測、精準智能化，技術控制遠程化，信息數據化，這些技術的融合充分體現出不同節水技術的綜合利用。隨著科技的發展，高新技術和現代農業生產的結合越加緊密，這將為鄉村振興發展提供新的動力源泉。