现代农业节水技术浅析

李程瑶

摘 要：锦州市水资源严重不足，人均占有水资源量454m3，约为全省人均占有水资源量一半多一点，不足全国人均占有量的五分之一，属国际上认定的严重贫水区，水资源供需矛盾十分突出。长期以来，由于节水意识淡薄，用水管理粗放、用水浪费现象比较严重。农田大水漫灌现象仍然存在，渠系灌溉水损失很大，有效供水率低。因此做好农业节水，研究农业节水技术就显得很重要。我市农业缺水的问题在很大程度上要依靠节水予以解决，加强对我市节水农业技术的研究，以科技创新促进生产力发展，建立与完善适合我市的现代节水农业技术体系，将成为促进我市节水农业可持续发展的重大战略举措之一。这里主要探讨锦州市目前节水技术的发展趋势。

关键词：农业；节水； 技术分析

Abstract： Jinzhou city is serious shortage of water resources， per capita water resources quantity 454m3， about the per capita share of water resources is a little more than half， less than the national average amount per capita 1/5， is internationally recognized the serious deficient water， the water resources supply and demand contradiction is very outstanding. Long-term since， the water-saving consciousness， extensive of the management that use water， water waste a phenomenon more serious. Farmland flood flooding phenomenon still exists， canal irrigation water loss is large， effective supply rate is low. So the research on water-saving agriculture， water-saving agricultural technology becomes very important. Our city agriculture the problem of water shortage relies heavily on water saving to resolve， to strengthen our city water-saving agriculture technology research， technology and innovation promote the development of productive forces， establish and perfect for our city modern water-saving agriculture technology system， will be the promotion of sustainable development of water saving agriculture in our city one of major strategy act. We mainly discuss the current Jinzhou water-saving technology development trend.

Key words： Agricultural Water-saving Technique

1.农业节水技术基本情况

在农业生产实践中，把提高灌溉水的利用率、单方水的利用效率、水资源再生利用率作为研究重点和主要目标。在研究节水农业基础理论基础上，提升节水农业技术的高科技含量，建立适合我市的节水农业技术体系，加快由传统的粗放农业向现代化的精准农业转型的进程。

1.1节水农业技术的应用可大致分布在四个基本环节中：

一是减少灌溉渠系（管道）输水过程中的水量蒸发与渗漏损失，提高农田灌溉水的利用率；二是减少田间灌溉过程中的水分深层渗漏和地表流失，在改善灌水质量的同时减少单位灌溉面积的用水量；三是减少农田土壤的水分蒸发损失，有效地利用天然降水和灌溉水资源；四是提高作物水分生产效率，减少作物的水分奢侈性蒸腾消耗，获得较高的作物产量和用水效益。目前已经建立了以高标准的衬砌渠道和压力管道输水为主的完善的灌溉输水工程系统和采用了以喷（微）灌技术和改进的地面灌溉技术为主的先进的田间灌水技术，在一些地区已经得到了大力推广。

1.2农业节水技术发展概况

随着现代化规模经营农业的发展，由传统的地面灌溉技术向现代地面灌溉技术的转变是大势所趋。在采用高精度的土地平整技术基础上，采用水平畦田灌和波涌灌等先进的地面灌溉方法无疑是实现这一转变的重要标志之一。精细地面灌溉方法的应用可明显改进地面畦（沟）灌溉系统的性能，具有节水、增产的显著效益。激光控制土地精细平整技术是目前世界上最先进的土地平整技术，国内外的应用结果表明，高精度的土地平整可使灌溉均匀度达到80%以上，田间灌水效率达到70%-80%，是改进地面灌溉质量的有效措施。随着计算机技术的发展，在采用地面灌溉实时反馈控制技术的基础上，利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为研究地面灌溉性能的重要手段。应用地面灌溉控制参数反求法可有效地克服田间土壤性能的空间变异性，获得最佳的灌水控制参数，有效地提高地面灌溉技术的评价精度和制定地面灌溉实施方案的准确性。

为减少来自农田输水系统的水量损失，许多国家已实现灌溉输水系统的管网化和施工手段上的机械化。近年来，国内外将高分子材料应用在渠道防渗方面，开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料，研究具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。我市目前已开展渠道和管网相结合的高效输水技术研究和大口径复合管材的研制。

2.农业节水技术发展趋势

下面主要是探讨不同的节水灌溉方法，哪种方法比较适合哪些地区，发展前景如何，今后可否大力推广，以期为我市的农业节水灌溉技术的发展打下一个良好的基础。

2.1城郊农业节水高效工程技术

城郊农业栽培也称保护地栽培，是利用日光温室、塑料棚等保护设施，人为地创造适于作物生长发育的环境条件，从而达到优质、高产、高效。其生产对象是供城市居民消费的蔬菜、花卉等价格高的作物。

城郊地区是发展农业节水高效工程技术最理想的地区，在这些地区滴灌技术为最常用的节水灌溉技术。这种工程技术模式一般包括：水源工程、日光温室（或塑膜大棚）、灌溉首部枢纽（水泵、控制设备、施肥设备、过滤设备）、输水管道、灌水器。灌水器常用滴头、滴灌管（带）、涌水器，还可结合覆膜进行膜下灌溉。

农业节水灌溉工程技术装备应立足于国内，尤其在现阶段我市应在吸收国内外先进技术的基础上，大力发展适合我市城郊的农业装备。在城郊农业节水灌溉设备方面，应重点解决适合普通温室应用的成套微灌设备的材料配方、生产工艺问题，降低销售价格、提高可靠性和耐久性，为最大限度发挥微灌设备在城郊农业应用中的优势，应花大力气解决利用微灌设备施肥的技术落后和装备不过关的问题，研究生产适合城郊农业各种作物在各个生育期使用的可溶性肥料，使灌溉时能做到水肥同步，发挥最大的水肥综合效益，这也是今后需要发展的大问题。

2.2纯井灌区生态农业节水灌溉工程技术

目前我市的纯井灌区，大多存在地下水位逐年下降，生态环境恶化的问题。在这类灌区，减少灌溉用水量的主要目的应是改善水环境，恢复生态平衡，维护农业生产的可持续发展。因此，在灌区内的作物灌溉用水量，应按生态要求可供给的地下水开采量来确定。在这种前提下，当前这类灌区大多数已不能对全部灌溉面积上的作物实行充分灌溉。要解决这个问题可采取两种办法，一是减少灌溉面积，在余下的灌溉面积上，仍采用追求最高单产的传统充分灌溉方法，其他面积则发展“雨养农业”；二是仍维持原来的灌溉面积，对作物灌溉则采取非充分灌溉方法，即在水分对作物产量形成的最敏感时期实行充分供水，而在其他时期实行少供水甚至不供水，不追求作物单产最高，而追求总产最高。在高效节水灌溉技术方面，一般对大田作物采用低压管道输水灌溉或喷灌，对经济作物可采用微灌。

2.3水库灌区自压管道输水灌溉工程技术

在各区县水库周边灌溉水源紧缺、农业生产水平高的灌区，采用自压管道输水灌溉工程技术是一种较理想的模式。其重点是解决规划设计和田间用水管理的技术问题。另外，还有诸如管材选用、施工技术、渠管联接、防淤积等一些技术问题需要解决。我市有29座中小型水库，而我市又是辽西干旱地区，十年九旱，因此如何利用好现有的水源设施就显得至关重要，今后在水库灌区自压管道输水灌溉工程技术应加大投入力量，争取早日解决上述问题，为周边农业发展多做贡献。

2.4引河补源渠井结合灌区节水灌溉工程技术

各区县内小型河道较多，渠井结合灌溉也是一种较好的灌溉模式，它主要有两种形式，一种是在灌区上游用引河水灌溉，下游用井水灌溉，采用渠灌和井灌两套灌溉工程系统；另一种是灌区内同一地块既用河水灌又用井水灌，共用一套灌溉工程系统。在这类灌区发展节水灌溉时，既可以采用渠道防渗和先进的灌水技术减少渠道输水损失和田间灌水损失的工程技术措施，也可以渠道不防渗，田间灌水仍用传统方法，而采用相应的工程技术和管理措施提高灌溉水的重复利用量。

2.5减轻劳动强度提高生产效率的节水灌溉工程技术

这种模式一般在有经济条件的地方使用，包括在大田作物灌溉上采用固定式喷灌或机械移动式喷灌，而机械移动式喷灌当前首选的是卷盘式喷灌机；经济作物采用固定式微灌，并运用自动化控制技术。对于固定式喷灌，可适当选用较远射程的喷头，加大支管和喷头的间距，减少管道用量，从而降低工程投资。也可选用诸如铝塑管等新型的地埋压力管材，降低管材投资。为不影响机耕，地埋压力管与竖管连接的接头应设计在地表面以下。对于卷盘式喷灌机，目前最大的问题一是喷灌所需的工作压力高、能耗大，造成运行成本高；二是田间需留出约2米宽的喷头车行道，占地多且农民不易接受。针对这些情况。应研制一种小型卷盘式喷灌机，所需喷头车行道很小，容易在种植作物的宽行中行走，喷灌所需工作压力也应大幅度降低。这样的卷盘式喷灌机，可在与一般人工移动式喷灌系统相同的田间条件下工作，所需的劳动强度也将会大量减少。

3.现代节水农业关键技术的探讨

以田间节水灌溉、灌溉用水管理等为重点，适当考虑干旱缺水地区特殊水源的开发与高效利用，研究现代节水农业关键技术，创制一批新型的农业节水新产品与新材料，促进节水农业技术水平的提升，为我市提供适合的实用性应用技术。

3.1研制抗堵、耐用、价廉的微灌灌水器，开发新型微灌过滤器、注肥器及系统控制设备；

3.2研究节能异形喷嘴喷头、可调仰角及可调雾化程度的喷头、喷洒区域为矩形的喷头，开发适宜于园林喷灌的升降式喷灌装置，改进扇形转动的摇臂式喷头，研制新型移动式轻小型喷灌机组和智能控制低压变量自走式喷洒机组；

3.3研究土地精平标准与激光控制平地技术，开发国产激光控制平地铲运设备和相应的液压升降控制系统，提出与激光控制平地技术实施相配套的田间灌排工程系统模式，研究地面灌溉技术控制参数，开发田间波涌灌溉控制设备、田间多孔闸管灌溉系统和田间灌溉自动控制设备；

3.4研发适合家庭规模的可调式小型免耕坐水播种技水与设备，创制集灌水、播种、施肥于一体的新型多功能行走式局部施灌机。

4.现代节水农业技术研究带来的贡献

在现代节水农业前沿技术方面，将提出作物高效用水生理调控指标体系、作物非充分灌溉下的需水指标体系和灌溉制度、作物调节灌溉的指标体系，建立作物水分信号采集与缺水敏感指标测定和作物精量控制灌溉方法、动态配水系统下的非恒定流模拟仿真技术和水量实时调控方法等。研究内容无论是在应用基础理论上还是在技术上均具有源头创新性，会加速我国现代节水农业技术体系的建立。

在现代节水农业关键技术方面，主要表现在对新技术的研发和对现有技术的升级换代上。一方面，对喷微灌系统智能化自动控制、喷微灌条件下水肥高效利用调控、激光控制平地下的精细地面灌溉、渠道和管网相结合的灌溉系统高效输水、网络技术支持下的灌溉系统动态配水等新技术的研发，将大幅度提高灌区输配水系统的工作性能和田间节水灌溉的技术水平，另一方面，对灌区输配水系统自动化控制、灌区多水源优化调配与决策支持系统、渠道防渗与抗冻胀、雨水集蓄高效利用、劣质水灌溉利用等现有技术的改善与提高，将会显著提高农业用水开源节流、土壤水库充蓄增容、灌区用水与输配水等方面的效率，有力地促进对农业水资源的高效合理利用。