靳宏梅，許慶廣

（中農天陸微納米氣泡水科技有限公司，北京 100083）

我國是一個嚴重缺水的國家，雖然水資源總量較多，但由于是人口大國，所以人均水資源占有率極低。我國水資源在地區(qū)之間的分布不均勻，導致我國對水資源的開發(fā)利用上存在著較大的難度。我國耕地面積較多，這些耕地是國民糧食的主要來源，所以農業(yè)用水量需求較大，但在許多農村，仍沿用傳統(tǒng)的地面灌水技術，存在著水渠滲漏的情況，導致灌溉水的利用率極低，造成水資源的嚴重浪費。所以推廣高效的節(jié)水灌溉技術迫在眉睫，本刊就此采訪了中農天陸微納米氣泡水科技有限公司（簡稱中農天陸）市場部和項目部相關負責人，一起探討目前節(jié)水灌溉現狀，以期有所指導和引領。

訪談對象：中農天陸市場部主管靳宏梅

請您談一下節(jié)水灌溉的意義。

靳宏梅：針對我國目前農業(yè)用水現狀，推行節(jié)水灌溉很有必要。節(jié)水灌溉是采取最有效的技術措施，使較少的灌溉水量能夠創(chuàng)造最佳的生產效益和經濟效益。實行節(jié)水灌溉工程可以減少灌溉過程中勞動力的配置，提高水資源的利用率。高效的灌溉技術不僅可以改善土壤性狀，同時還可同易溶性肥料、植物生長調節(jié)劑、內吸殺蟲劑等相溶后供給作物，減少中耕、施肥、噴藥、鋤草等的作業(yè)次數和勞動力投入，節(jié)省了大量的人力物力。通過節(jié)水灌溉，農作物得到及時的灌溉，提高了灌溉效率，緩解部分地區(qū)水資源短缺問題，能有效促進糧食增產增收。此外，節(jié)水灌溉還能實現節(jié)地、節(jié)電等效益。

我國整體上來講是一個缺水的國家，目前主要有哪些值得推廣的節(jié)水灌溉技術呢？簡要介紹一下吧。

靳宏梅：現行推廣的技術主要有滴灌、微噴灌、小管出流灌溉、微潤灌溉、痕量灌溉、噴灌等，應用比較廣泛的是滴灌、微噴灌和噴灌技術。下面我從灌溉原理及技術的優(yōu)缺點方面簡單講一下。

滴灌不破壞土壤結構，土壤內部的水、肥、氣、熱可保持適宜于作物生長的良好狀態(tài)，蒸發(fā)損失較小，不產生地面徑流，幾乎沒有深層滲漏，是一種省水的灌溉方式。滴灌的主要特點是灌水量小，灌水器流量為2～12 L/h，因此，一次灌水延續(xù)時間較長，灌水的周期短，可以做到小水勤灌。滴灌需要的工作壓力低，能夠較準確地控制灌水量，可減少無效的棵間蒸發(fā)，降低水資源的浪費量。

滴灌可適用于蔬菜、果樹、經濟作物以及溫室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結垢和堵塞，因此應對水源進行嚴格的過濾處理。

微噴灌是通過低壓管道系統(tǒng)，利用折射、旋轉或輻射式微型噴頭將微量水均勻地噴灑到作物區(qū)域的精準灌溉技術。微噴灌時水流以較大的流速由微噴頭噴出，在空氣阻力的作用下粉碎成細小的水滴降落在地面或作物葉面。

微噴灌對土壤地形的適應性較強，可在較為復雜的地形下正常工作；可對作物根部、土壤均勻灌溉，形成良好的水肥氣熱環(huán)境，促進作物生長。微噴頭口徑小、壓力大，有很大的霧化指標，能夠提高空氣濕度，降低小環(huán)境溫度，調節(jié)局部氣候，適合作用于木耳等喜陰濕的菌類作物。目前廣泛應用于蔬菜、花卉、果樹、藥材等種植場所，以及扦插育苗、飼養(yǎng)場所等區(qū)域的加濕降溫。不足之處在于相較于地面灌溉，一次性投資較大，且對水質要求較高。

噴灌是借助水泵和管道系統(tǒng)或利用自然水源的落差，把具有一定壓力的水噴到空中，散成小水滴或形成彌霧降落到植物上和地面上的灌溉方式。噴灌可提高土地利用率，防止土壤沖刷和鹽漬化、不破壞土壤結構，可調節(jié)地面氣候且不受地形限制等。突出的優(yōu)點在于使農田灌溉由傳統(tǒng)的人工作業(yè)變成半機械化、機械化，甚至自動化作業(yè)。但是噴灌在空氣中損失較大、耗能，需要較高的投資。噴灌的應用范圍較廣，適用于各種地形、土質下的果樹、花卉、苗圃、城市園林綠化等。

訪談對象：中農天陸項目管理部經理許慶廣

談到節(jié)水，離不開水肥一體化技術，作為項目管理部負責人，您能簡要介紹一下該項技術嗎？

圖1為高速鐵路現場波磨的實拍照片，圖1(a)波磨的測量波長為150 mm，最大谷深0.11 mm；圖1(b)波磨的測量波長約為120 mm，最大谷深為0.05 mm。

許慶廣：水肥一體化技術是將施肥與灌溉結合在一起的農業(yè)新技術。水肥一體化是借助壓力系統(tǒng)（或地形自然落差），將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點，配對成肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統(tǒng)供水、供肥，使水肥相溶后，通過管道和滴頭形成均勻、定時、定量地浸潤作物根系生長發(fā)育區(qū)域，使主要根系土壤始終保持疏松和適宜的含水量。

水肥一體化中最為重要的一環(huán)為自動施肥系統(tǒng)，可根據作物不同生長時期的需肥規(guī)律，以全水溶性肥為原料，精確控制養(yǎng)分比例，精準配制各種作物所需的液體配方肥料，按需定量自動化施肥。水肥一體化技術在大田、果樹、設施農業(yè)均有廣泛應用。水肥一體化技術是節(jié)水節(jié)肥的一項重要技術，尤其是在我國水資源嚴重短缺的情況下，很有必要進行大力推廣。

請您結合案例具體講解一下水肥一體化的整個操作系統(tǒng)及其產生的效益情況。

許慶廣：那就以水肥一體化技術應用較好的設施溫室水肥一體化及物聯(lián)網系統(tǒng)建設項目為例，闡述該技術的具體應用情況。

該項目共涉及日光溫室9棟、冷棚6棟，實施面積1.4萬m2。主要種植作物為西瓜。根據客戶對灌溉施肥及應用物聯(lián)網的需求，主要設計并實施包括“溫室環(huán)境監(jiān)測控制”“水肥一體化監(jiān)測控制”子系統(tǒng)、“視頻監(jiān)控系統(tǒng)”和“辦公室監(jiān)控設備”4個版塊。其核心技術為“溫室環(huán)境監(jiān)測控制”和“水肥一體化監(jiān)測控制”系統(tǒng)。水肥一體化系統(tǒng)包括恒壓供水系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)、營養(yǎng)液消毒系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、灌溉管網系統(tǒng)。

恒壓供水系統(tǒng)以管網水壓（或用戶用水流量）為設定參數，通過微機控制變頻器的輸出頻率從而自動調節(jié)水泵電機的轉速，實現管網水壓的閉環(huán)調節(jié)（PID），使供水系統(tǒng)自動恒穩(wěn)于設定的壓力值：即用水量增加時，頻率升高，水泵轉速加快，供水量相應增大；用水量減少時，頻率降低，水泵轉速減慢，供水量亦相應減小，這樣就保證了用戶對水壓和水量的要求，同時達到了提高供水品質和供水效率的目的。該系統(tǒng)確保了管道壓力始終處于穩(wěn)定的值，避免由于壓力不穩(wěn)導致管道破裂等情況的發(fā)生。

過濾系統(tǒng)包括離心過濾器、砂石過濾器和疊片過濾器，離心過濾器主要分離水中含有的大量沙子及石塊，在滿足過濾要求的條件下，分離466～1 166 μm砂石的能力可達到92%～98%。砂石過濾器通過均質等粒徑石英砂形成砂床作為過濾載體進行立體深層過濾，起到很好的一級過濾。疊片過濾器屬于反沖洗過濾器，疊片過濾器可以過濾細小的雜質，當壓差達到一定值時，自動反沖洗開啟，將雜質沖洗出過濾系統(tǒng)。經過上述過濾系統(tǒng)，水源完全滿足了灌溉的要求。

施肥系統(tǒng)主要是安裝了自動灌溉施肥機，該自動灌溉施肥機可以自動調節(jié)肥液的EC值和pH，并可按照設定的條件進行自動化運行，實現了自動灌溉和施肥，節(jié)省大量的人工，減少肥料的投入。

營養(yǎng)液消毒系統(tǒng)主要對原營養(yǎng)液進行消毒，主要采用紫外線消毒器和微納米消毒機進行消毒，這兩種消毒設備的同時使用，很好地對營養(yǎng)液進行了消毒處理，使營養(yǎng)液符合種植要求，防止病蟲害的傳播。

自動控制系統(tǒng)主要對所有的設備進行自動控制，可以根據設定的參數運轉，實現無人值守，確保種植系統(tǒng)的良好運行。

灌溉管網系統(tǒng)主要是整個項目所涉及的管路，包括主管道和支管道以及末端灌水管道，根據甲方要求進行管網設計，以高效、高標準為標準，達到整個水肥一體化項目設計要求。

該項目取得了巨大成功，西瓜667 m2產量提高30%以上，效益提高1.2萬元，綜合經濟效益翻了一番。

除了該項目外，其實我們還有很多比較成功的節(jié)水灌溉項目。例如內蒙古烏海市的水肥一體化項目，建設面積約5 000 m2,種植作物為黃瓜和西紅柿，種植方式為無土栽培，灌溉方式為滴箭灌溉，將連棟溫室分為3個灌溉單元，利用自動灌溉施肥機實現每個區(qū)的自動灌溉和施肥。作物長勢良好，經濟效益可觀。

請您談談目前有哪些政策性文件提出了節(jié)水灌溉的要求？

許慶廣：根據國家農業(yè)節(jié)水綱要（2012—2020）的規(guī)劃，到2020年全國農田有效灌溉面積達到6.7×107hm2，新增節(jié)水灌溉工程面積2.0×107hm2，其中新增高效節(jié)水灌溉工程面積1.0×107hm2以上。2012—2015年國家新增高效節(jié)水灌溉工程面積3.3×106hm2，也就意味著“十三五”期間，我國需新增高效節(jié)水灌溉面積6.7×106hm2以上，建設面積較“十二五”接近翻倍。2016年發(fā)改委等多部委印發(fā)的《全民節(jié)水行動計劃》要求“發(fā)展農業(yè)節(jié)水灌溉”“結合灌溉設施建設水肥一體化等技術，提高水肥資源利用效率”。國務院印發(fā)的《全國農業(yè)現代化規(guī)劃（2016—2020年）》明確提出了“到2020年，農業(yè)灌溉用水總量基本穩(wěn)定，化肥、農藥使用量零增長”“加快實施‘互聯(lián)網+’現代農業(yè)行動”。另外，各地方也相繼出臺了好多相關政策，積極響應國家號召，大力發(fā)展節(jié)水農業(yè)。

對于節(jié)水農業(yè)的未來您又有怎樣的看法？

許慶廣：談起節(jié)水農業(yè)這個話題，不得不提一下以色列。以色列與我國西部地區(qū)極為相似，都屬于嚴重缺水地區(qū)，但是以色列長期致力于發(fā)展農業(yè)節(jié)水技術，在水資源調配、廢水利用、創(chuàng)新灌溉技術等方面積累了大量的經驗，非常值得我們借鑒。在以色列，水資源被列為國家戰(zhàn)略資源進行統(tǒng)一調配；同時，滴灌技術不斷發(fā)展更新，并從滴灌技術中派生出埋藏式、噴灑式、散布式灌溉；污水回用系統(tǒng)也是不斷完善，處理過的污水可用于農業(yè)和工業(yè)。

在我國，由于人們節(jié)水意識不強，節(jié)水技術與農藝技術、施肥技術不配套等原因，在高效節(jié)水灌溉技術發(fā)展上還存在許多問題，應引起有關方面的高度關注。

在推進中國農業(yè)現代化的進程中，農業(yè)節(jié)水灌溉的快速發(fā)展，除了國家及地方的政策扶持，還需要通過“產、學、研、用”進行有效結合，同時促進國內外農業(yè)節(jié)水灌溉行業(yè)的交流與合作，引進國際節(jié)水灌溉發(fā)展的新理念、新模式、新業(yè)態(tài)、新科技，打造中國農業(yè)節(jié)水灌溉新高地。