发展节水农业的必要性和可行性
摘要本文阐述了国、内外节水农业现状, 并对吉林省节水农业进行分析, 指出其发展中存在的问题, 同时指出应采取的节水措施。
关键词节水农业节水灌溉
1 节水农业的阐述
节水农业系指充分利用自然降水和其它可利用的水资源, 采取水利和农业综合措施提高水的利用率和水的利用效率的农业。
其特点是灌溉农业与旱地农业的有效结合, 目的是最终达到建立高效利用有限水资源的农业体系, 其需解决的中心问题是提高自然降水和灌溉水的利用效率[1]。
具体说来, 节水农业是通过保蓄农田水分、节水灌溉、节水栽培、适水种植、选用抗旱作物品种等技术措施和建立有效的水管理体制, 来提高区域水资源整体利用率, 保持农业的稳定发展。
2 国内节水农业发展情况
我国近年来发展节水农业的基本思路是以提高农业生产领域内水资源的利用率为中心, 以增强农业节水抗旱综合能力为重点, 结合生态环境建设、农业结构调整和农业生产实际, 针对不同类型区域、不同作物、不同土壤, 因地制宜地推广多种形式节水高效农业、农机技术和配套措施, 建设农业抗旱保墒设施, 走有中国特色的节水农业道路, 实现农业节水、农业增效、农民增收、农业可持续发展。
重点推广应用了以下技术措施: 雨水积蓄利用技术、田间工程技术、节水灌溉技术、机械化保护性耕作技术、耕作与覆盖保墒技术、节水抗旱品种和高效栽培技术、化学抗旱保水节水技术、土壤地力墒情监测与信息管理技术。
目前我国在发展节水农业的单项技术上相对技术比较成熟, 但仍缺少组装配套和普及[2]。
3 吉林省发展节水农业现状
吉林省作为农业大省, 又是水危机大省, 在节水农业方面还处在落后状态, 防御干旱灾害的能力相当脆弱。
重点推广农业节水灌溉技术和优化水资源结构将是未来工作之重点。
就目前来讲, 很多问题急需解决: ①节水的思想意识落后, 对节水保水的重要性缺乏充分认识, 随意浪费水资源现象比比皆是; ②节水灌溉设备设施少, 节水措施推广较差。
灌溉形式仍以漫灌为主, 农业用水浪费严重, 对地下水的安全威胁较大; ③节水技术的研发工作力度不够, 在某些领域如精确灌溉技术、化学节水技术、节水灌溉技术甚至还没有开展工作, 因此就很难形成适合我省实际情况的节水灌溉模式和节水理论; ④水资源利用机制不建全, 没有一套有效的保护和利用水资源的法律法规, 水资源分配也不尽合理,没有考虑到水资源的持久利用, 对水资源无休止的开采引发的问题重视不够[3]。
吉林省应采取的节水措施
4.1 着重利用自然降水( 发展雨养农业、储存自然降水) 高效利用自然降水应是发展节水农业的首选技术。
自然降水其成本小, 普及面广, 见效快特点。
具体作法主要有:
4.1.1 耕作栽培节水深耕改土, 通过加深耕层, 改善土壤的理化性状, 增加蓄水容量, 建立土壤内地下水库, 尽可能地接纳蓄住自然降水, 是保蓄自然降水的最佳途径, 也是节约水源的一个重要途径; 同时深松也有利于植物根系纵深生长, 充分吸收土壤水分, 提高植物的抗旱能力。
试验证明,把耕层深10～20cm 的活土层加深至30～40cm, 可使土壤容重降低0.15, 孔隙度增加6.80%, 最大持水量增加2.70%, 半小时内可以接纳100mm 的降雨, 不会产生径流,每公顷增加蓄水量160kg/m; 在深耕方面的研究比较多, 如少耕、免耕深松法、隔带深松法和中耕深松法。
4.1.2 集雨蓄水灌溉技术采取挖水窖、筑蓄水池、修塘坝等措施, 把自然降水通过地表径流汇集进来, 并与喷灌、微灌技术结合, 按照作物需水期进行补充灌溉, 其增产效果比较明显。
4.2 积极采用农业节水技术
4.2.1 渠道防渗技术各地灌区渠道长度达数百万公里,大多数为土渠, 水的渗漏损失很大。
为了减少输水过程中的这部分损失, 研制并采用渠道不易透水的防护层, 如沥青混凝土护面、膨胀混凝土、玻璃纤维混凝土、浆砌面衬砌、塑料薄膜防渗等多种方法, 进行防渗处理, 既减少水的渗漏损失, 又加快了输水速度, 提高灌溉效率, 深受农民欢迎, 成为我国目前应用最广泛的节水技术之一。
与土渠比较, 各种混凝土护面可减少渗漏损失80%～90%, 塑料薄膜防渗减少渗漏损失90%以上。
4.2.2 喷灌技术和微喷技术喷灌技术喷灌是把水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间, 再经喷头喷射到空中, 形成细小水滴, 均匀地洒落在农田, 达到灌溉的目的。
喷灌有移动、半固定和固定三种, 在不同条件下实施,一般比地面灌溉节水30%～50%, 作物增产10%～30%。
微灌是将水和肥料浇在作物的根部, 它比喷灌更省水、省肥。
当前在我国推广的主要型式有微喷灌、滴
灌、膜下滴灌和渗灌等。
膜下滴灌具有增加地温、防止蒸发和滴灌节水的双重优点,节水效果最好, 近几年, 在我国西部得到迅速推广。
微灌每亩投资为500～1 200 元之间, 主要应用于果树、蔬菜、花卉、大棚。
4.2.3 低压管道输水技术低压管道输水技术研制出包括双壁波纹塑料管、薄壁PVC 塑料管等多种管材和管件, 以管道输水代替土渠输水, 可减少输水过程中的渗漏和蒸发损失, 提高水的有效利用率。
一般比土渠输水节水30%～50%, 同时具有省地、节能的效果。
4.2.4 膜上灌水技术膜上灌水技术是在地膜覆盖栽培的基础上, 把过去的地膜旁侧灌水改为膜上流水, 水沿放苗孔和地膜旁侧渗水或通过膜上的渗水孔, 对作物进行灌水。
这种灌水技术投资少, 操作简便, 便于控制灌水量, 加快输水速度, 减少土壤蒸发损失, 可显著提高水的利用率, 与地面沟灌比较, 省水40%～60%, 增产粮食10%。
4.3 采用化控技术现有的化控制剂主要包括保水剂、土壤蒸发抑制剂及植物抗蒸腾剂等三种。
保水剂的主要成分是高吸水性脂, 能吸收并保持相当处分自身重量几百甚至几千倍的水分, 是一种高效持水剂。
其主要特征表现为: 溶胀比大, 吸水能力强; 具有保水和释水性能, 所保水分的85%～90%可释放到土壤中用于作物吸收, 工作年限为2～3年; 具有保持水土, 改良土壤, 降低土壤水分蒸发和深层渗漏的功效; 可以将水分利用率提高10%～20%、肥料利用提高20%～30% 。
4.4 应用抗旱播种技术多年来春旱在我省严重危害了作物的播种和出苗, 为了减少春旱造成太大的损失, 人们大多采取“座水种”或加大播种量, 虽然保证了出苗率, 但是从水资源和经济成本来讲都是一种耗费。
最佳的抗旱播种技术应是最大限度的利用土壤中的水来保证作物的出苗。
目前已经有很多好的抗旱机械研制成功。
如吉林省农业科学院马蓦研究员研制的新的抗旱播种机—— 2BDJ 多功能精播机。
这种播种机能够按要求将种子定量、定距、定深度地播到湿土中, 既达到了节水的目的, 又保证了苗全、苗壮、苗均。
它的主要原理是在播种机的开沟器( 窄铧) 前安装有推土板, 推土板的上下位置可调, 这样就可以根据干土的深度调整推土板将干土推掉露出湿土, 后面窄铧的宽度有25～30mm, 耕深约4～5cm, 窄铧破土种子随之落入湿土中, 覆土器覆盖的也是湿土, 这样种子就完全置适用于湿润的环境中了。
为了保证土壤中的水分充分的接济上, 该播种机还配备了“V”型圆盘式苗眼镇压器进行重镇压, 使种子处于下实上虚的土壤状态中, 易于吸水吸肥, 利于种子发芽出苗。
4.5 建立节水灌溉制度节水型灌溉制度是以产量、水分利用效率和经济效益三者高水平的有效统一为目标。
近年来人们在评价一个国家的农业生产力水平时, 除了产量因素外, 更看重的往往是这个国家对灌溉水的有效利用程度,即如何做到节约用水的同时实现高产。
根据理论研究与生产实践的结果表明, 作物产量与灌水量呈抛物线关系, 灌水量较少、水分不足时, 产量与灌水量或耗水量之间呈显著的线性关系; 当灌水量达到一定程度后, 随着灌水量的增加,产量增加的幅度开始变小; 当产量达到极大值时, 灌水量再增加, 产量不但不增加反而有所减
少, 呈现出“报酬递减”规律。
因此, 如何利用边际分析原理, 确定合理的最佳灌溉定额与产量的关系, 是指导节水灌溉, 提高水分利用效率和经济效益的理论依据之一。
5 总述
水作为不易再生资源在人类生活中扮演着至关重要的角色, 随着经济发展和人口增多所需水量的迅速增长, 在水资源总量不变而耗水量迅速增加、水资源形势日益严峻的情况下, 农业作为水资源消耗巨大的一个行业必将要担负起节水的重任。
节水农业是农业合理用水的高度概括, 是一项农业、水利技术紧密结合, 水、土、作物资源综合开发的宏大的系统工程。
灌溉节水仅仅是节水农业的一部分, 除此之外它还包括农艺节水措施( 抗旱高产品种选育、作物合理布局、适水种植、覆盖保墒、中耕除草、合理施肥、化学调控等)和农业管理节水( 政策、法规与体制) 。
节水农业要发展, 技术是依托, 管理是关键。
因此, 只有加强农业用水的政策、法规的制定和管理, 因地制宜地发展各项节水技术的综合集成, 最大限度地减少农田灌溉各个环节水的损失, 高效利用自然降水, 提高水资源的总体利用效率, 才能实现真正意义上的全方位节水。
而这也正是解决我省乃至于我国水问题的根本途径所在。
参考文献
[1] 张令梅. 新技术在节水农业中的应用[J].科技园地2006.2.
[2] 黄乾, 赵蛟, 谭媛媛等.北方农业雨水利用实践与发展前景展望[J].节水灌溉2006.4.
[3] 张丽华, 边少锋, 谭国波等. 旱作节水技术是吉林省农业发展的需要[J].吉林农业科学2006.3.。