李含琳

（中共甘肅省委黨校，甘肅 蘭州730070）

當(dāng)前國外節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的新進(jìn)展及啟示

李含琳

（中共甘肅省委黨校，甘肅 蘭州730070）

本文對近年來國外節(jié)水農(nóng)業(yè)的技術(shù)進(jìn)展情況進(jìn)行了總結(jié)，認(rèn)為我國發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)首先要解決好技術(shù)創(chuàng)新問題，根據(jù)國情認(rèn)真學(xué)習(xí)和借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，建立良性的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步和循環(huán)體系。

國外；節(jié)水農(nóng)業(yè)；技術(shù)進(jìn)步

我國水資源總量為28100億m3，人均水資源量約2200 m3，僅為世界平均值的1/4，是世界上最大的缺水國。因此，我國提高糧食保障水平的一個(gè)必然的戰(zhàn)略選擇，就是要大力發(fā)展節(jié)水型社會(huì)。而由于在我國的用水結(jié)構(gòu)中農(nóng)業(yè)大約占到75%～80%，所以，構(gòu)建節(jié)水型社會(huì)的關(guān)鍵在于如何構(gòu)建節(jié)水型農(nóng)業(yè)問題。我國明確提出建設(shè)節(jié)水農(nóng)業(yè)的時(shí)間大約是在20世紀(jì)的90年代初期，到目前也就只有20年的歷史。不論從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來說還是從技術(shù)支撐機(jī)制來說，都還處在實(shí)驗(yàn)階段，而國外發(fā)達(dá)國家搞節(jié)水農(nóng)業(yè)的歷史比我們長，經(jīng)驗(yàn)比我們多，技術(shù)支撐體系比較成熟，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。因此，我們有必要認(rèn)真總結(jié)國外發(fā)達(dá)國家在發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)方面的實(shí)用技術(shù)和新技術(shù)。

一、當(dāng)前世界節(jié)水農(nóng)業(yè)的基本技術(shù)體系

發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是個(gè)歷史性的話題，國外大面積運(yùn)用先進(jìn)的工業(yè)化技術(shù)發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)實(shí)際上是從20世紀(jì)中葉開始的。到了21世紀(jì)的今天，最先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)實(shí)際上已經(jīng)與信息技術(shù)緊密地結(jié)合為一體了，在發(fā)達(dá)國家節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的有機(jī)組成部分。這個(gè)先進(jìn)的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系主要由以下幾部分組成。

1.水資源整理技術(shù)。一是地面集水技術(shù)。在半干旱和干旱農(nóng)業(yè)區(qū)，因地制宜地修建各類集水設(shè)施，收集雨水和地面徑流，以供直接利用或注入當(dāng)?shù)厮畮旎虻叵潞畬?。美國制定了雨水收集系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)劃指南以及系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。二是跨流域調(diào)水技術(shù)。跨流域調(diào)水是解決水資源時(shí)空分布不均的一種有效途徑。原蘇聯(lián)地區(qū)、美國、印度、加拿大、墨西哥、巴基斯坦等國都進(jìn)行了大規(guī)模的調(diào)水，伊拉克、利比亞和土耳其等國也在積極實(shí)施本國的調(diào)水計(jì)劃。但調(diào)水工程同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些嚴(yán)重的負(fù)效應(yīng)，如投資過大、移民安置、淹沒耕地等引發(fā)的一系列社會(huì)和經(jīng)濟(jì)問題以及環(huán)境問題。三是地下水庫利用技術(shù)。全球地下淡水占全球淡水總儲(chǔ)量的30.1%，因此世界各國均非常重視利用地下水發(fā)展灌溉。四是劣質(zhì)水利用技術(shù)。劣質(zhì)水包括工業(yè)和生活污水、咸水。以色列處理后的污水利用率已達(dá)70%，居世界首位，其中1/3用于灌溉，約占總灌溉水量的1/5。

2.輸水節(jié)水技術(shù)。主要技術(shù)有渠道防滲技術(shù)、低壓管道輸水灌溉技術(shù)、田間灌溉節(jié)水技術(shù)和噴微灌技術(shù)、改進(jìn)地面灌水技術(shù)等。采用高效省水的灌溉技術(shù)是提高農(nóng)業(yè)水利用率的一個(gè)重要途徑，噴微灌技術(shù)是世界灌溉節(jié)水技術(shù)發(fā)展的主流。歐洲國家82%的灌溉面積利用先進(jìn)的灌溉技術(shù)，僅有14%的灌溉面積利用地面重力灌溉。噴微灌技術(shù)在以色列、美國、前蘇聯(lián)和歐洲一些國家發(fā)展比較快，以色列、德國、奧地利三國的噴微灌溉面積占本國灌溉面積的100%。以色列水資源極度貧乏，十分重視選用最節(jié)水的灌溉技術(shù)，噴微灌中滴灌比例已達(dá)70%。噴灌形式有中心支軸式、滾移式、平移式、卷盤式、人工季節(jié)性固定噴灌等。近年來，國外將高分子材料應(yīng)用在渠道防滲方面，開發(fā)出高性能、低成本的新型土壤固化劑和固化土復(fù)合材料，研究具有防滲、抗凍脹性能的復(fù)合襯砌工程結(jié)構(gòu)形式。

3.農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)。主要包括選育耐旱作物與節(jié)水品種，改良耕作方法與栽培技術(shù)，推廣地面覆蓋技術(shù)。這些措施都既適宜于灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，也適宜于旱作農(nóng)業(yè)區(qū)。技術(shù)措施主要有選育耐旱作物與節(jié)水品種，合理的土壤耕作和蓄水保墑，地面覆蓋，包括有機(jī)物覆蓋和地膜覆蓋，增加可給營養(yǎng)元素的效果等。發(fā)達(dá)國家由于機(jī)械化作業(yè)和化肥施用造成土壤結(jié)構(gòu)破壞，引發(fā)失墑、水蝕、風(fēng)蝕，為此推行了各種保護(hù)性耕作?；沮呄蚴怯啥喔D(zhuǎn)為少耕免耕，由淺耕轉(zhuǎn)為深耕，由耕翻轉(zhuǎn)為深松，由單一作物連作轉(zhuǎn)為糧草輪作或適度休閑。重視水土保持、納雨蓄墑、以肥調(diào)水。在美國，隨著高效除草劑和免耕播種機(jī)的出現(xiàn)，現(xiàn)代免耕技術(shù)已被廣泛用于小麥、大麥、棉花、煙草、高粱、大豆、甜菜和飼料作物。目前全美國70%的耕地已取消了鏵犁翻耕，免耕種植的面積已占全國糧食作物面積的20%。

4.化學(xué)節(jié)水技術(shù)。一是化學(xué)覆蓋?；瘜W(xué)覆蓋是以多分子膜阻礙土壤水氣散發(fā)，水氣在膜下聚集凝結(jié)使耕層土壤水分含量升高。國外使用農(nóng)田化學(xué)覆蓋的有前蘇聯(lián)、美國以及日本、法國、印度、羅馬尼亞、比利時(shí)等十多個(gè)國家，增產(chǎn)效果達(dá)到10%～30%。農(nóng)田化學(xué)覆蓋材料包括石蠟、瀝青乳劑、樹脂、橡膠、塑料等，使用方式包括成膜、泡沫和粉末覆蓋。二是保水劑。從成分上大致可分為無機(jī)、有機(jī)和高分子合成物質(zhì)三類。三是抗蒸騰劑。據(jù)研究人員測定，作物根系吸收的水量只有1%成為作物細(xì)胞的組成部分，其余的99%都通過作物蒸騰進(jìn)入大氣。這些水中有一部分是作物維系生命所必需的，另一部分則屬于無效散失。據(jù)美國研究資料使用抗蒸騰劑可減少土壤水分損耗40%左右。抗蒸騰劑主要作用類型包括代謝型、薄膜型和反射型。

5.生物節(jié)水技術(shù)。將作物水分生理調(diào)控機(jī)制與作物高效用水技術(shù)緊密結(jié)合開發(fā)出諸如調(diào)虧灌溉、分根區(qū)交替灌溉和部分根干燥等作物生理節(jié)水技術(shù)，可明顯地提高作物和果樹的水分利用效率。近年來，國內(nèi)外相繼開展了對作物需水量計(jì)算方法的大量研究，但這些研究大多以單點(diǎn)的和單一作物的耗水估算為主，在此基礎(chǔ)上采用插值法和面積加權(quán)平均法確定的區(qū)域作物耗水量的精度會(huì)受到氣象等因素的空間變異性的影響。目前的重點(diǎn)是將單點(diǎn)的單一作物耗水估算模型的研究擴(kuò)展到區(qū)域尺度多種作物組合下的耗水估算方法與模型研究上，根據(jù)作物及其不同生育期的需水估算，使有限的水最優(yōu)分配到作物的不同生育期內(nèi)，為研究適合不同地區(qū)的非充分灌溉制度提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支撐。

6.水管理節(jié)水技術(shù)。為實(shí)現(xiàn)灌溉用水管理手段的現(xiàn)代化與自動(dòng)化，滿足對灌溉系統(tǒng)管理的靈活、準(zhǔn)確和快捷的要求，發(fā)達(dá)國家的灌溉水管理技術(shù)正朝著信息化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。建立灌區(qū)用水決策支持系統(tǒng)來模擬作物產(chǎn)量和作物需水過程，預(yù)測農(nóng)田土壤鹽分及水分脅迫對產(chǎn)量的影響，根據(jù)實(shí)時(shí)灌溉預(yù)報(bào)模型，為用戶提供不同類型灌區(qū)的動(dòng)態(tài)配水計(jì)劃，達(dá)到優(yōu)化配置灌溉用水的目標(biāo)。為適應(yīng)灌區(qū)用水靈活多變的特點(diǎn)，做到適時(shí)、適量地供水，需對灌溉輸配水系統(tǒng)的運(yùn)行模式和相應(yīng)的自控技術(shù)開展研究。目前，國外多采用基于下游控制模式的自控運(yùn)行方式，利用中央自動(dòng)監(jiān)控（即遙測、遙訊、遙調(diào)）系統(tǒng)對大型供水渠道進(jìn)行自動(dòng)化管理，開展灌區(qū)輸配水系統(tǒng)的自控技術(shù)研究。

二、國外發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的典型經(jīng)驗(yàn)

通過大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)來建立“水保障—糧食安全”模式，已經(jīng)成為許多國家的共同選擇。以下是幾個(gè)具有典型經(jīng)驗(yàn)的國家情況。

1.以色列模式。以色列是一個(gè)水資源嚴(yán)重緊缺的國家，人均水資源占有量只有365立方米。以色列的節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉方法主要是滴灌和噴灌，水的利用率分別可達(dá)95%和80%，而且全部采用電腦管理，利用水分感應(yīng)器自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉，包括灌溉時(shí)間、次數(shù)、間隔、灌溉量等。根據(jù)以色列水法，國家境內(nèi)所有水均為國有，由水委員會(huì)統(tǒng)一管理，包括制定政策、確定水使用配額和制定水資源的開發(fā)計(jì)劃等。為了鼓勵(lì)農(nóng)民節(jié)約用水，一方面要求農(nóng)民交付水費(fèi)，另一方面規(guī)定在配額范圍內(nèi)后一半配額的水價(jià)高于前一半。目前灌溉業(yè)的主要研究方向是：開發(fā)非飲用水資源，如廢水、洪水、鹽堿水等，保證不斷增加農(nóng)業(yè)用水，全國70%的污水經(jīng)過處理用于農(nóng)業(yè)灌溉。以色列的灌溉面積為22萬平方公頃，農(nóng)業(yè)用水量為12.8億立方米，占總供水量的62%。為了提高灌溉技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，使灌溉平均利用率達(dá)到90%；為了提高灌溉水效率，采取的其他措施還有：水量計(jì)量、水價(jià)政策、灌溉過程的計(jì)算機(jī)管理和遙控、水肥同步施用。這些措施使水的有效利用率大大提高，在單位面積的平均灌溉水量不增加的情況下，農(nóng)業(yè)產(chǎn)出增長了12倍。

2.法國模式。法國的水資源總量為1010億立方米，人均水資源占有量為3300立方米。法國農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)的水源70%是地表水，30%為地下水。灌溉工程的基礎(chǔ)建設(shè)投資分為兩部：一部分是流域蓄水工程和輸水工程；另一部分是田間工程。法國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的方式絕大部分是噴灌，傳統(tǒng)的地上水自流灌區(qū)因灌水量過大、灌水用工成本高而逐漸被噴灌代替。噴灌系統(tǒng)形式以絞盤式噴灌機(jī)為主，半固定式噴灌為輔，機(jī)械化程度高，適合法國土地面積大、農(nóng)業(yè)從業(yè)人員少的實(shí)際情況，采用有計(jì)劃定量灌水，節(jié)省投入，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量，減少水資源的污染。總的看來，法國農(nóng)業(yè)用水的情況是政府對農(nóng)業(yè)的投入大，重視技術(shù)的推廣，管理得體，措施有力，值得我們借鑒。法國水管理的特點(diǎn)是由國家、流域管理委員會(huì)、水協(xié)會(huì)和地方水管理公司共同參與管理，建立了良好的灌溉設(shè)施，有完善的灌溉服務(wù)體系和管理體制。法國灌溉用水管理模式分協(xié)作管理模式、區(qū)域開發(fā)區(qū)公司管理模式和單個(gè)灌溉工程管理模式三種。

3.美國模式。美國的灌溉面積為1999萬平方公頃，其中1111萬平方公頃溝灌，占灌溉面積的55.6%，噴灌和滴灌面積占灌溉面積的27%，地下灌溉技術(shù)也得到了應(yīng)用。美國有很好的現(xiàn)代灌溉技術(shù)研究和開發(fā)支撐條件，有許多研究中心，這些中心經(jīng)常深入農(nóng)場與用水戶保持密切聯(lián)系，技術(shù)推廣不但速度快且面積也很廣，現(xiàn)代灌溉面積發(fā)展速度很快。為了促進(jìn)現(xiàn)代灌溉農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，美國引入了如下幾項(xiàng)措施。一是研究將用虹吸管引水灌溉的灌區(qū)改為噴灌、滴灌等現(xiàn)代灌溉的限制條件。二是美國墾務(wù)局將自動(dòng)控制技術(shù)用于灌區(qū)配水調(diào)度，配水效率可由過去的80%增加到96%。三是開展非充分灌溉示范研究。四是開展城鎮(zhèn)生活污水灌溉研究。五是進(jìn)行灌溉農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，將灌溉農(nóng)業(yè)由水資源緊缺的地區(qū)轉(zhuǎn)移到水資源豐富的地區(qū)。在美國的水資源的開發(fā)利用中采取的主要措施包括：減少水源消耗和流失，進(jìn)行合理用水、節(jié)約用水。包括：保護(hù)水源，防止水土流失；水源重復(fù)利用，側(cè)重于對城市污水進(jìn)行處理，再作為灌溉水源；調(diào)節(jié)河川徑流；選育抗旱品種；引水補(bǔ)給地下水；減少蒸發(fā)，應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑；調(diào)整作物種類和市場供應(yīng)等。當(dāng)前，美國發(fā)展節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)主要采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合，以取代傳統(tǒng)的單一的地面灌溉技術(shù)，農(nóng)田灌溉水的利用效率已達(dá)70%～80%。

4.澳大利亞模式。澳大利亞有70%的地區(qū)雨量在500毫米以下，易發(fā)生旱災(zāi)。全國地面水源不多，平均年徑流量僅有3454億立方米。雖然地下水豐富，但60%是自流井區(qū)，可利用的水源只有176萬平方公里。澳大利亞不斷采用新的節(jié)水灌溉方法。把12厘米的滴水管埋入地下，把水和肥料溶液直接滴灌在西紅柿等作物的根部，不但節(jié)省大量水肥，而且可收獲90%的優(yōu)質(zhì)蔬菜，而傳統(tǒng)的灌溉方法只能收獲到60%～70%，這種灌溉方法使多余的肥料不致污染水渠。又如在果園中，春季落葉對果樹不澆水或少澆水，抑制果樹生長，進(jìn)入夏季則多灌水以促進(jìn)水果的生長。這種方法使果樹長得矮小，不需過多澆水和修剪，但水果產(chǎn)量卻增加了。試驗(yàn)表明，可節(jié)省用水20%，增產(chǎn)水果20%。多數(shù)果園已采用了這項(xiàng)措施。

5.前蘇聯(lián)的節(jié)水措施。前蘇聯(lián)有11萬億立方米的大氣降水，其中約有40%被轉(zhuǎn)化為河川徑流。但地區(qū)分布極不均衡，在占耕地面積90%和占工業(yè)產(chǎn)值80%的一些發(fā)達(dá)地區(qū)只有全前蘇聯(lián)水資源的24%，而其中一些對水資源有特大需求的南部地區(qū)卻只擁有約16%的可用水資源。除了以上這些不足外，前蘇聯(lián)河川的重要特征是時(shí)間上的分配也不平衡。為了解決這些不足，只有通過大型引水調(diào)水渠道實(shí)現(xiàn)從其他流域調(diào)水和修建許多季節(jié)性調(diào)節(jié)水庫來解決嚴(yán)重的缺水問題。為了水資源的合理利用，前蘇聯(lián)制定了一系列節(jié)水措施：對城市污水做三級處理而后加以利用；將地表徑流處理后使用；研究利用工礦企業(yè)的排水；抽用礦坑水和工礦區(qū)地層水；沿海地區(qū)開發(fā)利用海水；有些設(shè)備采用空氣冷卻，不使用水冷；加大發(fā)電單機(jī)容量；加強(qiáng)水管理和處理工作；采取累進(jìn)水費(fèi)制等。

三、國外節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的新進(jìn)展和新趨勢

隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，世界各國，特別是發(fā)達(dá)國家都把發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。發(fā)達(dá)國家在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，把提高灌溉（降）水的利用率、單方水的利用效率、水資源再生利用率作為研究重點(diǎn)和主要目標(biāo)。在研究節(jié)水農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)上，將生物、信息、計(jì)算機(jī)、高分子材料等高新技術(shù)與傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)相結(jié)合，提升節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的高科技含量，建立適合國情的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，加快由傳統(tǒng)的粗放農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的進(jìn)程。

在許多國家，現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)是在傳統(tǒng)的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)中融入了生物、計(jì)算機(jī)模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術(shù)，具有多學(xué)科相互交叉、各種單項(xiàng)技術(shù)互相滲透的明顯特征?，F(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)涉及的既不是簡單的工程節(jié)水和水管理節(jié)水問題，也不是簡單的農(nóng)藝節(jié)水和生物節(jié)水問題。從支撐現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)理論而言，需將水利工程學(xué)、土壤學(xué)、作物學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)、材料學(xué)、數(shù)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科有機(jī)地結(jié)合在一起，以降水（灌溉）—土壤水—作物水—光合作用—干物質(zhì)量—經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化循環(huán)過程作為研究主線，從水分調(diào)控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良等方面出發(fā)，探索提高各個(gè)環(huán)節(jié)中水的轉(zhuǎn)化效率與生產(chǎn)效率的機(jī)理。另一方面，現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)又需要生物、水利、農(nóng)藝、材料、信息、計(jì)算機(jī)、化工等多方面的技術(shù)支持，來建立適合國情的技術(shù)體系。

隨著20世紀(jì)中葉以來科學(xué)技術(shù)出現(xiàn)的重大突破，節(jié)水農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中大量借助于土壤水動(dòng)力學(xué)、植物生理學(xué)的理論和現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法及計(jì)算模擬手段，試圖從整體上來考慮水—土—作物—大氣間的互動(dòng)作用與關(guān)系，定量描述土壤—植物—大氣連續(xù)體中水分和養(yǎng)分運(yùn)移的轉(zhuǎn)化過程，據(jù)此制定科學(xué)的水、肥調(diào)控方案，這使得對節(jié)水農(nóng)業(yè)的研究已由以往單純的統(tǒng)計(jì)或?qū)嶒?yàn)性質(zhì)變?yōu)橐婚T有著較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ)與定量方法的科學(xué)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子信息技術(shù)、紅外遙感技術(shù)以及其他技術(shù)的應(yīng)用，使得在土壤水分動(dòng)態(tài)、土壤水鹽動(dòng)態(tài)、水沙動(dòng)態(tài)、水污染狀況、作物水分狀況等方面的數(shù)據(jù)監(jiān)測、采集和處理手段得到長足發(fā)展，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)用水管理水平的提高，而高分子復(fù)合材料和納米材料的研制創(chuàng)新正在促使渠道防滲、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育著技術(shù)上的重大突破。

在提高農(nóng)業(yè)用水的利用率和水的生產(chǎn)效率的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)研究中，不僅涉及到與土壤—植物—大氣系統(tǒng)中的界面過程，水分傳輸和系統(tǒng)反饋的機(jī)制，水分調(diào)控的途徑以及大氣水、地表水、地下水、土壤水轉(zhuǎn)化關(guān)系等相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的前沿技術(shù)，還與利用現(xiàn)代高新技術(shù)對水資源、土壤水分和作物水分進(jìn)行監(jiān)測調(diào)控，根據(jù)作物需水規(guī)律進(jìn)行精量灌溉等關(guān)鍵技術(shù)有關(guān)。為此，必須以具有學(xué)科交叉性的重大前沿性技術(shù)研究為基礎(chǔ)，研發(fā)與農(nóng)業(yè)節(jié)水相關(guān)的重要關(guān)鍵技術(shù)，探索建立適合國情的現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。

國外節(jié)水灌溉的先進(jìn)技術(shù)。隨著世界性水資源、能源的日趨緊張，采用節(jié)水、節(jié)能的灌水方法已成為全世界灌溉技術(shù)發(fā)展的總趨勢，推廣節(jié)水灌溉也已成為世界各國為緩解水資源危機(jī)和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然選擇。近年來，世界上興起了研究新型地下灌溉熱潮，地下灌溉不僅在機(jī)理上、技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上，而且在生態(tài)能源保護(hù)上、水資源保護(hù)上都被認(rèn)為最有發(fā)展前途的節(jié)水灌溉技術(shù)。這種技術(shù)主要用在草地上、果園、蔬菜、花卉等作物上。地下灌溉是指將灌溉水引入田面以下一定深度，通過土壤毛細(xì)管作用，濕潤根區(qū)土壤，以供作物生長需要。這種灌溉方式亦稱滲灌，適用于上層土壤具有良好毛細(xì)管特性，而下層土壤透水性弱的地區(qū)，但不適用于土壤鹽堿化的地區(qū)。地下灌溉系統(tǒng)一般由輸水部分和田間灌水部分組成。輸水部分可采用渠道或管道與水源連接。田間灌水部分為埋設(shè)于田面以下的滲水管網(wǎng)，灌溉時(shí)水沿管壁的孔眼滲出，經(jīng)土壤滲吸擴(kuò)散，進(jìn)入根層。

四、國外節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)對我國的啟示

應(yīng)該說我國也是世界上最早重視和使用節(jié)水農(nóng)業(yè)的國家，但是，與發(fā)達(dá)國家比較，我國在節(jié)水農(nóng)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步方面最大的特點(diǎn)是以國內(nèi)技術(shù)為主、以傳統(tǒng)技術(shù)為主、以低效率技術(shù)為主，引進(jìn)及引用國外先進(jìn)技術(shù)的空間還很大。總結(jié)前面的概述，國外在節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)方面的成功經(jīng)驗(yàn)主要有：一是建立了完備的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)施和技術(shù)體系、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；二是政府扶持節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步，國家應(yīng)對節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用推廣實(shí)行補(bǔ)貼，同時(shí)運(yùn)用氣象站及時(shí)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供氣象服務(wù)；三是依靠高科技實(shí)現(xiàn)對水資源的自動(dòng)化調(diào)控，在全國形成完整的水資源調(diào)度調(diào)控系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)化管理；四是推廣應(yīng)用多種節(jié)水灌溉方式，將噴灌、地面灌溉、滴灌及其他灌溉方式結(jié)合起來；五是廣泛應(yīng)用土壤水分監(jiān)測技術(shù)，農(nóng)作物實(shí)行精量按需灌溉，真正做到了按需灌溉、精量灌溉；六是注重農(nóng)業(yè)灌溉用水的凈化處理和回收再利用。這些經(jīng)驗(yàn)對我國有重要的啟示和戰(zhàn)略決策指導(dǎo)意義。

1.在現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)的前沿技術(shù)上有所突破。圍繞作物生理需水與用水、精量控制灌溉等領(lǐng)域，對現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)前沿技術(shù)開展原創(chuàng)性研究。通過對水—土—植物關(guān)系、干旱條件下植物根信號傳輸和氣孔反應(yīng)的機(jī)制、干旱脅迫鍛煉對植物超補(bǔ)償功能的刺激等問題的研究，帶來農(nóng)業(yè)節(jié)水原理與技術(shù)的創(chuàng)新，促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)新思路的問世和源頭高技術(shù)的產(chǎn)生，為我國現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供基礎(chǔ)理論和技術(shù)儲(chǔ)備。結(jié)合我國的實(shí)際情況，重點(diǎn)應(yīng)該研究：一是作物高效用水與生理調(diào)控技術(shù)。包括作物節(jié)水條件下產(chǎn)量形成及可視化的生產(chǎn)模型、不同生態(tài)區(qū)域內(nèi)主要農(nóng)作物非充分灌溉條件下的需水量季節(jié)分布和計(jì)算模式和不同節(jié)水灌溉技術(shù)條件下的作物需水和耗水模型、主要農(nóng)作物調(diào)虧灌溉的指標(biāo)體系、主要農(nóng)作物控制性分根交替灌溉的指標(biāo)體系等。二是作物需水信息采集與精量控制灌溉技術(shù)。包括研究作物對水分虧缺信息的感受、傳遞與信號傳導(dǎo)的過程、建立作物水分信號診斷指標(biāo)體系、作物水分區(qū)域分布監(jiān)測技術(shù)和作物蒸騰過程快速監(jiān)測技術(shù)等。三是農(nóng)田水肥調(diào)控利用與節(jié)水高效作物栽培技術(shù)。以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究不同區(qū)域、種植制度、地力基礎(chǔ)和水資源狀況下主要作物農(nóng)田養(yǎng)分供應(yīng)與利用模式，提出不同水分條件下獲得最高水分利用效率的水分與養(yǎng)分最佳參數(shù)組合。

2.下功夫解決好現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。要以田間節(jié)水灌溉、灌溉用水管理、農(nóng)藝與化控節(jié)水等為重點(diǎn)，適當(dāng)考慮干旱缺水地區(qū)特殊水源的開發(fā)與高效利用，研究現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)制一批新型的農(nóng)業(yè)節(jié)水新產(chǎn)品與新材料，促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的提升，為我國農(nóng)業(yè)節(jié)水提供適合國情的實(shí)用性應(yīng)用技術(shù)。主要有：一是田間節(jié)水灌溉技術(shù)。包括研制抗堵、耐用、價(jià)廉的微灌灌水器，開發(fā)新型微灌過濾器和節(jié)能異形噴嘴噴頭，研究土地精平標(biāo)準(zhǔn)與激光控制平地技術(shù)。二是灌溉系統(tǒng)輸配水監(jiān)控與調(diào)配技術(shù)。包括研發(fā)水分損失小、價(jià)廉、精度高、抗干擾性強(qiáng)的渠系量水設(shè)備，研制具有量水和控制雙重功能的取水口量水設(shè)施、新型管道量水儀表、適合高含沙渠道采用的量水裝置等，開發(fā)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的灌區(qū)自動(dòng)化量水二次儀表及設(shè)備、井灌區(qū)計(jì)量與控制用水裝置等。三是農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)。以小麥、玉米等大田作物及林草為重點(diǎn)，應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因、基因聚合技術(shù)結(jié)合常規(guī)育種的方法，創(chuàng)制抗旱節(jié)水型、水分高效利用型的優(yōu)異育種新材料，選育抗旱節(jié)水與高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)相結(jié)合型的新品種。四是水源開發(fā)與高效利用技術(shù)。包括建立區(qū)域雨水資源高效利用技術(shù)體系和最優(yōu)開發(fā)模式及智能決策系統(tǒng)軟件，研發(fā)適合旱區(qū)應(yīng)用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，研究低成本、節(jié)能型的微咸水開發(fā)利用技術(shù)等。在現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)方面，主要表現(xiàn)在對新技術(shù)的研發(fā)和對現(xiàn)有技術(shù)的升級換代上。

3.用節(jié)水技術(shù)推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。綜合各國節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的實(shí)際成果，我國應(yīng)該從以下幾個(gè)方面建立節(jié)水技術(shù)推廣運(yùn)用與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的良性循環(huán)機(jī)制。一是大力推進(jìn)適應(yīng)性種植，注重提高生產(chǎn)力和改善生態(tài)環(huán)境技術(shù)同步發(fā)展。各國十分重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和自然資源的持續(xù)利用管理，兼顧生產(chǎn)、資源持續(xù)利用和環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。二是重視農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用，提高內(nèi)在的增產(chǎn)潛力。充分利用土壤水庫的調(diào)蓄功能，重視耐旱作物種類及品種的選育和應(yīng)用。三是以資本替代勞動(dòng)力，用機(jī)械化促進(jìn)水資源的集約經(jīng)營。強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)的規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)出，降低生產(chǎn)成本。四是建立綜合節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系和節(jié)水農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)產(chǎn)品體系，確保節(jié)水技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。五是高效的管理體制和運(yùn)行機(jī)制，確保節(jié)水技術(shù)的實(shí)施。

4.優(yōu)先安排農(nóng)業(yè)水利項(xiàng)目是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的前提條件。總結(jié)國外的經(jīng)驗(yàn)，建立節(jié)水農(nóng)業(yè)的運(yùn)行模式最關(guān)鍵的技術(shù)是水資源的儲(chǔ)存技術(shù)、輸送技術(shù)、利用技術(shù)三個(gè)方面。前提是水利設(shè)施建設(shè)。從一定意義上看，水利設(shè)施是前提，節(jié)水是過程，可持續(xù)是目標(biāo)。所以，我國一定要切實(shí)加大農(nóng)業(yè)投入，不斷開辟新的農(nóng)業(yè)投入渠道，逐步形成農(nóng)民積極籌資投勞、政府持續(xù)加大投入、社會(huì)力量廣泛參與的多元化投入機(jī)制，把加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)的一件大事來抓。這些年，各地建成大量的大中型灌區(qū)、泵站、機(jī)井、小型水庫、塘壩等各類農(nóng)田水利工程，極大地改善了農(nóng)田灌溉排水條件。但我們同時(shí)也要看到，經(jīng)過多年的運(yùn)行，很多農(nóng)田水利設(shè)施超過了設(shè)計(jì)年限，進(jìn)入效能衰減期。改善農(nóng)業(yè)設(shè)施裝備是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容。當(dāng)前，我們要積極貫徹落實(shí)中央有關(guān)決策部署，加快大型灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造，搞好末級渠系建設(shè)，推行灌溉用水總量控制和定額管理；要擴(kuò)大大型泵站技術(shù)改造實(shí)施范圍和規(guī)模，增加對中型灌區(qū)節(jié)水改造投入；要加強(qiáng)丘陵山區(qū)抗旱水源建設(shè)，加快西南地區(qū)中小型水源工程建設(shè)；要加大病險(xiǎn)水庫除險(xiǎn)加固力度，加強(qiáng)中小河流治理；要增加小型農(nóng)田水利工程建設(shè)補(bǔ)助專項(xiàng)資金規(guī)模，引導(dǎo)農(nóng)民開展直接受益的農(nóng)田水利工程建設(shè)。

5.加速節(jié)水農(nóng)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新步伐。以色列節(jié)水農(nóng)業(yè)成功的一條基本經(jīng)驗(yàn)是走短缺水資源的資金、技術(shù)和貿(mào)易替代的道路，其中節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新為節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，我國節(jié)水農(nóng)業(yè)無論在工程技術(shù)、農(nóng)藝技術(shù)和管理技術(shù)方面尚存在不小的差距，特別是關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)落后。在節(jié)水關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備方面，大宗產(chǎn)品如噴、微灌設(shè)備等大都是仿制國外的，具有先進(jìn)水平且擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)產(chǎn)品很少，仿制品中的一些關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，如滴灌的過濾、微壓滴灌技術(shù)等。而對于適合我國農(nóng)業(yè)經(jīng)營體制和生產(chǎn)力發(fā)展水平的農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)，如坐水式播種機(jī)、覆蓋操作機(jī)具等重視不夠，不僅產(chǎn)品質(zhì)量不高，而且只有零星生產(chǎn)，還談不到技術(shù)和產(chǎn)品體系。特別是可以直接提高大田農(nóng)作物每單位耗水產(chǎn)出的技術(shù)、產(chǎn)品，還沒有引起應(yīng)有的重視，如高產(chǎn)抗旱品種、蒸騰抑制劑等，不僅數(shù)量很少，而且不具備商品形態(tài)以進(jìn)入流通領(lǐng)域。管理節(jié)水技術(shù)落后的就更多?？偟膩碚f，主流產(chǎn)品主要只能覆蓋農(nóng)業(yè)用水的輸配水環(huán)節(jié)，直接提高大田農(nóng)作物水產(chǎn)出效率的產(chǎn)品幾乎還是空白，仍然處在開發(fā)初期?！?/p>

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1009-6566（2011）04-0003-06

2011-04-04

李含琳（1956—），男，甘肅慶陽人，甘肅省委黨校經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展研究所所長，教授，全國宣傳文化系統(tǒng)“四個(gè)一批”人才，享受國務(wù)院政府特殊津貼。