浅谈农业节水灌溉技术

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摘要 本文简要的介绍节水灌溉技术的概念,分别介绍了几种节水技术,并分析利弊,反映当前农业节水新观点、思路,为农业节水更好的发展提供参考。

关键词 节水 灌溉技术

节水灌溉技术是比传统的灌溉技术明显节约用水和高效用水的灌水方法、措施和制度等的总称。是否节约灌溉用水,用水是否高效是以单位作物产量总耗水量(从水源算起直到田间)多少来衡量,或者,以单位耗水量所取得的产值多少来衡量。现在我国采用过的和正在研究或推广使用的节水灌溉技术有数十种之多。各种技术都各有利弊,各有不同的适用条件。节水灌溉技术大致可分为灌水方法、输水方法、灌溉制度和田间辅助措施等四大类别。

1 灌水方法

灌水方法即田间配水方法,就是如何将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中去。按灌溉水是通过何种途径进入根系活动层,灌水方法可分为地面灌溉、喷灌、微灌和地下灌溉。

1.1 地面灌溉 水是从地表面进入田间并借重力和毛细管作用浸润土壤,所以称为重力灌水法。 地面灌溉是古老的传统的灌水方法,一般说来它是作为比较是否节水的基点。但是地面灌溉技术也在不断发展不断完善,所以最近也有许多比传统地面灌溉技术更节水的方法。 1.3 微灌 利用微灌设备组成微灌系统,将有压力的水输送到田间,通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种灌水技术。主要特点是灌溉时只浸润作物周围的土壤,远离作物根部的行间或棵间的土壤保持干燥,一般灌溉流量都比全面灌溉小得多,因此又称为微量灌溉,简称微灌,其中包括渗灌、滴灌、微喷灌、涌灌和膜上灌等。主要优点是:灌水均匀,节约能量,灌水流量小,对土壤和地形的适应力强,能提高作物的产量,增加耐盐能力;便于主动控制,明显节约劳力。比较适合于灌溉宽行作物、果树、葡萄、瓜果等[1]。

1.4 地下灌溉 地下灌溉是用控制地下水位的方法进行灌溉。在要灌溉时把地下水位抬高到水可以进入根系活动层的高度,地面仍保持干燥,所以非常省水,不灌溉时把地下水位降下去。这方法的局限性很大,只有在根系活动层下有不透水层时才行,不适于普遍推广。

2 输水方法

渠道渗漏水量占渠系损失水量的绝大部分,一般占渠首引水量的30%~50%,有的灌区高达60%~70%。渠系水量损失不仅降低了渠系水利用系数,减少了耕地面积,浪费水资源,并且引起地下水位抬升,招致农田渍害。渠道防渗工程和管道输水可以减少水量损失。

2.1 渠道防渗工程 就是杜绝或减少由渠道或渠床而流失的水量的各种工程。有以下突出的优点:

减少渠道渗漏损失,节省灌溉用水量,更有效的利用水资源;提高渠床的抗冲能力,防止渠坡坍塌,增加渠床的稳定性;减少渠道渗漏对地下水的补给,有利于控制地下水位和防止土壤盐碱化。

2.2 管道输水灌溉 以管道系统代替田间渠系,通过低能耗的机泵和管道系统,将低压水输入田间,并可用末级软管直接浇地来满足作物需水要求的输水方式。灌溉管道系统有以下几个突出优点:

由于输配水部分(管网)大部分或全部埋在地下,一般可以少占7%~13%耕地,提高了土地利用率,并减少了对交通和耕作的影响;在工程完好的情况下,可以基本没有输水损失(渗漏损失和蒸发损失),节约了用水,提高了灌溉水利用系数;杂物不易进入管道,减少了清淤工作量,也不存在杂草问题[1]。

3 灌溉制度 3.2 非充分灌溉制度 所谓非充分灌溉制度就是可供水资源不能充分满足作物各生育阶段的需水量要求,实施非充分灌溉条件下的灌溉制度[1]。目前非充分灌溉理论研究比较薄弱,应用也不广泛,主要是由于非充分灌溉具有一定的风险性和条件性,需要在水源、雨情和墒情的监测、传感和信息处理方面具备一定条件及相应管理权限,把这些技术配套成模式化技术还需要时间[2]。

4 田间辅助措施

4.1 秸秆覆盖蓄水保墒

所谓秸秆覆盖系指利用农业副产品如茎秆、落叶、糠皮或以绿肥为材料进行的地面覆盖。农田覆盖一层秸秆后,一方面可使农田土壤表面免受风吹日晒和雨滴的直接冲击,保护土壤表层结构,提高降水入渗率;另一方面可隔断蒸发表面与下层毛细管的联系,减弱土壤空气与大气之间的乱流交换强度,可以起到抑制土壤蒸发的目的。

4.2 塑料薄膜覆盖保墒

塑料薄膜覆盖栽培技术早期主要用于蔬菜、瓜类和经济作物,随着超薄膜的出现及其成本的降低,塑料薄膜覆盖在玉米、冬小麦、薯类等作物得到广泛应用。塑料薄膜覆盖栽培应包括田间覆盖和温室大棚两大类,这里主要讨论地膜覆盖节水技术。地膜覆盖的主要优点是,具有显着抑制田间土壤水分无效蒸发,集水、保墒、提墒;提高耕作层地温,改善作物中下部光照条件,促进作物生长发育,缩短作物生长期,避免冷冻灾害;抑制杂草生长等作用。地膜覆盖比秸秆覆盖更具有节水增产的效果。

4.3 机械蓄水保墒措施

机械蓄水保墒措施主要包括:深翻(深松)、早耕、耙耱、中耕松土、雨后(灌后)适时锄地松土、少耕和免耕等,是千百年来行之有效的蓄水保墒措施。近年主要推广了深松中耕等措施。所谓早耕是指农作物收获以后适墒早耕;所谓深耕是提高土壤调控水分能力和管理农田生态系统的重要措施;所谓耙耱是指翻地后用齿耙或圆盘耙进行碎土、松土、平整地面,实行翻地——耙地——耱地的“三连贯”作业,可以进一步耱碎表土、耱平耙沟,使田面更加平整,并具有轻压作用,使地面形成一个疏松的覆盖层,减少蒸发;所谓雨后(灌后)适时锄地是指一场透雨或一次灌水之后的农田土壤水分无效蒸发消耗速率最大,这时锄地松土或中耕松土都可以达到破坏毛细管,减少土壤水无效蒸发,提高对降水量的纳蓄能力的作用[3]。

当前缓解农业用水紧张的各类节水措施基本上都被采用了,也取得了良好的效果,但是在我国农业节水还是存在一些争议,如:节水灌溉应以什么为中心,如何操作达到节水的目标?农业节水的潜力到底有多大?部分灌溉专家认为灌溉工程节水改造节水潜力大,部分专家认为节水是一种错觉,实际上增加耗水量;如何来考核节水量的?考核标准合理全面吗?关于农业节水的问题还有很多,值得我们更深入的研究。

参考文献

[1] 郭元裕,农田水利学[M].北京:中国水利水电出版社,1999. 33-133.

[2] 陈亚新,康绍忠,非充分灌溉原理[M].北京:中国水利水电出版社,1994.3-10.

[3] 沈振荣等,节水新概念[M].北京:中国水利水电出版社,2000.77-88.