节水农业—节水农业概述及灌溉节水技术[致富早班车]

关注农民四季生产；传授农民致富本领。这里是每天早上4点30分到4点55分与您相约而至的致富早班车。今天为您带来的主要内容是：节水农业系列节目之节水农业概述及灌溉节水技术

导语：早上好，听众朋友，欢迎您收听今天的“致富早班车”，我是杨林。

水是人类赖以生存和发展的重要资源之一，是不可缺少、不可代替的特殊资源。当今世界，随着人口的不断增长和经济的不断发展，淡水资源的需求量不断增加；同时，由于不合理的利用，本来短缺的淡水资源日益紧张。

据调查,全世界14亿亩耕地中,灌溉面积增长速度明显下降，年增长率不到2%。其主要原因，一是发展新灌溉系统的成本在不断上升，二是单纯依靠发展灌溉已远远不能解决粮食安全问题。世界各国都在积极探索解决水资源短缺的有效途径。节水农业的研究和发展已经演变为农业领域里一场新的技术革命。

节水农业是以节约农业用水为核心的农业，其关键是采用先进的水利工程技术、适宜的农艺节水技术和用科学水管理方法，充分提高农业用水效率和效益，实现集高产、高效、优质、节水、低耗为一体的高效节水型农业可持续发展体系。农业高效利用水资源的目标就是实现农作物高产与水资源的高效利用。如何充分利用土壤水分，提高土壤水的利用率，已成为当前农业用水可持续发展的紧迫任务。

【片花】

主持人：今天我们为听众朋友们介绍农业节水技术，做客我们讲堂的是中国农科院何文清博士，何老师，您好！

专家：主持人好，听众朋友们大家好！

主持人：节目的开始，为了使听众朋友们对节水农业有一个初步的了解，我们先来介绍一下到底什么是节水农业？

专家：节水农业是指在农业生产过程中，采取工程、生物、农艺和管理等节水措施，综合提高天然降水和灌溉水利用率及其利用效率的农业生产技术体系，以实现节约用水和提高农业用水效益的目标，促进农业可持续发展。近20年来，围绕提高水资源利用效率和水分生产力，在农业节水基础理论研究、应用技术研究、产品与材料研发等方面取得了较大进展。

主持人：听了何老师的介绍，相信大家对节水农业已经有了宏观的认识。那么，农业生产中节水农业目前是怎样的发展状况呢？

专家：节水农业的发展主要体现在三个方面：节水基础理论、节水技术、节水产品与节水生化制剂。

主持人：下面首先请何老师为听众朋友介绍一下在节水基础理论方面都有哪些发展？

专家：在节水基础理论方面，较为系统地揭示了土壤—植物—大气连续体水分、非充分有限灌溉理论、养分迁移规律，特别是在农田水分转化规律、根冠信息传递与信号振荡、根系分形、水分养分传输动态模拟及可视化、作物需水规律与计算模型及抗旱节水机理等方面取得重大进展，为节水农业技术研发提供了有力的理论支持。

主持人：那在节水技术方面又有哪些发展呢？

专家：在节水技术方面，大力发展旱地节水农业，在雨水保蓄和高效利用方面开展研究，经“六五”至“十一五”连续科技攻关，初步形成一整套适合我国国情的节水技术体系。据不完全统计，到目前为止，在我国北方已完成了3大类型区13个长期旱地农田节水基地的建设和80多个示范、推广区的建设；推广了适水生产（节水型农业结构、适水种植、雨养农业）、抗旱节水育种（抗旱品种、抗旱遗传、抗旱生理生化）、节水灌溉制度（灌水定额、次数、时间和关键水）、节水保墒（耕作保墒、覆盖保水、化学抗旱节水）、以肥调水（培肥扩大土壤水库、水肥耦合）5大类，45项农艺节水技术，每年受益面积达近8亿亩，占整个旱地农田面积的45%左右和灌溉区20%左右；在水资源总量不足，不具备形成灌溉农业区，发展近3亿亩各种形式的补充灌溉技术措施（包括水稻“浅湿晒”控制灌溉面积1.2亿亩，行走式节水抗旱播种（坐水种）等面积1.3亿亩），不仅节约了用水，而且还扩大了灌溉面积。据对二十多个省的不完全统计，仅发展雨水集蓄利用面积12422.5万亩，不仅部分解决了作物出苗、用水问题，而且还解决了20284.5万人饮水，产生了明显的节水增产效益。

（删）主持人：近年来，我们国家在节水产品和材料方面都有哪些成就呢？

专家：在节水产品和材料方面，取得的一批科技成果已完成产业化开发并在生产过程中逐步完善，批量生产了行走式局部施灌机、旱地蓄水保墒耕作机具、轻小型喷灌机组、喷微灌设备、波涌灌溉设备、农田量水设备、输水专用管材和管件、防渗材料、抗旱节水生化制剂、液体薄膜、节水农机具等，为节水农业技术规模化应用提供了技术支撑。以化学节水中水肥调理剂（TPA、TPS、TPH）为例，它是一种理想的抗旱保水高肥制剂，它以作物有效养分与保水制剂复合而成，其中配有植物、土壤所需的20多种元素和生长剂，已在全国三省广泛试验应用，目前累计推广10多万亩，使用此类产品可使缺水作物出苗率提高30%~50%，增产10%~15%，节水20%~30%，投入产出比为1：15，经济作物则达1：20以上。

（片花）

主持人：刚刚的节目中，何老师介绍了节水农业的概念，并从节水基础理论、节水技术、节水产品和节水生化制剂三个方面对节水农业的发展状况进行了详尽的介绍。

农业以土而立、以肥而兴、以水而旺。我国水资源严重紧缺，农业用水矛盾日渐凸显。发展现代农业，转变农业发展方式，推进防灾减灾，实现农业稳产增产，就必须大力发展节水农业。

专家：是这样的。发展节水农业的意义主要体现在两个方面：

一方面，农业缺水及粮食生产用水减少成为我国粮食增产的重大资源瓶颈，1999-2008年的10年间，我国农业用水已从3900亿m3左右下降到3600亿m3左右，其中灌溉用水减少约300亿m3，粮食比较效益低导致灌溉农田向非粮农田转变，灌溉粮田面积趋于减少，与此同时，灌溉水利用率很低，仅为45%，而发达国家已达70%，我国主要依靠降水的旱农地区约有12亿亩，70%分布在年降水250～600毫米的北方地区，由于粗放经营，农田对自然降水的利用率只有56%，而这其中还有26%的水分消耗于田间的无效蒸发。水资源的不稳定性及产出效率低严重影响我国粮食生产安全。在水资源日益成为刚性制约的条件下，大力发展节水农业，提高农业用水效率是保障粮食生产稳定和国家食物安全的基础。

另一方面，水资源短缺的加剧引发了严重的生态环境问题，一是由于过量引用地表水，致使河流干涸断流和土地退化，甚至沙化。二是过量开采地下水，使地下水位大幅度下降。全国出现区域性地下水漏斗56个，总面积大于8.3万Km2，造成大批机井报废，并使提水成本越来越高。只有大力发展现代节水农业，有效地减少农业用水数量，才有可能使生态用水得到逐步恢复，使改善生态环境的愿望得以实现。

主持人：水是最短缺的农业重要资源之一，也是制约农业可持续发展的关键因素。所以说，各级农业部门要充分认识节水农业对于保障国家粮食安全、转变农业发展方式的重要意义，切实增强责任感和紧迫感，抓住机遇，加快推进节水农业发展。

何老师，目前节水农业都有哪些新的发展趋势呢？

专家：实现降水就地集蓄、土壤水分保持和作物高效利用的手段和措施，是节水技术进步的主题。以抗旱节水农作物品种为中心，围绕作物自身节水抗旱遗传潜力、作物节水抗旱生理生态调控机制和区域节水效益最大化等特性，最大限度地减少作物对水分的消耗，提高田间单方水的作物产出效率和效益，是节水技术的核心内容之一。

节水灌溉呈现标准化、自动化、系列化和综合化趋势，输水系统管网化和施工手段机械化，用水管理手段现代化与自动化，节水灌溉设备产品的标准化、系列化、通用化，是发展节水灌溉的基本思路。发展节水农业和保护环境有机结合，保证水土等资源的可持续利用，是节水技术研究的重点方向。未来节水农业技术的实施，不是单项的，而是多种措施形成合力，共同推进节水农业健康发展。

（片花）

主持人：在前面的节目时间里，我们为听众朋友们介绍了节水农业的概念，并针对节水农业的发展状况、发展节水农业有哪些意义以及未来的发展趋势做了详尽的介绍。大家都知道，从20世纪50年代开始,我国就开展了灌区计划用水、渠道防渗、改进沟畦灌溉技术等有关节水灌溉的技术研究和推广工作。到“九五”及“十五”时期，随着经济社会的快速发展，水资源不足已成为制约国民经济和农业发展的“瓶颈”，粮食安全、水安全及生态环境安全问题日益突出，农业可持续发展面临严峻挑战。

节水灌溉是根据作物需水规律及当地供水条件，而采取的多种措施，在有效地利用灌溉用水的同时，也获得了最佳农业经济效益、生态环境效益。在接下来的时间里我们将对灌溉节水技术做详尽的介绍，请继续听何老师的介绍。

 专家：在介绍节水技术的应用之前，先来了解一下现代灌溉节水技术遵循哪些理论。

传统灌溉理论主要是建立在充分供水前提下，在作物产量与灌溉用水的关系方面，往往从满足作物需水特性来定灌溉用水量，甚至认为灌溉用水越多，作物产量越高，以追求作物最高产量为目的，致使水的供应大大超过作物的实际需求，造成了水资源的巨大浪费。那么相对于传统灌溉技术而言，灌溉节水技术所依托的理论在多方面的认识已有较大的突破，其主要包括土壤-植物-大气连续体（SPAC）理论、非充分有限灌溉理论以及精准灌溉理论。灌溉节水技术往往与节水灌溉制度相结合，根据作物需水规律，考虑气候、土壤和农业技术条件，把有限的灌溉水在灌区和作物生育期进行优化分配，达到高产高效节水的目的。

主持人：要了解灌溉节水技术，就要先了解灌溉节水技术所依托的理论：土壤-植物-大气连续体（SPAC）理论、非充分有限灌溉理论以及精准灌溉理论。那么这些原理是什么意思呢？我们下面就来详细介绍一下。

专家：土壤-植物-大气连续体（SPAC）理论是以土壤水分运动为主线，以水势为参数，将土壤、作物和大气三者有机的联系起来，水分在三者的运移可以看成一个连续的整体，通过研究该整体中水分的传输规律，可以正确估算作物需水量以及农田水分散失量，进而为农田灌溉提供一条定量化的途径，最终达到最优化调控灌溉用水，真正做到节水灌溉。

非充分有限灌溉理论也称为限水灌溉，主要是指在非充分灌溉的条件下，采取合理地减少灌水次数、灌水定额的措施，单位面积的作物产量或产值也许有所降低，但节约了灌溉用水，而将节约的灌溉用水用在扩大灌溉面积，提高总产量或总产值。而且还可以灌溉提高设备的利用率，降低灌水定额相应的运转费用，最终可使得净效益得以提高，该原理首先在喷微灌技术试验上取得了成功，现在也逐渐应用到地面灌溉节水技术上。

精准灌溉理论主要是根据作物的生理特性和生长需求，通过现代化的监测手段，对作物的每个生育期间以及环境要素的现状进行数字化、网络化、智能化监控，同时引入3S技术及计算机技术对作物、土壤墒情、气候进行监测预报，采用精准的灌溉设备，对作物进行有效的水肥补充，把灌溉水的浪费和无效用水减低到最小限度。

主持人：在刚才的节目里，何老师为我们介绍了灌溉节水技术所依托的理论：土壤-植物-大气连续体（SPAC）理论、非充分有限灌溉理论以及精准灌溉理论。细心地听众可能就要问了，灌溉节水技术都有哪些种类呢？

专家：灌溉节水技术主要包括地面节水灌溉技术、喷灌技术、微灌技术、地下渗灌技术。

主持人：地面节水灌溉技术是比较古老的田间施水技术，目前仍是世界上特别是发展中国家广泛采用的一种灌水方法，我国有98%以上的灌溉面积依然采用传统的地面灌溉技术。因此，地面节水灌溉技术的位置就先得尤为重要。那么，什么是地面节水灌溉技术呢？节水灌溉技术包括哪些节水类型呢？

专家：地面节水灌溉技术是利用渠道或管道将灌溉用水连续不断地输送到地头，通过放水口引入田间，而进入田间的水则是以连续薄层水流向前推进，借助水的重力作用和土壤毛细管的渗吸作用，下渗湿润土壤，以满足作物需水要求的灌溉方式，主要包括节水型畦灌技术、节水型沟灌技术、地膜覆盖灌溉技术、波涌灌溉技术等。

节水型畦灌技术在生产中主要有以下几种：

①畦灌溉技术，针对传统畦田灌溉进行“畦改短畦、宽畦改窄畦、大畦改小畦”三改畦灌节水技术，小畦宽度要求：自流灌区2-3m，机井灌区1-2m；长度要求：自灌区30-50m，一般不超过80m，机井灌区30m为宜；畦高要求：0.2-0.3m，底宽0.4m左右。

②长畦分段灌溉技术，长畦宽可至5-10m，畦长可达200m以上，将长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦，逐段向短畦内灌水或用塑料软管向其分段灌溉。

③水平畦灌技术，畦田中纵向和横向两个方向的田面坡度很小（i≤1/300）或者接近于零时，畦田灌水均匀度高，深层渗漏小，即使在土壤入渗条件较差的情况下，田间水利用效率也可达到98%左右。　　　　　　

节水型畦灌技术主要适用于灌溉密植作物或者撒播作物，如小麦、谷子等粮食作物，花生、芝麻等油料作物，以及牧草和密植蔬菜等。此外，在进行各种作物的播前储水灌溉时，也常用节水型畦灌技术，以加大灌溉水向土壤中下渗的水量，使土壤中储存更多的水分。小畦灌水技术主要在我国北方井灌区应用较为普遍，河北、山东、河南等省一些田园化标准较高的地方推广应用较多。水平畦灌节水技术则主要适用于大面积的地块灌溉以及土壤入渗速度较低的黏性土壤，也可适用于砂性土壤，节水型畦灌技术节水效果一般在15%-30%左右。

主持人：通过何老师的介绍，听众朋友们对节水型畦灌技术有了比较详尽的了解。接下里的时间里，我们为听众朋友们介绍节水型沟灌技术在生产中有哪些类型？应用效果如何呢？

专家：节水型沟灌技术主要有以下几种类型：

①加长垄沟灌水技术，对于坡面较大或透水性弱的地块，为增加土壤入渗时间，有意增加灌水垄沟长度，如：直形沟、方形沟、锁链沟、八字沟等，提高灌溉水向土壤水的转化效率。②细流沟灌技术，采用软管或从输水沟开小口，在灌水沟内用细小流量通过毛细管作用浸润土壤的灌溉技术，其单沟流量一般控制在0.2-0.4L/s，灌水深度一般不超过沟深的1/2。③隔沟灌水技术，该技术不是向所有灌溉沟内灌水，而是采用每隔一条沟灌水或在作物某个时期只对某些沟实施灌水，而另一时期对其相邻的沟进行灌水。

节水型沟灌技术主要适用于灌溉宽行距的中耕作物，如棉花、玉米和薯类等作物，一些宽行的蔬菜也可采用该技术，适宜中等透水性土壤，地面坡度不宜过大，否则水流过快，达不到节水灌溉的目的。其中，隔沟灌水技术主要适用于作物需水少的生长阶段或地下水位较高的地区以及宽窄行作物，通常宽行间的灌水沟实施灌水，而窄行间的沟不进行灌水。节水型沟灌技术节水效果一般在5%-15%左右。

主持人：地膜覆盖灌溉技术在农业生产中在生产中应用也是比较广泛的，那具体都有哪些种类呢？请继续听何老师的介绍。

专家：地膜覆盖灌溉技术主要有以下几种：

①膜上灌溉技术，指在田间沟、畦表面覆盖地膜，以此作为田间输水渠道，提高输水速度，同时按照不同作物、土壤特性，在地膜表面按照一定距离，开不同直径和形状的小孔或缝隙灌水。②膜下灌溉技术，可分为膜下沟灌技术，即灌溉水在膜下的沟中流动灌溉。膜下滴灌，将滴灌带铺设在膜下，以减少土壤棵间蒸发。③膜侧沟灌技术，灌水沟垄背部位铺膜，灌溉水在膜侧的灌水沟流动，并通过膜侧入渗作物根系进行灌溉。地膜覆盖灌溉技术主要适用于渗漏率比较高的砂性土壤和干旱缺水地区，适合棉花、玉米和高粱等条播作物以及一些经济效益较高的蔬菜种植的灌溉。其中，膜下灌溉技术主要应用于干旱地区的条播作物上，温室也有应用，主要可以减少温室的空气湿度，降低病虫害发生。膜侧沟灌技术主要适用于条播作物和蔬菜。地膜覆盖灌溉技术可节水30%-50%。

主持人：波涌灌溉技术是地面节水灌溉技术一种常见的技术，它适用于什么类型的土地？效果如何呢？

专家：波涌灌溉技术也称间歇灌溉，指将灌溉水断续按一定周期向灌水沟、畦等田块供水，逐段浸润土壤的过程，其具有灌水均匀，灌水质量高，田面水流推进速度快，节水保肥的特点。可分为定时段-变流程方式、定流程-变时段方式、定流程-变流量方式，主要表现为对灌水周期、灌水量、灌水流程的变化，以期达到最优灌水效果。波涌灌溉技术适用于我国北方的旱作农田灌溉，适宜的土壤为结构良好的中壤土，轻壤土，砂壤土和黏壤土，此外该技术也可与沟、畦灌结合，但要求沟、畦纵向不存在倒坡。波涌灌溉技术节水效果可达到20%-30%。

主持人：好，感谢何老师。