李云鵬

(遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧 潤中 110000)

水資源短缺是制約我國經濟發(fā)展的主要問題之一[1]。為解決我國農業(yè)缺水、水資源浪費問題，節(jié)水農業(yè)已成為現如今農業(yè)發(fā)展的必然趨勢。節(jié)水灌溉技術是解決我國農業(yè)水資源問題的主要方式[2]，通過合理分配田間灌溉水量，使不同作物根系有效吸收土壤水分，達到增產提質的目的[3- 4]。目前，應用較廣泛的節(jié)水灌溉技術包括滴灌、噴灌、滲灌、管道灌溉等，但由于不同灌溉方式適用的作物與地區(qū)不同，因此研究不同區(qū)域節(jié)水灌溉技術的效果，找出最優(yōu)灌溉方式，已成為現如今節(jié)水農業(yè)領域研究的熱點[5]。

目前針對節(jié)水灌溉技術的應用，國內已有了部分研究。盧玉邦等[6]通過層次分析法，提出了節(jié)水灌溉技術綜合評價指標體系，分析了研究區(qū)域最優(yōu)節(jié)水灌溉技術；汪希成等[7]研究了新疆膜下滴灌技術的經濟效益，得出滴灌技術具有較高的生態(tài)效益與經濟效益，應被廣泛應用；段永紅等[8]從水價制度方面，分析了不同灌溉方式的水價，得出效益最高的節(jié)水灌溉技術。但目前對節(jié)水灌溉技術的研究，多只在單方面角度分析，無法完全體現節(jié)水灌溉技術的綜合效果。本文首先基于層次分析法，并結合不同灌溉方式下的實際作物產量等因素，綜合分析得出最優(yōu)節(jié)水灌溉技術。

中國半干旱地區(qū)平均年降水量僅為350mm左右，而太陽輻射量較大，導致蒸騰量最高超過了2600mm[9]。針對半干旱地區(qū)水資源缺乏嚴重的事實，在此區(qū)域研究不同節(jié)水灌溉方式的效益，找出最優(yōu)節(jié)水灌溉方式具有重要的意義。

1 研究方法

本研究通過定量分析不同節(jié)水灌溉的特點，并結合向專家與消費者問卷調查的方式選取人們最關心及對節(jié)水灌溉技術效果影響最顯著的6項指標，分別為灌水均勻度、同等面積的設備投資、同等面積灌溉水量、作物匹配程度、農戶承擔能力和操作難易程度，共6項指標，選擇滴灌、滲灌和溝灌3種節(jié)水灌溉方式，通過層次分析法確定不同指標的權重，得出不同節(jié)水灌溉方式的綜合評價效益，選出最優(yōu)方案。

2 結果與分析

2.1 層次分析法分析結果

由于不同指標對節(jié)水灌溉技術的影響具有不同的權重，依照層次分析法提出的比例標度法(見表1)以及研究者對各品質指標重要性的定性評價，建立判斷矩陣，見表2。

表1 元素重要程度比例標度

表2 判斷矩陣

采用方根法計算判斷矩陣表2最大特征根λmax及特征向量W=(ω1，ω2，…，ωi)，i=1，2，…，7;并對特征向量W=(ω1，ω2，…，ωi)T進行歸一化處理，即獲得各評價指標的權重值M=(m1，m2，m3…mi)，計算結果見表3。

表3 各指標權重計算結果

不同節(jié)水灌溉方式的綜合效益情況采用下列公式計算：

Ij=0.154×操作難易程度+0.137×農戶承擔能力+0.108×同等面積灌溉水量+0.137×設備投資+0.243×作物匹配程度+0.221×灌水均勻度

根據不同處理6項品質指標及其所占權重，計算得到不同灌溉方式的綜合效益，由此對3種節(jié)水灌溉方式進行排名，結果見表4。由表4可知，滴灌的綜合效益指標明顯高于其余2種灌溉方式，因此，滴灌是半干旱地區(qū)最佳的節(jié)水灌溉方式。

表4 不同灌溉方式綜合排名

2.2 節(jié)水灌溉方式應用實例分析

通過研究不同灌溉方式下，半干旱地區(qū)主要作物產量差異性，本文選擇番茄為研究實例，研究3種不同灌溉方式對番茄產量的影響，找出最優(yōu)節(jié)水灌溉方式，結果見表5。

表5 不同灌溉方式綜合排名

注：表中abc不同字母表示同一項目達到顯著水平(P<0.05)

表5顯示，單次灌水量滴灌明顯低于其余2種灌溉方式，其中，溝灌單次灌水量最高，達到了24.3m3/畝，較滴灌和滲灌分別提高了53.4%和26.3%，同時，滴灌最終灌水總量明顯低于其余2種灌溉方式，因此，在節(jié)約灌溉水量方面，滴灌要明顯優(yōu)于滲灌與溝灌。

表5研究了不同灌溉方式對番茄產量的影響，在滴灌灌溉方式下，番茄產量最高，達到了5082.37kg/畝，較滲灌與溝灌分別提高了12.1%和8.7%，且處理間差異達顯著水平(P<0.05)，而滲灌產量較溝灌提高了2.3%，且差異達到了顯著水平(P<0.05)，這表明高的灌溉水量并未帶來高的產量，灌水量過多反而會抑制作物的生長，滴灌可使土壤含水率保持適中水平，增加作物根系活性，促進根系對土壤水分及養(yǎng)分的吸收，從而增加產量[10]。同時，由于滴灌較高的產量與較低的灌水總量，使滴灌灌溉方式的灌溉水利用效率明顯高于其余處理，分別提高了46.3%和15.7%，綜上所述，采用滴灌灌溉方式不但可以節(jié)約灌溉水量，而且可以提高番茄產量和灌溉水利用效率，是使最適合該區(qū)域的節(jié)水灌溉方式。

3 結論與不足

本文基于層次分析法與現場實例調查分析法，分析了滴灌、滲灌和溝灌3種灌溉方式的綜合效益，并以番茄為實例，分析了不同灌溉方式下番茄的灌水量、產量及灌溉水利用效率，得出了最適合半干旱地區(qū)的節(jié)水灌溉方式，其中，綜合比較灌水均勻度、同等面積的設備投資、同等面積灌溉水量、作物匹配程度、農戶承擔能力和操作難易程度6項指標，滴灌的綜合效益最高，以番茄為實例進行研究表明，滴灌的灌溉用水量最少且番茄產量與灌溉水利用效率最高，因此，滴灌可作為半干旱地區(qū)較理想的節(jié)水灌溉方式。但本文僅分析了不同灌溉方式對番茄的影響，由于不同作物的最優(yōu)灌溉方式不同，在今后的研究中，應針對半干旱地區(qū)其余主要經濟作物進行研究，形成半干旱地區(qū)成套的節(jié)水灌溉標準體系，指導生產。

[1] 程云偉. 節(jié)水灌溉技術在農田水利工程中的應用[J]. 中國水運, 2014, 14(02): 285- 286.

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[3] 夏云林. 農田水利節(jié)水灌溉技術淺析[J]. 水利規(guī)劃與設計, 2015(09): 45- 47.

[4] 李繼杰. 節(jié)水灌溉技術和理念構建分析[J]. 水利規(guī)劃與設計, 2015(03): 6- 7.

[5] 翟治芬, 嚴昌榮, 張建華, 等. 基于蟻群算法和支持向量機的節(jié)水灌溉技術優(yōu)選[J]. 吉林大學學報(工學版), 2013, 43(04): 997- 1003.

[6] 盧玉邦, 郭龍珠, 郎景波. 綜合評價方法在節(jié)水灌溉方式選擇中的應用[J]. 農業(yè)工程學報, 2006, 22(02): 33- 36.

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[8] 段永紅, 楊名遠. 農田灌溉節(jié)水激勵機制與效應分析. 農業(yè)技術經濟, 2003(04): 13- 18.

[9] 張運鳳, 郭威, 徐建新, 等. 基于最嚴格水資源管理制度的大功引黃灌區(qū)的水資源優(yōu)化配置[J]. 華北水利水電大學學報(自然科學版), 2015, 36(03): 28- 32.

[10] 翟家齊, 張越, 何國華, 等. 內蒙古河套灌區(qū)節(jié)水對區(qū)域水鹽平衡的影響分析[J]. 華北水利水電大學學報(自然科學版), 2016, 37(06): 24- 29.