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[摘 要] 针对我国节水灌溉中以工程节水技术为主,而对农艺技术重视不够的问题,以及水利设施老化、建设资金投入不足、水资源管理机制亟待完善的现实,结合国外节水灌溉的先进经验,提出工程技术和农艺技术并举、加大水利基础设施建设投入,完善政策,创新机制,因地制宜地研究与推广节水灌溉实用技术,为农业综合节水实现跨越式发展提供有利的保障。
[关键词] 节水灌溉 农艺技术 综合应用 灌溉模式 技术推广
中国水资源仅占世界总量的 %,人均水资源占有量仅为2800 m3,只相当于世界平均水平的1/4[1]。此外,水资源时间空间分布不均问题突出。我国年供水量大约为5500亿t,而农业用水量约占总量的10%,其中农田灌溉用水又占到农业用水的90%左右。但是我国有效灌溉面积的2/3还在沿用传统落后的灌溉方法[2]。在所谓的节水灌溉面积中,采用现代先进节水灌溉方式的微乎其微,绝大部分只是按低标准初步进行了节水改造,输水渠道防渗衬砌率不到30%。估计到2030年,中国人口总数将达到1 亿,粮食需求也将由5000亿kg提高到 500亿kg以上,然而以目前的水分利用系数和水分生产率来计算,将远远无法生产出届时所需的 500亿kg粮食。为此,发展以节水和提高水分利用率为中心的节水灌溉技术,将是解决农业缺水问题的必由之路[3]。但是,我国农业灌溉用水还存在着投入不足、机制缺失、节水农艺技术推广力度不足、因地制宜的节水灌溉实用技术发展滞后等问题。为此,本文特从如下几个方面对我国的节水灌溉进行讨论。
1.节水灌溉技术与农艺技术并举,为农业综合节水实现跨越式发展提供有利保障
1.1 常见的节水灌溉技术
常见的节水灌溉技术有渠道防渗技术、低压管道输水灌溉技术、微灌技术等。
渠道灌输依然是我国农灌输水的主要途径,为此我们必须要坚持大力发展渠道防渗技术不动摇,进一步研究推广新型防渗渠道断面形式和衬砌形式。除常见的三合土护面、沥青护面、水泥衬砌、砖石衬砌和塑料薄膜防渗外,还要开发成本低、性能好、易于施工、便于推广的新型防渗材料。
在我国北方平原地区,可大力推广低压管道输水灌溉,即以低压输水管道(塑料管、水泥砂管、水泥土管等)代替土渠进行灌溉的方式。以管代渠减少了输水过程中的渗漏和蒸发损失,基本可使渠系水利用系数提高到0.95以上。特别地,管道埋于地下,既减少了耕作破坏和人为破坏,还减少了土渠占地,提高了土地利用率。
微灌一般包括滴灌、微喷灌和涌泉灌。相对于地面灌,微灌属于局部灌溉,通过管道系统和末端管道上的灌水器,将水分和养分直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中。微灌一般可节水50%-80%[4]。目前,微灌技术主要应用于温室大棚蔬菜和经济作物,但随着设备价格的进一步降低和适合大田作物的微灌设备的研制和开发,在可预期的未来将成为干旱缺水区的主要灌溉手段。
1.2 常见的农艺技术
常见的农艺技术有调亏灌溉、干湿交替灌溉、咸水灌溉、薄浅湿晒灌等技术。
调亏灌溉,即在作物生育的特定阶段给予一定的干旱胁迫,调节光合产物向产品器官分配,调控地上、地下生长动态,舍弃有机合成物总量,提高经济产量,最终达到节水、高效、高产的目的。调亏灌溉应用前景广阔、节水效果明显,但适宜于农民应用的田间实施技术的研究还有待深化。
干湿交替灌溉,就是人为控制根区土壤某个区域的干燥或湿润,使作物根区土壤交替干燥,让其产生胁迫信号,进而减少蒸腾消耗和无效蒸发以节约用水。但该技术还须进一步研究最佳田间灌水技术方案和配套的作物栽培技术体系。
咸水灌溉技术包括混灌和轮灌技术。混灌是将不同的灌溉水混合使用,在提高灌溉水水质的同时,也增加了可灌水的总量[5]。轮灌则是根据作物的耐盐性和生育阶段等交替使用咸淡水进行灌溉的一种方法。
水稻用水一直是农业用水的重中之重,为此,应大规模推广“薄水插秧、浅水返青、分蘖前期田间湿润、分蘖后期晒田、拔节抽穗期薄水、乳熟期田间湿润、黄熟期湿润落干”的薄浅晒灌技术。此技术投入极低,节水明显,但易受地域和自然条件影响。
1.3 节水灌溉技术和农艺技术应有机结合、合理配套、相互促进
在谈到节水灌溉发展时,人们往往将过多的目光投向节水灌溉工程技术,如低压管道输水、渠道防渗、滴灌、喷灌等,而对于经济成本较低、农民易于接受的农艺技术则重视不够。之所以许多切实可行的农艺节水技术“养在深闺人未识”,重点是各级农技推广部门认为推广农艺技术虽有一定的社会效益和生态效益,但推广部门自身所得的经济效益较为有限。然而一味地重工程技术轻农艺技术,往往会造成虽然节水,但效益不高的结果出现。为此,我们必须采取两手都要抓的策略,让工程技术和农艺技术有机结合、合理配套、相互促进,才能有效提高水的利用率和单方水的生产能力,真正实现节水增收的目标。
2.加大扶持力度,完善政策,创新机制,为节水灌溉快速发展保驾护航
2.1 进一步加大资金投入
我国水利工程设施不足且老化严重。全国灌区渠道总长超过300万km,但其中80%为土渠,水渠设施严重不足。且大部分灌溉设施建于20世纪50~ 0年代,经过近40年运行,工程普遍老化,灌溉设施失修严重,从而导致从水库向田间输水的过程中水量损失惊人,水分利用系数仅为43%,远低于欧洲等发达国家的10%~80%。为此,我们必须高度重视农业的基础地位和我国国情,加大农田水利建设投入,不但要重视新建灌区工程的建设,而且对末级渠系和田间配套设施也要给予适当的补贴。特别地,政府要对节水灌溉设备企业进行政策和资金支持,扶持节水灌溉产业快速健康发展。
2.2 进一步完善相关法律
我国法律虽然规定水资源属于国家所有,但对水资源的使用权和经营权却未做出明确的规定,因而产生了水权模糊、水浪费严重的现象。为达到水资源的优化配置和高效利用,应建立和完善水权制度[ ],明晰水权,并建立政府宏观调控、微观定额管理和符合市场规律的水权转换机制。
2.3 建立健全节水机制
农业水资源向非农产业转移的趋势已不可逆转,为了确保农业水权,发展节水农业就成为我国农业灌溉的必由之路。水是资源,并且是稀缺资源,为此必须牢牢把握价格的杠杆作用,建立合理的价格机制。从理论上来看,水价较高,农民的节水意识就会增强,但是我们不能忽略我国农业为弱势产业的现状,对于水费定价要慎之又慎,高度重视政策和措施的可行性[1]。特别地,要改进农业灌溉用水的计量方法,由面积计费向水量计费转变,实现节水与节费挂钩,调动农民自身节水的积极性。
2.4 推动灌区管理系统工程建设
在个别地区,灌溉服务不到位,导致农民歉收,进而加剧水费欠缴[8],水费不到位又使得灌排系统维护更新受到影响,形成恶性循环。为此,我们有必要在灌区的管理中进一步提高农民参与管理的程度,建立面向市场经济的适合现代化农业发展的管理体系,实现国家、集体和用水户的有机结合,充分调动用水户的主动性和积极性。有条件的地方,可逐步引入“参与式”管理体系,即按灌溉渠系的水文边界划分区域,在政府引导下,用水户自主组建用水协会,直接管理本区域内的水量调配、水费征缴和工程维护等事宜。协会施行公开管理、按量收费,杜绝了不合理摊派,使农民在节水同时实现节费,得到实惠。
3.紧跟国外节水灌溉发展趋势,结合我国国情,因地制宜地研究与推广节水灌溉实用技术模式
3.1 国外节水灌溉现状
水危机已成为当前世界各国面临的重要问题[9]。为此,各国均高度重视节水灌溉的制度创新和科技支撑,纷纷结合本国国情,发展了适合本国实际的节水灌溉道路。
以色列在节水灌溉的发展方面走在了世界前列,所有农田均采用了喷灌、滴灌等现代灌溉技术和自动控制技术,灌溉水平均利用率已达到90%。其提高灌溉水利用率措施有水量计量、水价政策、灌溉过程的计算机管理和遥控、水肥同步施用(fertigation)。这些措施使以色列1915―1995年间在农业总用水量不增加的情况下农业产出却增长了12倍,实现92%的农产品自给。此外,以色列认为其农业部门用水量占到了总用水量的 2%,但农业部门对国内生产总值的贡献率仅为2%,贡献率偏低。因此,以色列对农业提出了新的发展目标:农业应具有与其他部门竞争水量的经济能力;作物经济价值高、用水量少。因而其国内目前正对新的农业结构进行研究,农业将向更先进的生产方式转变。
法国的水资源状况和我国较为相似,虽然较为丰富,但由于时空分布的不均匀性,在地域和时域上依然存在着水资源紧缺的问题。为了提高水资源的管理水平,法国采取了如下措施:改善农业耕作方法,尽量减少对自然环境的影响;尽最大可能平等地对待每个农场;提高水的利用效率。特别地,法国进一步完善了《水法》和《农业法》两部法规,强调了水资源的统一性和公共性,建立了以流域为单位的水资源管理体系,采取综合和平衡的管理措施协调用水户的需求和环境保护需求。法国灌溉用水管理模式具体又可分为三种:协作管理、区域开发公司管理和单个灌溉工程管理模式。协作管理模式是由参加用水协会的会员和其他用户共同拥有和使用灌溉设备,协会负责统一管理设备和维护工程设施。区域开发公司管理模式则是为开发法国南部而成立的,区域开发公司的运行管理规则是:平等(所有用水户平等)、高质量(以与用户签订合同的方式确定服务)、可持续发展(经常维护和完善工程设施)、透明和负责(农民选举代表参加区域开发公司管理委员会)。单个灌溉工程管理模式则适用于农户以自己农场内的水库、地下水等为灌溉水源,或直接从河流引水灌溉的情形。
3.2 因地制宜地研究与推广节水灌溉实用技术模式
我国幅员辽阔,水资源时域地域差异明显,为此我们必须要科学划分因地制宜地研究与推广节水灌溉实用技术模式[10]。
北方水资源较为缺乏,开源潜力已经不大。因此对于西北半干旱缺水地区和山丘区,可采取兴修小水窖、小水池等小型和微型集雨设施,发展窖灌节水农业;对于北方井灌区,可推广半固定式喷灌方法;对于黄河上、中游的大型灌区,可加强以节水增效为中心的渠系更新改造和续建配套。对于干旱、少雨、缺水地区,可推广地膜覆盖、抗旱保水剂等保墒措施,发展旱作节水农业。南方水资源虽较为丰富,但区域间分布不均衡,部分水体污染严重的地区,其水资源短缺已经成为制约经济发展和影响人民生活的严重问题。因此对于南方水稻区,可推广水稻薄、浅、湿、晒等栽培技术;对于东部及沿海发达地区,可发展现代化农业节水园区,建设高标准旱涝保收农田;对于山区和丘陵地区,可对果树等经济作物实行微喷灌,对温室和蔬菜大棚则采取滴灌和微灌。
参考文献:
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[10] 罗良国,任爱胜,王瑞梅.中国农业可持续发展的水危机及广泛开展节水农业前景初探[J].节水灌溉,2000(5): -9.
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