近年來,隨著水資源的日益短缺,節約用水成了刻不容緩的工作。農業節水灌溉作為節水工作中的一部分,在我國的農業水利科研中尤為重要,文中主要分析了目前農業節水灌溉中存在的一些常見問題,并提出了具體的解決措施。
《浙江農林大學學報》是中國林業類和綜合性農業科學類核心期刊之一,主要報道林學基礎學科、森林培育學、森林經理學、經濟林學、林業工程、森林保護學、林木遺傳育種學、森林生物學、生態學、生物技術、園林學和園藝學等學科的學術論文、問題討論和研究簡報,適當刊登與農林相關的其他學科的稿件。曾用刊名:浙江林學院學報。主要欄目:研究論文、研究簡報、專家論壇、文獻綜述、問題討論。
0引言
近年來,我國灌溉農業節水取得較大進展。噴、滴灌等先進的灌水技術逐步得到廣泛使用,設備運行的可靠性、使用壽命和自動化程度逐步提高。各種先進的地面灌水技術如間歇灌、膜上灌激光平地和水平畦灌、果樹滲灌(地下滴)等得到大面積推廣。隨著科技的不斷發展,各種灌溉技術與農業措施將有機融合在一起,形成綜合水土資源高效利用技術。如各種水肥耦合、帶狀種植、覆膜保墑等適合國情的水土高效利用技術將廣泛使用,以提高水肥利用率、農作物產量,改善農產品的品質。灌區將廣泛采用先進的大區域土壤墑情、作物旱情和水源水情實時監測與預報技術、渠系水量流量調控技術及灌區動態配水技術,實現灌區水量最優調度。雨水集蓄與高效利用的技術將得到深入研究,形成具有中國特色的雨水利用技術體系。根據不同地區的特點,將廣泛采用各種先進水土保持、高含沙渾水、部分苦咸水、污水灌溉等區域水資源持續利用技術,以達到區域水資源的持續高效利用。
1 目前農業節水灌溉中存在的常見問題
1.1 干旱區耕作層的積鹽問題
采用噴、滴灌等高效節水灌溉方法后僅考慮作物的生理需水,在干旱半干旱地區,由于沒有充足的天然降水淋洗土壤中的鹽分,生長季節積累在耕作層的鹽分就會增加,導致土壤鹽漬化。目前對生態用水的洗鹽灌溉制度研究還是空白。
1.2 地膜殘留農田等問題
地膜覆蓋普遍采用的是不可降解的透明塑膜,回收率一般為60%~70%,不但造成了土地的污染,而且影響土壤入滲。國內外對于可降解膜的開發研究做了大量工作,目前尚沒有在生產中得到大面積推廣。
1.3 滲灌和地下滴灌中的問題
國內目前滲灌或地下滴灌工程中遇到的主要問題是制造工藝差和滴孔堵塞。由于加工工藝不過關,導致滲灌管出流不均勻;由于管路供水停止后在滴孔處形成負壓,導致滴頭(孔)吸土堵塞,大大限制了這種微灌形式的推廣。在微灌的技術關鍵和前沿研究與開發方面:如滴灌帶、滴頭的抗堵塞(泥沙、鹽分、菌藻等)能力和實現灌溉-施肥、灌溉-施藥以及灌溉-生長調節劑等的一體化聯合運作以及地下微灌方面與國際水平和生產實踐的要求還有很大的距離;微壓力滴灌系統的研制和國產化工作尚未開展。微灌產品或壽命短、或價格高是制約我國微灌事業發展的癥結。
2 解決措施
2.1 因地制宜推廣節水灌溉技術
地面灌溉因其滲漏費水、灌水不均勻等缺點,一度被認為是沒有發展前途、落后的灌水技術近幾年來,國外的經驗和國內的大量試驗和示范結果表明,改進的地面灌水方法如果合理應用,其田間水有效利用系數可達0.9以上。國內外的微灌在總灌溉面積中占有的比重都不算大,主要是受微灌自身特點的限制。微灌的用水效益雖高,但是以科技含量較高的裝備和大量消耗管材為代價的。在我國這樣以地面灌溉為主,農業生產水平較低,糧食生產任務很重的國家里,不可能將微灌作為主要的節水灌溉方法加以全面推廣,其推廣重點主要在干旱缺水地區或作物種類為經濟價值較高的花卉、蔬菜等,主要用于提高作物質量,增強產品的競爭力。噴灌面積在各國的灌溉總面積中所占比重較大,應用也較廣泛。其節水、省事省力、提高農產品品質等優點得到廣泛認可,但噴灌本身的投資相對高,發展規模多取決于國家或地區的經濟實力,對我國這樣一個經濟基礎相對薄弱的發展中國家而言,更應首先注重噴灌系統的節水效果、工作可靠性和勞動力技術水平等方面。在以糧食作物為主的灌區,應以常規節水技術為主,主要是搞好渠道防滲,加強灌溉管理;在以經濟作物為主、缺水嚴重的灌區,可以發展一部分低壓管道灌溉和薄膜管滴灌等成本相對較低的管道灌溉節水技術;切不可互相攀比,一味追求高標準,讓農民背上承重的負擔。另外,噴灌質量還受到自然條件、氣候條件等的制約,只注重優點而不論條件地加以盲目應用是不科學的。
2.2 研究開發先進的信息化自動控制管理系統
將計算機、3S技術、太陽能等現代化高科技應用于灌溉領域,對農作物土壤墑情、氣候等進行監測預測,并根據監控結果,采用精確的灌溉設施對作物進行嚴格有效地施肥和灌水,是世界節水灌溉技術發展的方向。我國目前在這方面的開發研究力量仍顯薄弱,整體水平不高,仍局限在單項技術的研究和推廣,尤其在灌溉管理技術方面,如灌溉實時預報、灌溉自動化控制等實際的技術水平和科技成果轉化應用水平還很低。面對21世紀的數字農業時代,單憑單項技術是不可能滿足參與國際競爭所需的高效農業和精準農業的要求的。因而在已有的研究工作基礎上,認真學習、吸收國外先進的灌溉技術,開發我國的信息化節水灌溉系統,尤其是目前發達國家普遍采用而我國剛剛開始應用的遙感、地理信息系統、全球定位系統等技術,是擺在我們面前一項長期的挑戰和一項緊要的任務。
2.3 加強研究灌溉引發的生態環境問題
把發展節水灌溉作為改善生態環境的一個重點。例如,西部地區由于自然條件惡劣,經濟落后和水土資源的不合理開發,擠占了大量生態用水,生態環境日趨惡化,通過推行節水灌溉,節約水量可作為生態環境用水。沒有灌溉,就沒有農業,人們越來越重視節水灌溉的成效,卻忽略了隨之而來的生態環境問題。滲漏水引起的地下水位上升,導致土壤次生鹽堿化;地下水位持續下降,引起草場退化、樹木死亡和沙化威脅;河流上游一味擴大灌溉面積,致使下游河道斷流(黃河、塔里木河),土地沙化等。華北平原地區由于地下水嚴重超采致使地下水位平均每年下降1m多,大面積地下漏斗區56個,漏斗總面積8.2萬km2,渤海灣地區因地下水下降已有1450km2地區受海水入侵影響。我們在認真地認識和解決這些問題的同時也需要考慮如何更好、更合理地利用、宣傳和推廣節水灌溉技術。
2.4 重視用水戶參與灌溉管理
目前很多國家多趨向于將灌溉工程的運行、維護和管理交給地方性的非盈利組織,此類組織一般由灌溉工程受益區用水戶組成,或者用水戶在其中占有重要的地位。灌區運行和維護責任的轉移,導致用水戶必須支付灌溉用水的實際成本,促使用水戶自覺節水。如日本的田間工程建成之后便交由受益農戶組織的團體,即土地改良區管理,所需經費也由受益農戶分擔。另外印度、意大利等國也都十分重視農民參與管理和發揮作用,節約灌溉用水,擴大灌區面積,改進灌溉技術。我國的灌溉水管理大部分顯得比較粗放,節水效益與用水戶自身利益相脫節,節水與否與交多少水費無直接關系,農民為謀求土地的最大受益,要求盡可能多的灌溉用水,造成農業灌溉用水的巨大浪費。應建立相關政策調動用水戶的自覺節水積極性,以促使我國的農業灌溉“以供定需”局面的形成。
2.5 灌溉系統國產化
結合我國的國情,加速開發和研制適合我國國情的成套、適用、可靠、先進的節水灌溉成套設備,替代進口產品,是我們今后的重要任務和努力方向。開發、研制和完善適合我國國情和農情的微灌系列設備,并促進形成產業化,是我國設施農業節水灌溉急需解決的技術問題,也是今后農業節水灌溉發展的總趨勢。
3 結 語
綜上所述,農業節水灌溉實現水安全、農業可持續發展、糧食安全、發展農村經濟、加強生態環境建設等方面的戰略地位和重要作用,不僅僅是國民經濟和社會可持續發展所要求的,而且是農業資源,特別是水資源的嚴峻形勢所決定的,農業節水灌溉將構筑農業可持續發展的不可替代的堅實基礎。
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