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关键词 农业;新型;节水灌溉技术
中图分类号 S274.1 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2012)17-0201-02
我国地域辽阔,但是水资源十分短缺,不仅人均占有量少,而且时空分布不均匀,水资源区域分布与生产力布局极不匹配[1-2]。农业作为我国的用水大户,用水量约占水资源总量的65%,而且农业用水浪费十分严重,主要表现在:水资源污染严重、自然降水利用率低、灌溉用水利用系数低、农业用水的效率不高。因此,发展节水农业势在必行。农业新型节水灌溉技术主要有水资源的合理开发利用技术、工程节水技术、农业节水技术、合理使用化学保水剂及抗旱剂技术、农业节水灌溉管理技术等[3-5]。
1 水资源的合理开发利用技术
该技术包括对地上水及地下水的综合开发利用。即对灌溉回归水、自然降水、劣质的处理水等进行充分的利用;同时应对地下水进行提取,但不可过量开采;若条件充足,可将河道径流进行拦蓄,以达到地下水回灌补充、保护水环境、保持水资源的平衡利用、维护生态平衡的目的。
2 工程节水技术
目前工程节水技术主要可采取以下措施,如喷灌、微灌、小畦灌溉、渠道防渗、管道输水、膜上灌水等。微灌与喷灌和技术突破了传统的地面灌溉方法的局限性,能够自如地控制灌水的部位、时间、灌水定额及均匀度等,促使土壤、地形等条件不会影响到灌溉的质量,达到精确灌溉的目的。该方法不但可以促使灌溉水利用率的大幅度提高,还能促进与现代农业(机械化作业程度很高)的相互配合,对现代灌溉的发展趋势进行很好的体现。
小畦灌溉是常用的,即要规范基本农田,根据地面坡度、土质和水源情况确定种植作物的种类和面积,减少用水。微灌节水技术包括滴灌、微喷灌、小管出流灌及渗灌。通过低压管道系统与安装在末级管道上的灌水器,将水分和养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中。相对于地面灌和喷灌,它属于局部灌溉,特别适用于经济作物的灌溉。渠道防渗技术特点:一是提高渠道的抗冲能力;二是减少渠道粗糙程度、加大水流速度,增加输水能力,输水时间可缩短30%~50%;三是减少渗漏,防止盐碱化发生。管道输水灌溉技术在井灌区发展迅速。其特点主要有:管道系统水利用系数在0.95以上,比土渠输水节水30%左右;能耗减少25%以上;与喷、微灌技术相比,能耗减少50%以上;一般在井灌区可减少占地2%左右,在扬水灌区减少占地3%左右。可以说,发展节水灌溉的重要途径是大力发展渠道防渗技术。低压管道输水灌溉技术是一种对低压管道代替渠道输水的灌水方法。该方法具有一系列的优点,如设备简单、一次性投资少、省时、省水、省地、省工、增效等,备受农民群众的欢迎。实践证明,在我国的北方地区,低压管道输水灌溉技术可作为发展节水灌溉的重要途径之一。膜上灌水技术是一种新型的节水灌溉技术,其是在地膜栽培技术的基础上发展起来的,即在田间进行灌水时利用地膜对作物进行局部的浸润灌溉,以满足作物生长过程中的需水要求。膜上灌水技术对各种作物的地膜栽培均比较适合。
3 农业节水技术
农业节水技术主要是对作物的种植结构进行调整,对耕作制度进行改善,以促进耕作技术及沟畦灌技术的改进,加大水稻浅、晒、湿节水灌溉技术的推广力度,采用立体复合种植的方式,提高农业经济效益。不同作物和同一作物的不同品种,对水分的吸收和利用差别很大,抗旱作物或品种多具有根系发达、叶片狭窄、表皮厚、气孔小、呼吸强度及蒸腾作用弱等特点,能较好地适应缺水少肥的旱地环境。
4 合理使用化学保水剂与抗旱剂技术
保水剂的吸水原理是高分子电解质分子链在水中酰胺基和羧基团同性相斥,使分子链扩张力和由于交联点的限制分子链的扩张力相互作用而成。保水剂使用的是高吸水性树脂,是一种吸水能力特别强的高分子材料。无毒无害,反复释水、吸水,因此农业上人们称之为“微型水库”。同时,还能吸收肥料、农药,并缓慢释放,增加肥效、药效。保水剂的使用方法有直接拌土法、拌种或包衣法和蘸根法3种。抗旱剂是一种能对植物气孔开启进行控制的化学物质,该物质的功能与脱落酸相似。在作物生长期间,通过降低植物蒸腾的化学物质量,进而对作物叶片气孔的开张度进行控制,以降低叶面的蒸腾作用,缓解土壤中水分的消耗。特别是在气候条件比较干旱的情况下,能够显著地缓解植株体内的水分亏缺状况,促使作物抗旱耐旱能力得到增强。同时,还具与肥料和类激素物质作用相同的功能。如该物质被用于拌种处理时,不仅能够提高种子的出苗率,还可以促进幼苗根系的生长,使幼苗生长健壮、抗旱耐旱能力得到增强。
5 农业节水灌溉管理技术
5.1 节水组织管理
节水灌溉组织管理作为节水灌溉决策管理中的战略性措施,其具有组织、计划、指挥、协调、控制等一系列职能,体现在很多方面,如节水战略规划、政策法规体系建设及机制建设投入等方面。
5.2 节水工程管理
所谓节水工程管理,即为根据作物的需水规律,对水源进行控制及调配,以最大限度地对作物生长中水分的需求进行满足,实现区域效益最佳的农田水分调控。其主要包括以下几个方面:节水灌溉配水技术、土壤墒情自动监测技术、灌溉用水管理自动信息系统、节水灌溉灌水制度、输配水自动量测及监控技术及节水灌溉量水技术等。
5.3 节水经营管理
所谓节水经营管理,即为通过农田高效用水的运行管理体系的建立,主要实现适应社会主义市场经济条件下的农田用水管理机制和价格体系的形成。
6 结语
总之,大力发展节水灌溉对生态环境建设和保护有十分重要的意义。必须进一步提高认识,抓紧完善节水灌溉的规划设计,大力推进节水灌溉技术的研究、生产和应用,以更好地服务“三农”,推进社会的现代化进程[6-8]。
7 参考文献
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[6] 孔亚男.可持续发展的节水灌溉工作[J].中国水运,2011(6):174-175.
【关键词】农业、节水灌溉、技术应用
中图分类号:TU991.64 文献标识码:A
水资源不仅是人类生存与发展的必要影响因素,同时也是生态环境持续循环与发展的基本影响因素,是自然资源中的基础部分。随着新时期我国经济的飞速发展,水资源的重要性逐步显现,已成为现在经济社会可持续发展的重要性制约与影响因素。我国是农业大国,农业的灌溉离不开水资源的帮助,但是水资源具有它的有限性,所以加强对水资源进行有效管理,科学专业地配置,积极开发新型的农业节水灌溉技术,节约农业的灌溉用水对于我国经济与社会的可持续发展是刻不容缓的。
一、当前我国的农业用水需要情况分析
我国水资源总量占全球水资源总量的 6%,居第四位,但是因为我国的人口众多,导致人均拥水量的不足,是世界人均水资源较贫乏的国家之一。水资源的短缺主要表现在:一方面因为我国经济社会的快速发展,导致一些重发展而轻治理的现象出现,造成水污染问题严重,农业用水还需要大量的水资源进行灌溉,这样的水污染不但使水资源的可利用功能降低,而且更不利于农业灌溉,易产生污染农作物的现状,使农作物减产。而且另一方面,由于我国的地理差异,南北水资源的分配不均,在加之扣除一些难以利用的水资源,例如:洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源。实际上,我国可以得到充分利用的淡水资源量则少之又少,且分布还不平衡。
农业是我国产业结构中的第一产业,在我国占用水总量的大部分也是农业和农村生活用水。虽然,随着经济水平的发展,我城镇化步伐的加快,致使农业和农村用水量逐步降低。但是,据统计农业随着农业用水量的降低,粮食等农作物的产量也在随之降低。所以,要想使有限地水资源得到充分利用的同时,又能使粮食的产量得到提高,就必须在保障粮食安全的前提下,选择节水的灌溉模式对农业进行灌溉。提高水资源的利用效率,这是农业发展需要解决的迫在眉睫的问题。下面就主要介绍农业中的节水灌溉技术,促使水资源得到优化配置。
二、节水灌溉技术在农业中的应用与发展
(一)地面节水灌溉技术
随着我国经济的不断发展,我国科学技术水平的不断提高,在农业方面先进灌水技术的推广步伐正在加快,但受一些主要农业种植地区经济因素的制约,在相当长的时间我国仍将以地面灌溉水为主要灌溉方式。所以,地面节水灌溉技术应是当前推广先进灌水技术的重点。其主要方法有:
1、加大农田间水流的流速以减少渗流;
2、实行灌溉的输配水的管道化,以减少用土渠输配水的沿程损失;
3、对现有灌溉输水渠道进行防渗改造,从而减少水资源的渗漏损失;
4、发展间歇灌溉技术,以增加灌水流速,减少水资源深层渗漏损失。
地面节水灌溉技术的优势在于其操作较简单,易被农民接受和熟练的掌握,在灌溉的同时使土壤得到更好地涵养水源。间歇式的灌溉技术可以使没有得到充分利用的水资源达到回流的效果。更好的促进节水农业的长远、可持续发展。
(二)滴灌节水灌溉技术特点
一方面,滴灌节水灌溉技术主要通过利用低水压系统的小流量出流进行农业灌溉, 并在逐步的改进和实验中不断实现在不同范围内农业的局部进行灌溉。另一方面,滴灌节水灌溉技术不同于一般传统的农业地面的灌溉,传统的灌溉模式是使全面积土壤的进行湿润浸入, 滴灌是一种水资源贫乏区充分利用水资源的节水灌溉方式。并且滴灌节水技术也是一种经济发展,科学技术水平不断提高的现代化农业技术成果, 在近年逐步引进到我国大部分地区并得到广泛地发展。
当前,我国广泛推广与使用的主要滴灌技术产品有三大类: 滴灌带管、管间式滴头、管上式滴头。随着我国技术水平的不断提高和节水意识的不断增强,现在, 使用滴灌带的滴灌模式的推广与使用量不断增大。其中,管间式的滴头由于安装工序较多且复杂与其他两类滴灌技术产品相比推广和使用量较少。另外,管上式的滴头则主要用于盆栽农作物或果树的灌溉。
(二)滴灌节水技术对于农业发展的有利条件
1.滴灌节水灌溉技术对农作物适时、适量均匀供给水分
因为通过滴灌的灌溉农业灌溉模式可以按照农作物本身的耗水规律, 进行适时、适度、适量、缓慢地、均匀地对农作物进行补水供给与供肥。这样可以使农作物特别是粮食的根部深层土壤在大多数情况下保持充足的水分、呼吸和保持养分的状态。可以为农作物的生长与发育创造高质量的环境。并可以同时提高农作物产量的20%到40% 。
2.滴灌模式灌溉技术节水效果较好
因为,一方面,滴灌模式的灌溉技术可以避免在农作灌溉过程中输水大面积的损失和一些水流渗漏到土壤深层的损失。另一方面,滴灌模式的灌溉只是使地表的部分保持湿润,这样可以减少地面的水气蒸发。同时使用滴头进行的滴灌,灌水率可以达到小于土壤的渗透速度,减少的径流的损失量,这样就不会产生水分漂移的损失。滴灌模式的农业灌溉技术可以最大限度地充分利用水资源, 节水量达60% -80% 。
3.滴灌的节水灌溉模式因为使土壤表面的水分不易长时间保留,可以减少作物因为遭受病虫危害导致作物的产量损失。
4.在灌溉节水的同时滴灌技术易于农业生产者的学习
滴灌节水技术的操作系统较简单、易拆装,对于农作物种植面积的大小规模没有较严格的限制,特别是针式滴灌技术有是稀植果树种植灌溉的最佳选择。
农业发展是我国现代化建设,科学可持续发展的主要任务之一,而农业节水灌溉技术的不断引进、创新和应用则是农业发展的关键所在。农业节水灌溉技术的应用与发展不仅需要科学专业人员的研发,同时也需要对广大农民进行具体、系统的培训。从而更好的达到节水农业的发展效果。本文主要介绍了几种较突出且应用广泛的农业节水灌溉技术。希望通过以上技术的介绍促进更多先进农业节水灌溉技术的创新与应用和发展。
【参考文献】
[1]祁琨杰,金华.《小农户节水滴灌系统应用研究》.[J]. 农业科技与装备.2012
[2]杨丽丰,何宏谋,梁志勇.《西北内陆河灌区节水灌溉模式及节水效果分析》.[J].人民黄河.2007.
[3]许 迪 ,李益农.《精细地面灌溉技术体系及其研究的进展》.[J].水利学报.20O7.
关键词: 节水灌溉;技术,趋势,建议
【abstract】this text overview stanza water irrigation technique content, system and development trend, put forward propulsion stanza water irrigation technique development on this foundation of 4policy suggestion.
【key words】stanza water irrigation;technique, trend, suggestion
节水灌溉技术的发展不仅是节水的需要,也是农业现展的需要。发展节水灌溉技术对于推进现代农业、建设节约型社会有十分重要的意义。为此,笔者就我国节水灌溉技术及发展趋势作一探讨。
1. 节水灌溉技术含义及体系
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。灌溉用水从水源到田间,到被作物吸收、形成产量,主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施,组成一个完整的节水灌溉技术体系,包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。
节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。(2)节水灌溉工程技术 。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。(3)农艺及生物节水技术 。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。
2. 节水灌溉新技术
目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。 就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。 (2)应用3s技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(gps)和地理信息系统(gis),遥感技术(rs)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。t是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。 (3) 智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。
3. 节水灌溉技术发展趋势
我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。
4. 发展节水灌溉技术的政策建议
(1)提高发展节水灌溉技术的认识。
我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。
(2)形成发展节水灌溉技术内在机制。通过制定和运用好水价、水权这些经济手段,对农业用水需求进行有效调控,削弱低效益膨胀型的用水需求,杜绝无效益浪费型的用水需求,促进节约农业用水的需求,从而推进节约灌溉技术发展。
[关键词]节水;电子技术 ;灌溉
近几年来,我国高度重视和加强水利设施建设,以节水改造为中心,切实加强农田水利基础设施建设。实施了小型农田水利工程、灌区节水改造与续建配套、节水增效示范、末级渠系改造、水权转换等工程项目,有效提高了水资源调控能力和利用效率。在设施农业和特色农业种植区,推行了低压管灌、滴灌、喷灌等现代化节水灌溉技术,推动了现代节水农业的发展。
一、 我国水资源的基本现状
首先,水资源是指可资利用或有可能会被利用的水源,可以用的水源必须具有足够的数量和较高的质量,并且必须是可以定期更新补充、可持续利用的。但是事实上,我国是一个水资源比较短缺、淡水资源总量为28000亿立方米,占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2300立方米,仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5,在世界上名列121位,如果按人均水资源量来计算,我国人均占有量仅仅有2500m3,大约为世界人均水量的1/4,已经被联合国列为13个贫水国家之一。
其次,我国农业水资源利用也存在问题 ,水资源利用的效率比较低,并且浪费严重。现在我国水资源短缺与浪费的情况并存,同时由于我国对水资源的利用属于粗放低效利用,所以这就又加剧了水资源短缺程度。现有的农业资源管理体制已经不能适应市场经济发展对农业资源利用和保护的要求,这是造成目前我国水资源短缺以及低效利用、水资源污染等问题的主要原因。
最后,据监测,目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染,且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能,进一步加剧了水资源短缺的矛盾,对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响,而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。
二、节水灌溉技术及发展趋势
我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:一是喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。二是地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。三是地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。四是农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时、空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。
目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:一是与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。 就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。二是应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。这是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。 三是智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。
三、自动化控制和传感器的有机结合
节水灌溉自动化控制系统主要由中心主控系统(主计算机、控制柜)、电磁阀、田间信息采集传感器(可测土壤湿度绝对值)、气象观测站(可测量气温、风向、风速)、数据采集指令传输等通讯设备组成。应用节水灌溉自动化系统,不仅可以提高资源利用率,缓解水资源日趋紧张的矛盾,还可以增加农作物的产量,降低农产品的成本。
田间信息采集传感设备就是能够感受规定的被测量物并按照一定规律转换成可以输出信号的器件或装置。自动化灌溉可能设计的传感器主要分为:土壤类、作物类、气象类及系统类传感器。主要测量土壤水分、养分、温度;作物水分、养分、长势;气象类的光照、蒸发、风速、雨量及系统类的水压、阀门状态、流量、水质等数据资料。通过数据采集指令传输系统上传至中心主控制系统,通过中心主控制系统安装的各类自动化监测软件系统对采集的数据进行分析,再以数值和曲线形式显示历史与实时参数值和变化曲线,并进行信息实时报警与记录。系统根据实时采集的数据与相应的灌溉需求量的设定值进行比较判断,来控制电磁阀开启和延续时间长短,实现智能控制,同时系统可通过网络获取天气信息,以作预先性处理。可采集到的数据有大气温度、大气相对湿度、土壤水势、土壤含水量、降雨量、地下水位、蒸发量。
四、结束语
水是人类生存不可缺少的物质,但水资源的状态和使用方式是可以改变的。经济可持续发展的同时必须考虑水资源的承载能力,要考虑农业水资源的可持续发展。水资源不可能像能
【转页】
【接页】(应用电子技术在农业灌溉中的应用 四川/陈 利)
源等通过寻找替代来解决其贫乏危机,水资源的可持续道路有其自身特点。水资源的高效与可持续利用是包括水工程安全、水污染控制与治理技术、水资源利用与合理配置、水污染控制与治理技术必须时时刻刻地与水资源的可持续发展相结合。随着我国农业经济的发展和国家对农业投入的增加,节水灌溉技术日益受到人们的重视,微喷、滴灌等新技术得到越来越广泛的应用,并取得了良好的经济效益。把自动控制技术和节水灌溉技术结合起来,对提高节水灌溉的自动化水平,更快更准确地掌握作物的生长情况、生长环境及生长规律,更精确更及时地控制灌溉,节约劳动力,提高对农业投入的经济效益具有重要的意义。总而言之,节水灌溉工程推广,任重而道远。我们有理由相信,通过节水灌溉的逐步推广使用,实现水资源的科学开发,实现水资源的可持续利用,指日可待。
参考文献:
[1]杨丽丰,何宏谋,梁志勇.西北内陆河灌区节水灌溉模式及节水效果分析〔J〕.人民黄河,2007,29(11):66―67.70.
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农业高新技术对我国的粮食安全具有重要意义。一是农业高新技术的推广应用,能够形成新兴产业和新的经济增长点,成为农业发展的主要推动力;二是可以运用高新技术改造传统农业,使农业高新技术向传统农业迅速渗透和扩散,提高农业技术含量、技术水平和粮食生产力;三是利用农业高新技术,可以改变传统农业造成的资源浪费和生态破坏,促进粮食生产可持续发展战略的实施。
一、国外农业高新技术及其应用
世界农业高新技术产业主要是生物技术和信息技术对传统农业的改造。以美国为代表的经济发达国家,利用转基因技术培养作物及畜禽新品种;利用克隆技术进行动植物优良品种的快速繁育;以电子设备、卫星和互联网为手段,以专家系统为核心的精确农业等,己经极大地改变了世界农业的生产方式,促进了农业生产方式的根本转变。
(一)植物转基因育种及其产业化
生物技术在农业上的应用,主要是转基因动植物育种、克隆和生物制剂。十几年来,世界各国己经试种的转基因植物超过4500种,其中己经批准商业化种植的接近90种。如耐储藏的番茄,抗病虫的马铃薯,抗虫和抗除草剂的棉花、大豆、玉米,提高了有效成分的油菜、抗病毒的南瓜、木瓜以及具有特殊功能的产品等,都己经进入了市场。根据国际农业生物应用机构(ISAAA)统计,全世界的转基因产品主要是大豆和棉花,2003年有18个国家播种转基因作物,美国、阿根廷、加拿大、巴西、中国和南非等六个国家的转基因作物占到世界转基因农作物播种面积99%,其中美国播种面积4280万公顷,占到世界总量的63%左右。阿根廷位居第二,播种面积为1390万公顷,而且增长速度非常快。1996年全世界种植面积为170万公顷,2003年扩大到了6,770万公顷,比2002年增加了15%。2003年世界上约有700万农民播种转基因农作物,比2002年提高了100万。有人预测,在未来5年内,转基因产品的种植面积将会达到1亿公顷,发展到25个国家;到2005年全球与种子有关的基因工程的产值将达到80亿美元,到2015年将达到250亿美元。
(二)信息技术得到广泛应用
在信息技术对传统产业的改造中,农业首受其惠。农业是利用光热水土气等自然资源从事有生命物质生产的产业,因此具有分散性、区域性、时变性、经验性、稳定性和可控制程度低等行业弱势。而信息技术为克服农业弱势提供了有力的武器。信息技术在农业上的应用主要是农业专家系统(AES)、智能化、网络化、3S技术和精确农业。农业专家系统最早于1986年出现在美国(即著名的Grossym棉花专家系统),到1996年在荷兰召开的计算机农业应用国际会议上,就有了上百种农业专家系统软件。现在专家系统通过网络传送走到田间和饲养场正成为一种趋势。网络技术正在弥补农业的分散和闭塞的弱势,如在德国17万全业农户中,2001年有7.5万农户使用了计算机,有5.5万户农户使用互联网。以3S技术为基础的精确农业己经成为当今世界农业发展的新潮流,1998年美国精确农业服务商和种子公司的调查表明,在他们的用户中,82%的客户在土壤采样时使用农田信息系统(GIS),74%用GIS制图,38%收割机带测产器,61%采用产量分析,77%采用精确农业技术。
二、国内农业高新技术及其应用
从总体上讲,我国农业高新技术产业起步较晚,正处于传统农业向现代农业转变的重要阶段,以生物技术、信息技术为代表的现代高技术向粮食生产领域转移与应用,并且已经取得一定成就,有些技术的研究还处于国际先进水平,具体情况如下:
(一)生物技术和常规技术相结合,培育出大量优质、高产、多抗农作物新品种
我国正在研究的转基因生物有130多种,涉及的基因种类超过100种。特别是在转基因抗虫棉、转基因水稻、基因工程疫苗等领域的研究成果已居世界前列。自1997年至2003年9月,经过安全评价,农业部批准水稻、玉米、棉花、大豆、油菜、马铃薯等10多种转基因植物进入田间环境释放,批准转基因棉花、番茄、甜椒等植物和兽用微生物基因工程疫苗进入商业化生产。2002年,我国转基因作物种植面积突破210万公顷,成为继美国、加拿大、巴西、阿根廷之后的转基因作物种植大国。超级杂交水稻的研究工作更是处于世界领先水平,中国工程院院士、杂交水稻之父袁隆平为代表的“超级杂交稻”新品种2003年实现亩产823公斤的海南水稻单产历史最高纪录。
(二)信息技术开始进入农业领域
信息技术实际上己经渗透到农业高新技术产业的各个领域。我国已初步构建了适合我国国情的现代农业信息技术研究与示范体系,推进了我国农业信息化进程,加快了传统农业向现代农业的转变。如已经初步建立的多平台稻麦品质遥感数据解析方法和数学模型、稻麦品质光谱诊断数据库系统等。信息技术与农业技术有机集成,实现跨学科的技术协作,在农业信息软件开发工具和数据建模工具开发上取得了重要进展。农业信息网络的发展非常迅速,已建立起了一批农业数据库及其应用系统,为我国农业宏观管理、农业生产和农业科技单位开发利用农业信息技术提供保障。
(三)初步构建了现代节水农业技术创新与产业化体系
在“十五”期间,科研人员在生物节水、农艺节水、工程节水和新产品开发方面取得了创新性成果,为我国农业生产提高水资源利用率、发展节水型农业、推进社会经济与资源利用的协调发展和社会经济的可持续发展提供了技术支持。我国专家在生物集雨、农艺节水技术、工程节水技术和节水新产品开发方面,取得了多项重大成就,并且开始应用。已建成杨凌农业机械化新技术新机具试验示范园、太行山雨水集蓄利用等节水技术与新产品示范应用基地25个。
三、应用农业高新技术提高我国粮食安全水平
(一)作物分子育种研究与产业化
自二十世纪五十年代以来,主要农作物实行矮化育种和推广利用杂种优势带动农业生产出现了两次飞跃,使全球粮食生产稳步发展。但我国随着人口增长、城市化步伐加快,耕地面积减少和水资源短缺已成为不可避免的趋势,因此构筑粮食安全供给体系已成为我国和大多数发展中国家的优先课题。实践证明,良种是最重要的粮食生产要素之一,每次新品种的更换都使粮食产量提高10%以上。因此不断选育优质超高产农作物新品种已成为保障粮食安全、增强农产品市场竞争力的重要措施。
进入21世纪,我国农业科研部门要结合我国作物种质资源优势,系统研究集成分子育种技术与常规育种技术,挖掘、开发重要的基因资源,巩固、发展我国在转基因植物研究与产业化和分子标记辅助育种方面的成就,建立现代高效育种技术体系,培育并储备一批主要作物“超高产”新品种(组合)和新材料;推广一批突破性的高产优质专用新品种,实现产业化。实现水稻、小麦、玉米和大豆品种的新一次更新换代,全面提高我国粮食单产。
(二)耕地资源持续高效利用
我国耕地不仅数量少,而且质量差。我国人均耕地仅为世界人均数量的45%。近年,随着退耕还林还草和经济建设占地,耕地的数量在继续下降。从1996年到2002年,我国的耕地从19.51亿亩减少到18.89亿亩,6年减少了6200万亩,人均耕地也从1996年的1.59亩降到了2002年的1.48亩。由于耕地产出多、投入少,用养失衡,导致耕地地力明显下降。我国耕地土壤有机质含量偏低,全国耕地土壤有机质平均仅为1.8%,旱地土壤有机质平均仅为1.0%左右,与欧洲和北美等发达国家耕地的地力水平差距较大。
因此,应当针对制约资源高效利用的关键瓶颈,利用现代信息结束与传统耕作技术相结合,系统开展耕地质量保护关键技术研究,进行农田养分精准管理关键技术研究,使耕地资源得到高效的可持续利用。
(三)水资源的可持续利用
我国是一个水资源严重短缺的国家,水资源总量为28100亿m3,人均水资源占有量约为2200m3,仅为世界平均水平的1/4。预计到2030年,我国人口将达到高峰,约为16亿。按现有水资源量估计,人均水资源量将下降到1760m3,接近国际公认的严重缺水警戒线1700m3!此外,我国水资源时空分布极为不均,占国土面积65%、人口40%和耕地51%的北方地区水资源总量只占全国的1/5,许多地区的人均水资源占有量大大低于严重缺水警戒线。水资源短缺已成为我国国民经济和社会可持续发展的制约因素。
农业是用水大户,目前农业用水量约为4000亿m3,占全国总用水量的70%。同时,农业用水效率很低,我国渠灌区灌溉水利用率仅为40%-50%,井灌区也只有60%;旱作区降水利用率仅为56%,其中还有26%的水分消耗于田间的无效蒸发,产出低而不稳。农业用水效益指标远低于节水农业发达国家的水平,农业节水有着巨大的潜力。
因此,要在研究节水农业基础理论和应用技术的基础上,将农业水资源的利用效率、作物水分生产效率和水资源的再生利用率和农业生产效益紧密结合;将高新技术、新材料和新设备与传统农业节水技术相结合,加大农业节水技术和产品中的高科技含量,建立适合国情的节水农业技术体系,形成较为完善的节水农业技术和产品市场,加快传统粗放型农业向现代精准型农业的转变进程。
(四)数字农业技术的研究和应用
【摘要】本文综述了节水灌溉技术内涵、体系及发展趋势,在此基础上,提出了推进节水灌溉技术发展的4点政策建议。
【关键词】节水灌溉;技术,趋势,建议
节水灌溉技术的发展不仅是节水的需要,也是农业现展的需要。发展节水灌溉技术对于推进现代农业、建设节约型社会有十分重要的意义。为此,笔者就我国节水灌溉技术及发展趋势作一探讨。
1.节水灌溉技术含义及体系
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。灌溉用水从水源到田间,到被作物吸收、形成产量,主要包括水资源调配、输配水、田间灌水和作物吸收等四个环节。在各个环节采取相应的节水措施,组成一个完整的节水灌溉技术体系,包括水资源优化调配技术、节水灌溉工程技术、农艺及生物节水技术和节水管理技术。
节水灌溉技术体系主要包括以下几个方面:(1)灌溉水资源优化调配技术。主要包括地表水与地下水联合调度技术、灌溉回归水利用技术、多水源综合利用技术、雨洪利用技术。(2)节水灌溉工程技术。主要包括渠道防渗技术、管道输水技术、喷灌技术、微灌技术、改进地面灌溉技术、水稻节水灌溉技术及抗旱点浇技术。直接目的是减少输配水过程的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失,提高灌溉效率。(3)农艺及生物节水技术。包括耕作保墒技术、覆盖保墒技术、优选抗旱品种、土壤保水剂及作物蒸腾调控技术。(4)节水灌溉管理技术。包括灌溉用水管理自动信息系统、输配水自动量测及监控技术,土壤墒情自动监测技术、节水灌溉制度等。
2.节水灌溉新技术
目前,比较有发展潜力的节水灌溉新技术是:(1)与生物技术相结合的作物调控灌溉技术。就是从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,到达节水增产的目的。(2)应用3S技术的精细灌溉技术。就是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS),遥感技术(RS)和计算机控制系统,实时获取农用小区作物生长实际需求的信息,通过信息处理与分析,按需给作物进行施水的技术,可以最大限度提高水资源的利用率和土地的产业率。T是农田灌溉学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。(3)智能化节水灌溉装备技术。就是把生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术集成节水灌溉机械与设备,适时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水,达到最优的节水增产效果。
3.节水灌溉技术发展趋势
我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。软管卷盘式喷灌机及人工移动式喷灌机比较适合我国国情。(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。
4.发展节水灌溉技术的政策建议
(1)提高发展节水灌溉技术的认识。我国是一个水资源短缺的国家,随着人口增加、经济发展、社会进步,农业灌溉用水要在用水总量基本不增加的情况下保障我国粮食安全,只能走内涵式发展的道路,灌溉必须走节水型的发展道路。因此,我们应加大对发发展节水灌溉技术的宣传教育力度,使全社会都来关心节水灌溉技术,形成一个较好的节水灌溉技术发展环境。
(2)形成发展节水灌溉技术内在机制。通过制定和运用好水价、水权这些经济手段,对农业用水需求进行有效调控,削弱低效益膨胀型的用水需求,杜绝无效益浪费型的用水需求,促进节约农业用水的需求,从而推进节约灌溉技术发展。
关键词:蓟县;节水农业;发展现状;策略
为了应对日趋严重的缺水形势,建立节水型社会,特别是发展节水农业是一种必然选择。发展节水农业是解决我市水资源短缺的根本出路,对整个经济社会的发展有着极其重大的战略意义。
一、蓟县节水农业发展现状
近几年来,县委县政府高度重视水资源的开发、利用、节约和保护,以《天津市节水型社会建设试点规划和实施方案》的出台为契机,全面启动实施节水型社会试点建设。推广了以保水、蓄水、节水为主要内容的节水农业综合新技术,以有限的水资源支撑了全县经济社会的可持续发展。
1.调整种植结构,缓解用水矛盾。
近年来,县委县政府把发展设施农业作为现代节水农业可持续发展的重要措施。因地制宜积极推广喷灌、微喷灌和滴灌等节水灌溉技术,完善节水补灌设备。在水稻产区用旱育培育壮苗,推广水稻“浅湿晒”节水灌溉技术。在旱作区大力普及节水种植模式,推广应用深松、增施有机肥、秸秆还田技术和镇压保墒等技术,增强土壤蓄水能力,降低水分消耗,提高土壤肥力。在大幅度提高农业水资源的利用率和生产效率的同时,加大农业结构调整力度,减少高耗水农作物种植面积,引进冬小麦“农大3432”和“石家庄8号”、杂交谷子“张杂谷6号”和“张杂谷8号”等节水抗旱作物新品种,扩大种植面积,既减少了用水量,降低了生产成本,又增加了农民收入。为推进全县农业生产模式向高效节约型转变起到了积极的引导示范作用。
2.加强农田水利建设,改善农田灌溉条件。
十二五”以来,蓟县以“全国小型农田水利建设重点县”项目为支撑,在全县范围内实施农田水利节水工程、骨干河道水环境治理、农用桥闸涵维修改造等8项工程。加快骨干水利工程改造和农田水利基本建设步伐,累计投资2.1亿元,在全县范围内铺设低压节水管道1260公里,打机井1288眼,清理河道淤积392.17公里,建设小水窖6052个、山塘623座。在全县形成小型水源工程区、地上水灌区、设施农业园区、水库周边节水区等集中连片、效益显著的6个小区,改善农田灌溉面积近10万亩,新增节水农田灌溉面积18万亩。为发展高效节水农业奠定了基础。
3.立足山区实际,大力开展集雨节灌工程建设。
为解决山区用水困难,几年中我县结合山区地域特色,确定了以开发山区小型水源,改善山区农业灌排条件为重点的治理规划,大力开展了山区集雨水窖和节水管道建设,建成山区集雨水窖近2000座,铺设管道22万米。实现了水资源循环利用,提高了水资源利用率,并调动了当地群众推广节水措施的积极性。
4、优化污水处理,实现再生水利用。依托蓟县污水处理厂建成5000亩再生水农田灌溉示范区,为规模利用再生水回灌农田提供了依据。通过对污水的处理,使其达到灌溉水标准,即满足了农业灌溉的需要,又改善了生态环境,从而提高了水的利用效率。
二、发展节水农业中存在的问题
水是农业命脉,蓟县是水资源严重短缺的农业大县,发展节水农业是保证蓟县农业发展和经济水平提高的重要途径。虽然近年来我县农业节水工作取得了较大进展,但依然存在一定的问题,主要表现在:
1.节水农业推广力度不够,理论认识上存在偏差。目前,我县对节水农业新技术的推广组织力度不够,没有引起足够重视,常规技术多,高新技术少。对节水农业的认识还存在一些偏差,将节水农业等同于农业工程节水。旱作节水与灌区节水发展不平衡,制约了节水农业的发展,影响了全县节水农业的整体发展水平。
2.农业节水技术综合集成程度低,技术整体效益没有得到充分发挥。在发展节水农业的过程中,只注意单项的工程节水措施,如渠道衬砌防渗、低压管道输水、喷灌和微灌等,而忽视将各种节水措施紧密结合,没有形成综合配套集成技术,导致单一技术的示范效果不明显,节水效益低,抑制了节水新技术的推广速度。
3、节水农业发展的保障体系不完善,基层管理体制不健全。目前我县尚未形成统一的节水农业管理体制。管理模式粗放,有限的水资源不能得到合理、高效地开发利用。主管部门与灌区及用水者的职责模糊,灌区及用水者只管用不管修,造成灌溉设备损坏严重,工程老化失修,致使政府投资建设的节水设施工程不能发挥应有的效益。
三、发展节水农业的对策
节水是全社会的共同责任,发展农业节水是建设节水型社会的重要组成部分。节水农业的实施,可以最大程度地降低或减少对水资源的无效或低效利用,从而为农业的可持续发展提供水资源保证。而水资源的日益短缺对节水农业提出了更高的要求。未来,我县的节水农业将朝着适用、成套、先进的方向发展。
1.加大节水农业宣传力度,提高节水意识。
节水涉及到千家万户,牵动各行各业。通过科技下乡、技术培训、示范观摩、印发资料和节水技术信息咨询等方式大力开展节水宣传,普及节水农业技术,提高农民节水意识,充分认识到节水农业的必要性,为节水农业发展奠定坚实的基础。
2.加强水利社会化服务体系建设,完善管理措施。
要实现节水农业的可持续性发展,一方面要加强农民的节水意识,另一方面要加快农业和农村法制建设,严格依照法律法规和合理的管理措施管理农业的节水问题,开展农业和农村经济工作[2]。应加强和完善农业用水管理和监督,建立健全的农业节水社会化服务体系,落实管理责任,建立多种服务并存的基层水利服务网络。在做好服务和监督的同时,对基层干部和农民群众有计划的开展节水知识培训工作,提高管水、用水人员素质,全面推动全县节水农业工作的开展。
3.工程节水技术与非工程节水技术相结合,形成高度集成的综合节水技术体系。现代化节水农业必须做到两者相结合,才能真正达到高产、节水、高效。在重视工程节水的同时,还要加强农艺节水和管理节水技术的推广。调整种植结构,加大节水抗旱品种的种植面积,制定优化灌溉用水管理制度,加强输水、配水、量水设施建设,最大限度的提高水的利用率及利用效率,保障节水农业持续稳定发展。
参考文献:
[1]闫敏。 我国西部地区节水农业的现状与展望[J].农业环境与发展,2007,(04)
引言
现代化新技术是农业种植生产的重要保障,也是经济社会得以发展和进步的重要支撑。我国人口众多,耕地面积较少,水资源匮乏,已经成为制约我国经济社会发展的瓶颈。因此,发展现代化新技术,推广新技术新措施,提高农业资源的利用效率是提高农业生产种植效益的根本出路。此外,随着经济社会发展,人口增加,耕地资源不足,水资源不足等对农业生产和经济社会发展产生直接影响,也对本区农业种植提出更高要求。在这样的背景下,促进农业种植技术发展,推动农村经济社会进步,保证农业生产的重要出路就是发展现代化新技术。
1 现代化新技术在农业种植生产中的应用意义
在重要的粮食生产基地中,为保证农业种植生产效益,有必要推广和应用现代化新技术。一些地方有着独特的地理环境和气候因素,农业生产对新技术和水资源的依赖性极强,农业发展在很大程度上依赖于灌溉发展和现代化新技术的应用。只有水资源充足才能保证农作物正常生长,才能保证农业高产。而一些地区水资源缺乏,农业生产面临缺水和技术不足的严峻形势。随着人口增长和经济社会发展,水资源需求量不断增长和水资源可供量短缺矛盾日益突出,严重阻碍社会经济可持续发展。在水资源总体短缺的同时,农业灌溉高耗水的状况应该改善,同时还要推广应用现代化新技术。在这样的背景之下,在一些地区水资源紧缺、经济社会发展、农业灌溉用水面临严峻形势的情况下,要保证当地粮食生产,就必须发展节水灌溉技术,推动现代化新技术,提高农业灌溉水利用效率,节约灌溉用水,扩大灌溉面积,为提高单位面积产量、提高当地粮食生产能力创造条件。推广现代化新技术,是保证粮食生产的重要举措,是实现当地经济社会可持续发展的必然选择,是解决当前用水矛盾的根本出路,也是加强当地农业综合生产能力建设,调整农业产业结构,努力实现粮食增产,农民增收的必然选择。
2 现代化新技术在农业种植生产中的应用策略
目前,现代化新技术主要包括数据库技术、无线传感器监控技术、可视化技术、光技术生物技术。其中,生物技术又包括组织培养技术、生物农药技术。这些技术措施满足农业种植生产需要,需要把握技术要点,使其得到更为有效的利用。应用数据库技术,能实现对农业种植生产的监测与控制,通过构建完善的数据资料信息库,有利于农业种植生产的信息化管理,促进农业信息技术共享,为提高施肥、管理水平提供信息资料与参考。同时,数据库系统还有农业专家的指导方法和意见,能帮助农民解答实际工作中遇到的困惑,有利于提高农业生产种植效益。无线传感器监控技术能感知外界温度、湿度、光照时间和二氧化碳含量,对周围环境状况进行监测,掌握周围环境是否满足农业种植需要,对存在的不足及时采取防范措施,为农业种植生产创造良好条件。可视化技术能实现对农业生产种植的监测与管理,发现不足并及时采取修复措施。光技术主要应用于大棚生产之中,满足作物生长的光条件需要。生物技术的应用,可以培育新组织,提高作物生长质量和效益。促进农作物更好生长。
3 现代化新技术在农业种植生产中的应用效益
3.1 节水效益。某地区2011年应用现代化新技术后,加强增效综合示范项目建设,亩均灌溉用水量大为减少,地下水开采量相应减少,农业种植生产技术水平不断提升。项目实施后,0.5万亩节水灌溉面积年总节水109万m3,根据水权转换办法,配置给其它灌溉面积,每立方米按0.071元计算,年节水效益7.74万元。
3.2 增产增收效益。由于项目区内实施现代化新技术,提高作物灌水的保证率,通过调整作物种植结构,大力发展制种业和经济作物,从而达到增产增效的目的。据估算:枣树小管出流滴灌亩均增产50kg,价格以8元/kg计,年增效益24万元。葡萄小管出流滴灌亩均增产50kg,价格以5.6元/kg计,年增效益33.6万元。啤酒花小管出流滴灌亩均增产75kg,价格以4.6元/kg计,年增效益31.1万元。辣椒滴灌亩均增产95kg,价格以3.40元/kg计,年增效益38.3万元。低压管道输水灌溉亩均增产粮食55kg,价格以2元/kg计,年增效益 3.3万元。现代化新技术项目区年均增产增收效益共计159.4万元,增产增收效益明显。
3.3 社会效益及生态效益。采用现代化新技术后,与传统农业种植技术比较,浇水、施肥、打药等劳动强度大大降低。按每亩地每年节省1个人工计算,现代化新技术实施后,年节省人工0.5万个,每个工日按50元计算,年节省人工费用25.05万元。节地效益,现代化新技术还可以节省田间渠道占地,提高土地利用率,一般可节地5‰,节地20.05亩,节地效益6.26万元,现代化新技术总经济净效益110.73万元,社会及生态效益良好。
关键词农业节水技术;应用;可持续发展
资料表明,世界上粮食增产中25%归功于扩大耕地面积,75%归功于提高单产。虽然单产的提高是综合措施的结果,但灌溉却是其中重要措施之一。随着世界性水资源日益紧缺,水资源不足已成为制约我国国民经济发展的重要因素,要进一步发展灌溉面积就必须节约灌溉用水,大力发展农业节水技术。
1农业节水的主要措施
1.1发展渠道衬砌与管道输水技术
输水配水渠道的渗漏损失是农田灌溉水量损失的重要组成部分。一般未衬砌的渠道输水损失达40%~50%,开展渠道防渗是农田灌溉节水的重要环节。为了提高灌溉输水的利用率,世界许多国家都在致力于发展渠系衬砌、管道化工程。
1.2改进传统地面灌溉技术
传统灌溉方式由于灌水历时长、用水量大、灌水不均匀等影响作物产量。所以,长期以来各国都在积极致力于对传统地面灌溉技术的研究与改进,并创造了许多全新的方法。其中波涌灌(间歇灌)和激光控制平地畦田灌就是2种影响较大、效果较好的方法。
1.3推广喷灌、微灌技术
喷灌、微灌技术可在传统的沟、畦灌等地面灌溉基础上节水30%~50%,节省劳力20%~90%。在节约用水量的同时改变了传统的灌溉概念,能够把含有肥料的水一滴滴地输入作物根层的土壤中,使土壤中的水、肥、气、热保持协调关系,达到作物高产目的。
1.4充分利用咸水、废水灌溉农田
目前采用的方法能够在空间和时间上预报出灌溉后的土壤溶液成分和土壤基质,据此判定土壤状态,并在一定的气候条件下,参照土壤状况选择适宜种植的作物。耕作方式通常采用轮作制,即耐盐和不耐盐作物轮作,咸水、废水与淡水轮灌,以避免土壤过度积盐。
2有效利用水资源的新技术
2.1选育耐旱作物和节水品种
选育耐旱作物品种,是充分利用生物适应环境,以生物机能提高作物水分利用效率的重要途径。耐旱作物一般在生长关键期能避开干旱季节,抗逆性强,生长期能和当地的雨季相吻合,在雨季快速生长,以充分利用有限的降水。
2.2改进耕作方法与栽培技术
因地制宜,由多耕趋向于少耕、免耕;由浅耕趋向于深耕;由耕翻趋向于深松;由单一作物连作趋向于粮草轮作或适度休闲;重视水土保持,纳雨蓄墒,合理施肥,以肥调水。
2.3推广地面覆盖技术
地面覆盖具有抑制土壤蒸发、蓄存降水、保持土壤水分、提高土温的优点,分为有机物覆盖、地膜覆盖和化学覆盖。有机物覆盖就是利用农作物秸秆、糠皮等材料进行地面覆盖,有明显的保墒节水效能;地膜覆盖是一种用薄膜覆盖的农田技术,能够提高地温,抑制蒸发;此外,保水剂、抗蒸腾剂等化学覆盖技术也得到了广泛应用。
2.4采用调亏灌溉技术
调亏灌溉是根据灌溉对象的生长发育规律及生产的实际需要,有目的地不充分供给水分,使作物经受水分胁迫,限制其某方面或某时期的生长发育,达到既节水又增产的效果。
3节水灌溉技术在新疆兵团的应用
3.1膜下滴灌技术的推广
膜下滴灌是将覆膜种植技术与滴灌技术两者互相结合的新型灌溉技术。通过生产实践,膜下滴灌技术比常规灌溉节水30%以上,土地利用率提高5%~7%,单产提高20%左右,大幅度降低了农民的劳动强度、提高了经济效益。由于这种先进生产方式的实施,带来了农业体制和组织形式的创新,出现了一大批家庭农场,不仅有效节约了农业用水,促进了地区生态环境的改善;还为低成本高产出的农牧产品提高了市场竞争力。至2006年,全国推广微灌总面积66.67万公顷以上,仅新疆生产建设兵团就推广38万公顷。大田膜下滴灌技术是新疆生产建设兵团近几年来推广应用节水灌溉项目中经济效益最高、生态效应最好的灌溉新技术,具有广阔的发展前景。3.2滴灌自动化控制系统的应用
滴灌自动化技术把新疆兵团节水灌溉推上了一个省水、省工、增产、增效的新局面,实现了高层次决策控制,是膜下滴灌技术可持续发展的必由之路。2002年,136团完成了33.33hm2棉田自动化控制系统滴灌试验,实现通过田间土壤温度传感器、风向、风速、光照、降雨量和蒸腾传感器进行自动化灌溉。随后,121团、127团等地也建立了灌溉自动化控制系统示范区,自动监测预报农田各项技术参数,进行科学节水灌溉,2006年,兵团级棉花水肥高效利用基地“农八师148团节水灌溉自动化控制项目”全面实施,该项目投入使用后,有效地减少人在田间的活动次数,防止病虫害传播和蔓延。同年6月,全国最大面积400hm2棉田“自动化滴灌技术”在农八师149团推广试验成功,达到了作物长势室内可视化,土壤墒情自动监测化,灌溉自动化。
4节水技术的发展方向
4.1灌溉工程节水技术发展方向
输水节水技术的发展方向是:为解决混凝土衬砌延伸性差、易开裂等缺点,试验用钢丝网等加筋混凝土替代常规混凝土衬砌。另外,随着化学工业的发展和机械化施工技术的日益进步,膜料衬砌在渠系衬砌中的比重逐年增大,将有可能成为未来渠系衬砌材料发展的主方向。
喷、微灌技术的发展方向是:喷、微灌相互配合共同发展,发扬喷灌射程远、效率高等优点,克服喷灌能耗大、喷头易堵塞等缺点;开发和研制新型灌溉设备,提高灌溉均匀度,克服滴灌系统易堵塞的缺点,并向低压、节能型方向发展,减少传动装置能耗;灌溉设备标准化、系列化。
4.2科学管理与精准灌溉相结合
随着科学技术的迅速发展,通过地理信息技术实行灌溉管理自动化,成为农业节水管理技术的发展方向。地理信息技术可实现在农业生产全过程中对农作物、土地、植保从宏观到微观的实时监测,能够对作物生长发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境改善进行定期信息获取和动态分析,通过系统的诊断和决策,制定实施计划,使农业可持续发展。地理信息技术的快速发展为农业数字化建设和自动化、智能化管理提供坚实的技术基础,并逐渐成为以可持续发展为目标的精准农业技术体系的核心技术。
5参考文献
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