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1.1生物节水技术
生物节水技术是未来我国农业发展的一个新领域。生物节水技术主要涉及两个方面的内容:
a依照农
作物生长过程中对水的实际需求情况,在农作物需要的时间范围内进行需水量的精确灌溉。
b利用先进的杂交技术和生物
遗传技术培育出抗旱的农作物,在水资源缺乏的地方种植抗旱农作物。
1.2田间管理节水技术
田间管理节水技术主要通过一些田间劳动的技巧,减少土壤中水分的蒸发,提高水资源的利用率,改变土壤的结构。主要措施有:及时的整理田间的土壤,采用现代化机械实现秸秆还田、增加化学保水药剂的使用、推广有机肥的使用等。田间管理节水技术主要是根据田间操作的技术进行的,因此这种节水技术也可以称为农艺节水。
1.3工程节水
工程节水主要针对水资源在运送过程中和田间灌溉工程中的损耗,借助一些工程设施减少水资源的蒸发和下渗,让更多的水资源灌溉到田间地头,提高水资源的利用率。工程节水是整个农业节水灌溉的核心,也是未来节水灌溉农业研究和发展的方向。工程节水的措施主要有:滴灌技术、喷灌技术、储集大气降水、优化水渠系统、改进地面灌溉技术、采用低压管道运送水、加强水渠管道的防渗技术等。
2农业灌溉节水技术的应用现状
自2000年以来,我国的农业灌溉节水技术有了飞速的发展,使用节水技术进行灌溉的农业面积有了很大的增加,农业灌溉的节水技术也有了新的发展。水渠管道的防渗技术和低压管道运水技术等因为需要的投资相对较少,推广和使用的情况很好。但是喷灌和滴灌技术对资金的需求量比较大,对技术的科技含量要求比较高,在农业节水灌溉的发展过程中没有得到大面积的推广。尽管我国的节水灌溉技术有了一定的发展,但全国仍有一半的耕地没有任何灌溉设施,一半多点的土地没有实现先进节水灌溉技术的应用,我国的农业节水灌溉技术仍存在很大的发展空间。我国的节水技术和世界发达国家存在很大的差距,节水设备更新的比较慢,节水技术缺乏创新;农业节水灌溉的管理方式过于的粗放,没有形成有效的控制和监管;对节水灌溉技术的研究相对比较滞后。
3节水灌溉技术存在的问题
广大群众对节水灌溉技术的认识不全面,节水意识不强,且农业用水的价格不高,人们认为没必要花费大量的资金去建设节水灌溉工程。节水灌溉工程的质量存在问题,有的节水灌溉工程刚完成不久就出现无法正常运行的现象。节水灌溉技术不适应我国的农业土地使用体系,我国的土地使用承包制度明确规定土地的使用年限最长为30年。农业节水灌溉设施的建造,需要大量资金,而且使用的年限比较长久,无法与我国的土地使用制度相一致。
关键词:节水农业;发展现状;未来走向;灌溉节水;旱作节水一、调查结果及分析
1.节水农业的发展现状
从关注度来看,人们对节水农业发展的关注度不高,很多人对节水农业的相关知识、技术了解甚少。而在灌溉节水方式上,目前大部分农民在农业生产过程中已采用了一些技术含量较低的灌溉节水方式,如夯实输水土渠渠床减少输水渗漏、田间划分小畦块推行细流沟灌等;只有少数农民采用喷灌、滴灌、覆盖地膜等技术进行灌溉节水。此外,人们对旱作节水的认知程度较低,对发展旱作节水的态度还不够积极。
2.发展节水农业的必要性
当前农业发展水平较低。我国农业发展较为落后,很多地方的农业发展模式还是传统的农耕模式,耕作水平亟待提高。另外,农业发展客观条件较差。我国虽然河道密布,但是水污染情况十分严重,水资源比较紧缺。再者,由于输水方式、灌溉方式、农田水利基础设施、耕作制度、栽培方式等方面的问题,农业灌溉用水利用率不高。
二、存在的问题及原因分析
1.灌溉方式及设施落后
目前我国很多地区广泛采用的灌溉方式是土渠灌溉和田间细流沟灌,这些灌溉方式比较传统,技术含量低。除灌溉方式外,大部分地区的农业灌溉设备也比较落后,一般采用水泵、喷灌机配合土渠进行农业灌溉,或用喷头进行小面积蔬菜地灌溉。
2.多数人对旱作节水不了解
推广旱作节水的最大阻力是大部分人对旱作节水不熟悉,即目前人们对与该节水技术相关的知识、技术了解甚少。
3.节水技术研发亟待突破
我国虽然是农业大国,但从技术整体上看,节水农业技术大多依靠引进,只有少数是自主开发的,产业化程度比较低,整体配套性相对较差。
4.缺乏节水技术的综合集成
目前节水农业发展往往只注重单项工程技术的推广,缺乏将这些技术和农业措施紧密结合的综合集成,导致单一技术的推广出现困难。而且在现有节水农业技术的推广应用中,人们往往只重视节水灌溉技术,而忽视了农艺技术。[1]因此,要想节水农业健康快速地发展,就必须把工程节水技术与非工程节水技术结合起来或多种工程节水技术配合使用,形成高度集成的综合节水技术体系。[2]
5.当地政府对农业节水不够重视
我国节水农业基础薄弱,要实现节水农业快速健康发展需要政府大力支持。首先,节水农业的发展需要政府的资金投入。其次,需要政府的制度保证。另外还需要有相应的组织、信息和服务等方面的保证,这些问题的解决都有赖于政府的支持。
三、发展方向探讨
1.深入发展灌溉节水
为进一步发展灌溉节水,首先需要优化灌溉方式。与传统灌溉方式相比,覆盖地膜增温、增肥保墒技术能达到良好的节水效果。同时配合使用喷灌、渗灌、滴灌技术,节水效果会更显著。除此之外,改良灌溉设备也是必要的。采用滴灌管道(滴灌管,滴管带)进行滴灌,可以极大程度上降低水资源浪费程度。此外也可尝试采用地下管状灌水器进行渗灌。而调整灌溉时间段也是重要的环节。农作物在不同时间段对水的需求和吸收效果不同,如果能针对不同作物确定相应的灌溉时间,也将有效地推进节水农业发展。
2.初步发展旱作节水
普及旱作节水技术,提高群众认知水平是发展旱作节水的第一步。综合运用农艺、生物和工程等技术措施,以优化水资源配置为核心,合理安排农业布局和种植业结构,同时加强种子抗旱处理,推广耐旱作物,能够最大限度地提高农业资源利用效率,保障农业高产、优质、高效和可持续发展。
3.重点发挥政府作用
为创造出一套具有国际先进水平的节水灌溉技术和设备,将节水农业发展成一个具有竞争优势的产业,需要建立起一套由政府部门、科研机构和农民合作组织紧密结合的农业研究体系。政府在这个体系中发挥主导作用,要健全农业节水科研机制,加大农业节水投入力度,修订法律分配水权,同时也可实行奖励,推崇嘉奖节水优秀农户。
四、结束语
人口的增长、工业的发展以及灌溉农业的扩张是引起我国用水需求急剧增加的3个主要因素。其中,农业灌溉用水量占到淡水消耗总量的70%以上。如果能够进一步推进节水农业发展,将有效提高水资源的利用效率,在一定程度上缓解水压力。
发展节水农业是关系到我国经济健康发展的全局性战略。发展过程中,只有做到政府扶持与农民投入双管齐下,灌溉节水与旱作节水并重,才能保证节水农业健康而又迅速地发展。
参考文献:
[1] 吴普特,冯浩.中国节水农业发展战略初探[J].农业工程学报,2005,21(6):152-157.
关键词:节水灌溉技术;水资源;发展趋势
中图分类号:TV211.1文献标识码: A 文章编号:
中国正在倡导建设节水型社会,然而,在水资源严重紧缺的今天,农业用水的浪费现象还是非常的普遍。农业水资源浪费现象主要体现在农业灌溉的水利用率不高,节水灌溉工程也没有得到普及,加之自然降水率低,就导致了农业缺水。而真正意义上的农业节水灌溉,并不是仅仅节约灌溉用水一项,而是要充分地体现水资源高效利用。农业用水来源于多方面,除了天然的地表水和地下水,以及自然降水之外,经过技术处理后的二次用水也可以被利用到农业灌溉当中。除此之外,还有一些新研制出来的农业节水灌溉技术,对于推动水资源的开发利用,起到了积极的作用。田间节水灌溉和管道输水,喷灌、微灌,以及滴灌等先进的节水灌溉技术,在农业中都得到了良好的应用。
一、国内外节水灌溉发展现状
(一)国外节水灌溉现状
在世界上的一些国家,节水灌溉技术得到了广泛地重视。虽然在这些国家中,农业面积不是很大,但是采用先进的技术对农田灌溉已经覆盖了农田总面积的60%以上,尤其是微灌面积,甚至于超过了农田面积的80%。仅从微灌面积来看,进入到二十一世纪,全世界的微灌面积都呈现出逐年递增的趋势。年平均增长速度就已经超过了35%,总面积将近390万hm2,其中美国农业的微灌面积就已经达到全世界微灌总面积的30%以上,而印度作为农业大国,其微灌面积也增加到4.2倍之多。
在国外的一些国家,管道输水被广泛地使用者。美国、日本等国家,在农田管道输水技术的使用方面则更为超前。使用这种灌溉方法可以合理地利用技术处理后的污水,既节约了水资源,又实现了水的循环利用。根据有关统计数字表明,美国采用滴灌的方法进行地下灌溉的农田面积已经超过了15万hm2,占有微灌面积的0.56%。
(二)国内节水灌溉现状
中国的农工业喷灌技术应用起步也是比较早的。早在二十世纪70年代,喷灌面积就已经超过了5500万hm2,占有总耕地面积的41%。进入到二十世纪末期,节水理念深入到农田灌溉管理当中,微灌技术得到了较为广泛地应用,灌溉面积超过了18万hm2,在整个的节水工程建设当中,微灌面积占地超过了1.1%。而从总的灌溉面积来看,中国微灌面积仅占有0.5%左右,喷灌面积并没有增长。进入到二十一世纪,中国的节水灌溉技术随着科学技术的渗入而迅速发展起来,使节水灌溉面积超过了有效灌溉面积的34.7%。目前来看,农业的生产能力不断提高,社会需求逐渐扩大,那么,对于灌溉技术的要求也就越来越高。
二、农业灌溉技术
中国农业在现阶段所使用的农业节水灌溉技术包括:膜下滴灌技术、水稻节水灌溉技术、蓄流分离式灌溉技术等。
(一)膜下滴灌技术
膜下滴灌技术是将农用水溶性的肥料充分地融入到被滤“清”的水中,形成符合比例的肥水溶液,然后,经过铺设地地膜下方的管道,通过毛管滴漏到作物的根系,使其将营养直接吸收。使用这种浸润式的灌溉方式,不但提高水资源的利用率,而且还起到了改造土壤的作用。将水变成“营养液”,可以使其中的营养被庄稼直接吸收,提高了肥料的利用率。
(二)水稻节水灌溉技术
水稻节水灌溉技术,是在水稻的不同生长阶段,对其采用不同的灌溉方式。整个过程上来看,所采取的是“浅一湿一晒” 的灌溉方式。
浅,即田间的水层深度控制在浅水状态,深度局限在5~20 mm,当降雨的时候,田间的水层深度会自然升高,此时的水层深度也要控制在40mm以下。
湿,主要是针对土壤而言的。即土壤中要含有90%的土壤饱和含水量,处于湿润状态,水层的深度至少要超过lOmm。
晒,即为晒田,是针对土壤中的含水量而言的。与土壤含水量为比照值,当土壤中的含水量降低到60%~70%,则为重晒标准;土壤含水量降到70% ~80%,则为中晒标准;土壤含水量降到80% ~90%,则属于是清晒。
从种植过程上来看,插秧的时候,采用的是浅水;适水返青;分孽时要采用湿浅的灌溉方式;进入到了健苗期,则要适当地晒田,直到水稻黄熟的时候,则完全断水了。
(三)蓄流分离式灌溉技术
蓄流分离式灌溉技术是一种创新灌溉模式。水被输送到田间分离式蓄流灌水器当中,水量在自重的作用下,自流灌溉。
这种灌溉的方式节水率比较高,所依靠的是封闭式管网供水,不会出现输水渗漏的现象。另外,蓄流灌溉是水源通过导管而缓慢流动,通过自行释放的方式流入到作物根系的周围的土壤中,避免了蒸发。值得一提到是,蓄流灌水器还有自控节水的作用。对于作物的用适量,可以提前设计,并启动自控装置,当进行灌水作业的时候,就可以定额输水,起到了节水的作用。
三、节水灌溉技术的发展趋势
(一)污水喷灌技术
随着工业的发展,城市化人口的逐年递增,污水处理成为了一个社会性问题。经过技术处理后的污水,与农业用水相结合,可谓是一种开源节流的农业灌溉方式。经过处理后的污水当中,往往还会存在着一些成分,将其直接灌溉到农田当中,其中的一些物质很有可能会影响到作物生长。使用喷灌的方法,当被净化过的污水中的一些成分就容易被微生物以及土壤所分解,然后被作物所吸收。所以,污水灌的土壤最好是砂壤土和壤质砂土。
(二)咸水灌溉技术
咸水灌溉技术,根据水质的不同可以分为水混灌、轮灌、地下咸水电渗透灌溉。
水混灌,是将不同质量的灌溉水进行混合,使其中的盐渍度降低,以提高水质。
轮灌,则是对于不同的质量的水源,采用轮换的方法进行更替灌溉。这种灌溉方式的好处,就是可以调节咸水和淡水的可利用度。
(三) 空气水灌溉技术
空气水灌溉技术,就是采用先进的技术,将空气中的水分收集起来,以灌溉作物。这种灌溉技术如果能够被广为使用,则对于沙漠地区以及严重取水地带的土质改良和作物生长,是非常具有实际意义的。
具体的操作方法是将空气中悬浮的水分收集到贮水池中,或者是指定的管道中。管道上面安装有喷嘴,并埋在两行之物的根部。因为白天的空气温度比较高,到了夜间气温下降,那么,进入喷嘴管里面的空气在夜间就会出现水凝结,渗入到作物的根部。
从中国目前的自然条件和经济状况来看,研制出高效、可靠的节水灌溉设备,采取科学的灌溉方式,并制定出具有长远意义的节水灌溉规划,既能够提高农田灌溉水利用系数,也可以提高水资源利用率。
总结:
综上所述,中国是农业大国,一方面农业水资源日益短缺,另一方面,农业用水严重浪费。虽然在一些地区已经采取了节水措施,但是收效甚微。节水灌溉技术,与现代的高端科技实现有效结合对于节水灌溉,合理地开发利用水资源,实现水资源的可持续发展,具有重要的意义。
参考文献:
[1]高雪梅.中国农业节水灌溉现状、发展趋势及存在问题[J].天津农业科学,2012.18(01).