节水灌溉技术促进农业可持续发展

金哲虎

水是人类生存的生命线，也是农业和整个经济建设的生命线。我们必须高度重视水的问题。要坚持不懈地搞好节约用水和防治水资源污染的工作，大力发展节水灌溉，提高水资源的利用率。把发展节水农业和推广节水灌溉作为一项革命性的措施来抓，这是由我国水资源短缺和农业严重干旱缺水的基本国情所决定的。可见，农业节水灌溉技术的发展与普及对于农业生产发展意义十分巨大，必须结合中国农业的实际情况，大力发展节水技术，为国民经济发展做出应有贡献。以最低限度的用水量获得最大的产量或收益，也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。

1 节水灌溉类型

1.1 渠道防渗

渠道输水是目前我国农田灌溉的主要输水方式。傳统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4～0.5，差的仅0.3左右，也就是说，大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后，一般可使渠系水利用系数提高到0.6～0.85，比原来的土渠提高50%～70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前我国节水灌溉的主要措施之一。

根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①三合土护面防渗；

②砌石（卵石、块石、片石）防渗；③混凝土防渗；④塑料薄膜防渗（内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面）等。

1.2 管道输水

管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉，以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。目前我国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬（软）管及金属管等。管道输水与渠道输水相比，具有输水迅速、节水、省地、增产等优点，其效益为：水的利用系数可提高到0.95；节电20%～30%；省地2%～3%；增产幅度10%。目前，如采用低压塑料管道输水，不计水源工程建设投资（以下同），亩投资为100～150元。

在有条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是，管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失，而要真正做到高效用水，还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方，对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求，以避免造成浪费。

1.3 喷灌

喷灌是利用管道将有压水送到灌溉地段，并通过喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式，在很多发达国家已广泛采用。

喷灌的主要优点如下：①节水效果显著，水的利用率可达80%。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1立方米水可以当2立方米水用。②作物增产幅度大，一般可达20%～40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15%～20%的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。③大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。④减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。⑤有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。⑥避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。

1.4 微喷

微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用塑料管道输水，通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水，可增产30%以上，能改善田间小气候，可结合施用化肥，提高肥效。国产设备亩投资一般在500～800元。主要应用于果树、经济作物、花卉、草坪、温室大棚等灌溉。

1.5 滴灌

滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10毫米毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。目前，国产设备已基本过关，有条件的地区应积极发展滴灌。

1.6 膜上、膜下灌

用地膜覆盖田间的垄沟底部，引入的灌溉水从地膜上面流过，并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉，这种方法称作膜上灌，在新疆等地已大面积推广。采用膜上灌，深层渗漏和蒸发损失少，节水显著，在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用，并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地区可将滴灌管放在膜下，或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉，这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点，又具有地膜覆盖的优点，节水增产效果更好。

1.7 控制灌溉

根据水稻不同生育期对水分的不同需求进行“薄、浅、湿、晒”的控制灌溉，既节约用水，又有利于农作物生长，改变了以往水稻大水漫灌、串灌的旧习惯。它不需增加工程投资，只要按照节水灌溉制度灌水即可。

1.8 坐水种

在一些水源短缺的地方，春播时常因春旱出不了苗或出苗不齐。为保全苗，采用机械或畜力用水箱、水袋拉水，在播种时进行点灌，以解春旱，俗称"坐水种"。这种方法投资少、简单易行，是有效的节水增产方式。坐水种目前在黑龙江、吉林等地广为采用，凡条件适合的地方应积极推广。

1.9 平整土地、改造沟畦

通过平整土地，改进灌水沟畦规格（如大畦改小畦，长沟改短沟）等综合措施，使灌水均匀，以达到节水的目的。

1.10 农业节水措施

大力普及节水灌溉技术，要十分重视农业节水措施的推广。这可采用水稻旱育稀植、抛秧、地膜覆盖、秸秆还田、深耕松土、中耕除草、镇压、耙耪、增施有机肥等措施，以提高土壤对天然降水的蓄集能力和保墒能力。施用化学保水制剂，引进和优选抗旱品种和调整作物种植结构等，也是行之有效的节水措施，在于旱缺水地区应大力推广普及。

节水灌溉应用的领域：温室，无土栽培，大棚，绿化，园林，废水再利用等等。科学灌溉需要根据相应植物的需水特性、生育阶段、气候、土壤条件等做合理设计，制定相应的灌溉制度，适时、适量，合理灌溉。可有效保持土壤中水、肥、气、热等各相的良好状态，具有省水、省工、节能、节肥、增产增收等诸多优点，正逐步被大家认可和使用。

在吸取现代科学技术成就的基础上，灌溉技术将向着节水节能、优化调度、现代化的管理与监测预报等方向发展。在我国水资源严重短缺的西北、华北和东北部分地区，推行节水灌溉，建立节水型农业，已成为当务之急。

2 节水灌溉的应用

缓解农业用水供需矛盾，增加农业产量、发展农村经济；加快我国传统农业向现代农业转变；改善生态环境，实现水资源可持续利用和国民经济可持续发展，对于促进我国农业灌溉从粗放到集约，具有重要的现实意义和深远的历史意义。

2.1 解决农业干旱缺水

随着人口的增加、經济的发展和城市化水平的提高，水资源短缺的矛盾日益突出。近年来，我国农业用水在全国总用水量中呈下降趋势，而农业灌溉的规模却在不断扩大。解决农业缺水矛盾的根本出路在于大力普及推广节水灌溉技术和在全国范围内节约农业灌溉用水。对渠道进行防渗衬砌和利用管道输水可以减少输水过程中的渗漏和蒸发损失，提高输水效率。发展喷灌、滴灌、微喷灌等节水灌溉技术，把浇地变为浇作物，可以大幅度节约田间灌溉用水，提高水的利用率。与大水漫灌相比，采用渠道防渗和管道输水可节水20%～30%左右，喷灌可节水50%，微灌可节水60%～70%。通过发展节水灌溉，把全国水的平均利用率提高10%，每年即可节约300多亿立方米农业灌溉用水，这样既可以减轻农民负担，又可以扩大灌溉面积和提高灌溉保证率。

2.2 经济效益和社会效益显著

节水灌溉可以根据作物不同生长期的需水要求，适时、适量地进行科学灌溉，提高农作物的产量，改善农产品的质量，实现增产和增收。喷灌和微灌具有灌水均匀、土壤不板结、保土保肥、调节田间小气候、提高地温等显著特点。干旱与半干旱地区，特别是干旱缺水的贫困山区，通过发动群众兴修小水库、小塘坝、小水窖、小机电井。小扬水站等小型、微型水利工程和小水窖等集雨工程，再配上喷灌、滴灌、膜上灌等节水灌溉技术，发展稳产高产基本农田，可以很快地改变当地的落后面貌。

2.3 进一步发展农业生产力

发展节水灌溉可以节省渠道和畦埂的占地，使粮田变成无埂、无渠、无沟的“三无田”，扩大种植面积，提高复种指数，缩短灌溉周期，减少灌溉用水，解决冬小麦和晚玉米的茬口问题，充分挖掘农业增产潜力。喷灌和微灌不需要平整土地，大大减轻了农田建设的工作量，节省了灌溉用工，实现了大面积的平播，提高了农机作业效率，做到统一耕作、统一播种、统一灌溉、统一管理、统一施肥、统一收割，提高了农业机械化水平和集约化程度。

2.4 扩大国内需求

发展节水灌溉，需要大量的节水灌溉设备、各种管材及水泥钢筋等建材。对于扩大内需、开拓国内市场、吸纳农村劳动力和带动节水灌溉设备的产业化具有显著的作用。

2.5 促进传统农业向现代农业转变

当前，我国农业正在由传统农业向现代农业转变，现代农业的规模经营模式和健全的社会化服务体系要求大幅度提高灌溉劳动生产率，由人工作业变为机械化作业，富裕起来的农民也希望农田灌溉越省事越好。“两高一优”农业和现代化农业不仅注重提高产量，更强调产品品种、内在质量、外观、上市时间等等，对灌溉提出了“精细”的要求。即灌水位置。灌水时间、灌水数量、灌水成分（作物生长所需各种微量元素及营养）等，要求对空气湿度和土壤墒情进行自动监控，科学管理。用喷灌、滴灌等节水灌溉技术以及其他各种先进灌溉方法和技术，对传统、粗放的灌溉方法进行改造，既可以提高水的有效利用率，又可以提高灌溉效率、灌溉保证率和水分生产率，还可以通过灌溉系统进行施肥和打药，带来种植结构和耕作技术的重大变革，推进农田灌溉现代化和管理科学化，使传统农业向现代农业转变。

2.6 促进农业可持续发展

21世纪中叶，我国经济将达到中等发达国家水平，各行各业对水的需求将进一步增大。根据国家经济发展水平和全国水中长期供求规划，届时供水总量的增加将是十分有限的，而且随着人口的增加，工业化和城市化的发展，农业用水在社会总用水量中的比重还会下降。新增的供水量主要用于满足工业、城市发展和改善人民生活的需求。发达国家的农业用水比重一般为总用水量的50%左右。目前，我国农业用水比重已从80%以上下降到70%左右，今后还会继续下降，农业干旱缺水的局面已不可逆转。北方地区水资源开发利用程度已经很高，开源的潜力不大。南方还有一些开发潜力，但主要集中在西南地区。因此，解决农业缺水的问题将主要依靠建立节水农业和推广节水灌溉。在此情况下，要使灌溉发展适应农业增长的需要，除了加快水利基础设施建设和不断提高供水能力外，最有效的办法就是大力发展节水灌溉，保护和利用好现有水资源，充分挖掘现有水利设施的潜力，大幅度提高水的利用率。发展节水灌溉可以防止因渠道两侧渗漏和大水漫灌造成的土壤次生盐碱化，还可以减少地下水的过量开采和过量引水，保护生态环境，促进可持续发展。因此，不论从我国水资源状况或人口、经济和社会发展的需要，还是从我国改革开放10多年的实践以及先进国家的发展经验看，解决我国农业干旱缺水和今后可持续发展用水问题的根本出路在于节水，这是一件具有战略意义的大事。