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劳动力这一常量的动态变化并未引起农地的增减,老人和妇女往往力不从心,如在除草时节,选择使用农药则是他们解决问题最省时、最有效的方法。从深层次来讲,非农收入的增加降低了人们对农业收入的预期,传统的“生存理性”已不再是支撑农业生产的原动力。自20世纪80年代以来,乡镇企业迅速崛起,如今在新农村建设的进程中乡镇企业更是遍地开花,农村经济发展走上“快车道”。但令人担忧的是,这种非可持续发展不久将会使农村环境“乌烟瘴气”,废气、废物、废水的积聚必定是制约未来农村发展的顽疾。乡镇企业三废排放占全国工业污染排放总量的比重由改革开放初期的11%增加到目前的50%左右[8]。特别是部分乡镇采矿业存在滥采乱挖、采富弃贫的现象,对生态环境的破坏和资源的浪费更为严重。农村经济结构调整政策的负效应近年来,为加快产业结构调整,国家出台了一系列促进养殖业发展、鼓励农产品进出口的政策,在养殖业取得高速增长的同时,规模化养殖所带来的环境污染问题也日益凸显。据《了望》周刊报道,目前我国部分农村地区的生态环境已不再是人们想象中的“一方净土”,农村现已成了大中城市的“米袋子”和“菜篮子”。与此同时,城市“送企业下乡”尽可能通过各种途径将污染转嫁给农村,让农村也成了城市的“污水废物处理厂”。据统计,96%的养殖场都分布在城市的郊区与农村,但这些地区正是环保治理和监管的“自由区”,没有建立相应配套的污水和粪便处理设施,也未能将其加以综合地利用变“废”为“宝”,不加控制的排放势必造成地表水和地下水的深度污染。例如,浙江嘉兴地区养猪业比较发达,据调查周边大部地区地下水都因遭到短期内不可修复的生态破坏而不能作日常饮用,这引起了国家和当地政府的恐慌和高度重视,率先试行推出“排污权交易”的政策,在2010年嘉兴市举办的浙江省环境法年会上,全国各地的专家学者们也为此展开了激烈的讨论。中国现有生态环境政策在农村适用的局限20世纪早期,随着经济全球化和城市化的发展,工业污染成为不可回避、亟待解决的问题,中国为此出台了一系列的环境政策。
尽管当时农村环境的污染还未能引起人们的特别关注,但希望制定的环境政策能够在城市和农村通用却是制定者的期望目标。然而,这种“理性”制度的设计并未充分考虑到农村与城市环境的异质性,现行的环境政策在农村适用发挥效用的“半径”是有限的。首先,行政管制是中国环境政策的主要手段[9]。然而,国内专门的环保部门只在县级以上设立,农村环境管理及其监管机构的缺失很难促成失范化的农村生产与生活方式向环保型转变。其次,由于中国长期实行“城市-农村”二元机制,区域间政治、经济发展不平衡,这种先天性的不足注定在配置农民环境权益上的不公平,从而导致引导性环境政策在农村失去广阔市场。引导性环境政策的目标是鼓励和引导环境利益关系中的社会各方主体积极主动式地参与到环境保护的行列,其手段大多是采用激励的方式,如给予优惠政策和生态补偿、赋予荣誉称号等。也就是说,环境权益的公平配置是引导性环境政策顺利实施的前提,利益驱动机制的建立是其保障,长期稳定的有效政策是人们对国家的高度信赖。但是在现实社会中,城市因工业化连带的“福利”和污染“转嫁”向农村的现象存在着严重的不公平。再次,生态环境补偿措施不到位导致农村居民保护生态环境的积极性减少。农民对利益最大化的追求可以理解,有限理性的农民往往弃生态利益于不顾,盲目追求经济利益。说明缺乏有效的生态补偿激励机制,很难唤起农民的主动参与。
大力推动农业清洁生产农业清洁生产,简而言之就是指用一种清洁环保的理念指导农业生产的全过程,最大限度降低农业发展给人类社会带来的环境风险,其实质是要建立既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和农业投入要素,并保护生态环境和人体健康的生产方式。在具体的农业生产中,以运用绿色肥料、绿色地膜、清洁灌溉等手段来确保实现农业生产经济性和环保性的双重价值目标。农业清洁生产要满足以下3个方面的条件:①以最小的资源投入产出最大化的价值;②农业生产方式要清洁,减少对环境保护的危害;③农产品既要满足人的需要,又要符合绿色健康的环保标准。当前中国农村经济发展的水平还不够高,农民保护环境的意识还不够强,农技人员的数量和质量与农村发展的要求还相差甚远,还有一个重要的因素是农业与环保机构对部门利益最大化的追求导致农业清洁生产在技术推广、制度管理以及组织形式创新等领域的路径变窄,动力不足。所以,今后应重新审视农业与环保部门的职能分工,鉴于农村环保制度的断裂,将农村的发展与环境的保护均纳入农业部门进行整体规划是明智的选择,也有利于推动农业清洁生产的普及。发展可持续的生态农业技术我国农村的污染问题已十分严峻,为了控制污染的进一步恶化和力求恢复已被破坏的土地、水生态系统,发展可持续生态农业技术并加以运用是一项重大而又迫切的任务。这需要从两个方面进行着手:一方面,要加大对农业科技的投入,强化技术攻关和推动技术创新。据统计显示目前我国对农业科技的投入只占科技投入总量的23%,这种力度显然是不够的,应将其比例增加到35%左右比较适宜。当前农村推行的精准农业、平衡施肥技术、田间综合管理技术等,都在一定程度上缓解了农村的面源污染。但是,这些技术由于实施成本比较高、技术性比较强并未得到产业化的应用,还需进一步的创新改进[10]。另一方面,要提高农业生产标准化水平。国家应围绕农业的生产、加工、流通制定出农业生产技术标准化体系的指南,推动农业的规模化生产;国家应针对农业和农村环境发展的技术瓶颈开展重点科研项目,大力扶持研发低毒高效农药、有机复合肥料;与此同时,将有利于农村环境保护的农业生产技术纳入到农业发展的范畴,进行专门统一的管理,并在政策上给予倾斜,实现农业与环境技术的一体化,带动农业环境技术创新。秉承生态文明,挖掘农耕文化,提倡生态农业集约的土地利用方式集约的土地利用方式有两条途径,分别为扩大农用地面积和提高单位面积农用地的产量。集约式农业生产不仅提高了农作物的产量,而且对农业生态环境保护也有重要的意义。
如在棉花垄之间种甘薯、马铃薯,芝麻和大豆的混搭播种,玉米和西瓜套种,并且还在田沟地角种植油菜、小豆等农作物。休养生息的轮作、层次分布错落的套种方式,遵循了物竞天择的植物生长规律,充分吸收了天然的水分和光照,从而丰富了农用地单位的产出数量、质量和品种[11]。提倡生态农业中国的生态农业是指将传统农业的生产技术运用在现代农业背景下的变式和再利用,通过高水准、密集型的农业技术将农业发展对农村环境的外部性效应内在化的综合性农业系统[13]。生态农业主要是维护水、土地和动植物的遗传资源,保护基因资源和生物的多样性,建立有益于农业发展与环境保护的物质循环和能量流动机制,抑制和消除系统内不利关联,尽量减少化肥、农药、动植物生长调节剂和饲料添加剂的使用量。其具体实施表现为对农作物的秸秆进行深耕掩埋,利用水窖、滴灌和倒灌技术,使用粪便和草木灰肥料,采取生物和人工技术防治病虫草害[12]。生态农业具有自我保持和修复生态系统的功能,如传统农业生产中病虫害的防治。一方面通过人工捉虫;另一方面充分发掘各种动植物间相互制衡的价值,如猫头鹰、青蛙、蟾蜍、蜥蜴等均是田间虫害的克星,最终实现农业和环境的协调同步发展。坚持“引导性”与“自主性”相结合的政策导向自农村实施家庭承包责任制以来,中国长期推行自上而下“强压型”的环境政策,但农村环保机构缺失,农业部门职能错位,该政策很难实现对庞大农民主体和分散的农业生产行为的有效监管,最终也势必导致农村环境的长久性污染。所以,政府应主张由“强压型”向“引导性”的环境政策转变,使生态环境保护的行为成为农业生产主体的一种自觉。可以这样说,推行“引导性”环境政策的过程也是将环保理念、生态农业的生产方式内化于农民的过程。具体实施过程中,一方面我们可以通过生态补偿、环保农业技术推广、环保教育等手段促成农民对生态农业的偏好选择;另一方面鼓励消费群体对农产品的质量进行监督,使农产品的外部不经济性内部化。但“引导性”环境政策和“自主性”(具有自组织特性)环境政策并非是一对等同性概念,政府在制定和推行该政策的过程中,仍起着举足轻重的作用,只是对政府的参与形式和参与阶段的角色定位有所变通。一般来说,政府在“引导性”环境政策中承担的任务有:鼓励环保科技创新,监管环境信息公开;开展环境科技的宣传和教育,提高全民族的环境意识;及时重大环境信息,创建环境信息员监督制度;制定激励机制,促使农民主动参与环保行动并从中受益;二次分配环境公平权益[13]。适合农村的“引导性”环境政策有:绿色或有机食品标志;农村生产、生活废物的综合利用;农村经济结构及种养结构的调整等。此外,农村的环保工作行动中,村民只是一个被动的受体角色,对此行动的有关信息了解很少,也不愿主动去了解政策的有关信息。由于没有真正参与到环境保护的政策中去,村民缺少对当前环境的认识,也不清楚自己在农村环境工作中需要承担的责任。由此可见,只要村民还没有成为农村环境保护的主体力量,农村的环境治理工作就只能是停留在表面工程、面子工程,环境还会持续恶化下去。适合农村的“自主性”政策有:农民环保信息员、民间环保组织和民间环保自卫队。
笔者认为,这一问题主要是因为政策设计者急于应对“三农”问题的功利性,缺乏一个从农业发展与环境保护共生共益出发的整体性视角,导致农业发展“一手抓”,农村生态环境“一边倒”的现象。因此,在制定和实施农业政策时必须对农村生态环境问题加以充分考虑。反过来讲,环境政策的制定和实施也必须考虑到农村生态环境的特殊性以及对农业发展正负效应,在二者间寻求一种动态的平衡。这也要求我们根据不同的发展阶段,不同的地域风情,运用灵活的、综合的农业、生态环境政策加以调整,各有侧重或兼容并包。建构具有生态文明理念、一体化的农业、生态环境政策是今后农村长期发展规划的一个重要纲领,也是科学发展观对农业、生态环境政策的必然要求。
1.1 变频调速的基本控制方式
异步电动机的同步转速即旋转磁场的转速为:nl = 60f1/ np
式中:nl-同步转速;f1-定子频率(HZ);np-磁极对数。
异步电动机的轴转速为: n=n1(1-s)= 60f1/ np(1-s)(1)
式中s-异步电动机的转差率,s=(n1-n)/n1改变异步电动机供电电源的频率P,则可改变同步转速,实现调速运行。
根据流体力学原理,水泵的流量Q、总扬程H、轴功率P有下列关系:Q/Qo=n/no(2);H/Ho= (n/no)2 (3);p/po= (n/no)3(4)
式中,n0为基准转速;n为运行转速;Qo为no时的流量;Q为n时的流量;Ho为no时的扬程;H为n时的扬程;po为no时的功率;p为n时的功率。
由以上4式看出,通过控制电机输入电源频率,可以实现控制水泵转速、出水量、出口压力、轴功率的目标,起到节水节能的效果。
1.2变频调速节能原理
对于实际的泵负载,通常存在一个与高低差有关的实际扬程,在进行变频调速运行时必须注意。根据泵的H-Q特性和P-Q特性,在实际的运行点应由管路阻抗曲线与H-Q特性的交点决定。例如,80%时的运转点不在高点,而是低点。轴功率也要考虑同样问题,即工作点不是转速立方曲线直接相交。亦即当实际扬程越大,在相同的转速下(此处为80%)流量减少的比例也越大,使转速调节范围变窄,从而使节电效果变小。
当流量从高点变为低点时,对于阀门控制通过关小阀门使阻抗曲线发生变化,则工作点由高点转移到低点。若改用转速控制,则在同一阻抗曲线上从高点转移到低点。在阀门控制时由100%速度的高点转移到低点;则减少很小的耗能。而转速控制时,在由实际扬程决定的功率特性上由高点转移到低点,与阀门控制相比可获得相当于高至低大小的节电效果。而泵采用变频调速时,轴功率随实际扬程变化的时。实际扬程越小,轴功率越接近理想的立方关系曲线,由于调速而产生的节电效果也越大。
2.变频调速技术在农业灌溉改造工程中的应用
2.1 变频调速技术在农业灌溉中应用的优势
2.1.1 传统农业灌溉方法的弊端 水泵和配套电机功率大小是根据所需灌溉面积和灌水定额来选择的,水泵运行后,电机就全速运转,不能进行电机转速调整和流量控制。在实际的农业生产灌溉中,田间(包括经济物旱地)的需水量是根据农作物生长时节的变化而不同的。在通常的农业灌溉中造成了能源的极大浪费。其次,作为农业灌溉的泵站根据田间灌溉种类的不同,水泵规格也就不尽相同。有轴流泵或离心泵灌溉,又分为水泵是无压渠道灌溉和有压管道灌溉,特别是在有压管道灌溉时,常规采用调整阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、液位、压力等信号控制。这样,不仅造成了大量的能源浪费和管路、阀门等密封性能的破坏,还加速了泵腔、阀门的磨损和气蚀,严重时损坏设备。农业灌溉多采用异步电动机三角皮带驱动或直接驱动方式运行,存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命,而且当设备出现机械故障时,不能瞬间动作保护设备,经常出现泵损坏,甚至烧毁的现象。
2.1.2 使用PWM变频调速技术的优势 采用PWM变频调速技术后,可根据实际灌溉需求进行电机转速控制,以满足农作物、经济作物不同季节,不同时段的供水需求,达到最大的节能效果。该技术采用软启动和软停机方式控制电机运行,减小了对泵腔、管路和阀门的损坏,从而延长其使用寿命。同时,该技术具有过流、过压、缺相、短路等多种保护功能,切实保护水泵和电机不受损坏和烧毁。
2.2 水泵变频调速的控制原理
2.2.1 变频控制功能在农业灌溉中有多种灌溉方式 不同的灌溉方式所需的压力是不同的,但在同一种灌溉方式中一般采用恒压供水系统。所谓恒压供水,是 在保持水泵扬程恒定的前提下,通过改变转速达到调节流量的目的。(流量恒定时,转速从高到低时,流量从某流量减少到相应的流量)。农业灌溉中,在供水系统中设置多压控制电路,控制电路可以按照农业生产对应的喷灌、微喷灌、滴灌等多个压力需求设定,在农业生产灌溉时,控制电路按灌溉方式要求不同,可以设定不同的压力值,压力值控制电路自动转换到相应工作压力,使系统达到恒压供水方式,达到节电节水灌溉的目的。
关键词:农业灌溉 节水灌溉 新疆
新疆地处欧亚大陆的腹地,气候干燥,雨水稀少。基于这样的前提,推行节水就显得尤为重要。现在我们来分析新疆节水灌溉技术发展的现状,找到限制节水灌溉的一些因素,并列举几种较好的节水灌溉模式,预测节水技术发展的未来应用。
1.新疆节水灌溉的发展现状
新疆地处欧亚大陆的腹地,气候干旱少雨。新疆的特点是“灌溉农业、荒漠绿洲”。建国后,新疆的灌溉区建设取得了长足的发展,灌溉的面积增加了将近4.5倍(由解放初的1.6×107亩增加到7.2×107)。此外灌溉的设备也有所改善。目前整个新疆的毛灌溉有700m3亩。渠系有效利用系数的平均也达到了0.52。农业节水灌溉技术一直是新疆灌溉建设发展的重点。目前新疆节水灌溉取得骄人成绩,节水微灌溉面积占到全国的微灌溉面积的72%,在全国各省中排名第一。
2.节水灌溉的制约因素
2.1产权制度不完善 节水灌溉是国家提倡鼓励并支持的项目,项目的资金主要由中央政府拨款,再有就是地方政府以及受益群体负担剩下的一部分。由于我国小型农田水利工程的产权制度不完善,造成产权不明,不利于管、用、建的实现。
2.2农民种植不统一 现代灌溉技术主要应用在大面积的同类作物,而单户农民经营的不同,很难实现统一灌溉,增加了管理的困难,不利于灌溉技术的推广。
2.3财政不足 由于节水灌溉项目资金投入大,虽然国家拨付了大部分的资金,但因为地方经济发展有限,以致影响节水灌溉项目的规模化发展。
3.目前较成熟的灌溉方式
3.1棉田膜下滴灌技术 棉田膜下滴灌技术是近几年迅速发展起来的灌溉方式,是目前最成功的灌溉模式之一,它是将滴灌技术与覆膜种植技术相结合的新型灌溉方式。该灌溉方式兴起于北疆天山一代,目前已经在东疆与南疆得到推广。同传统滴灌技术相比该技术具有节水效果明显、成本低等优点。将膜下灌溉技术同水肥耦合以及高密栽培技术结合能够明显提高棉花的产量,因此深受广大农民的欢迎。这种灌溉的应用使那些宽行距的农作物,不受井灌区的限制,具有很大的发展潜力。
3.2棉田膜下软管灌溉技术 棉田膜下软管灌溉是常压(低压)微灌技术的改进,属于新型灌溉技术。该技术因为无需任何动力、成本低的特点在近几年获得较快发展。该技术节水效果与喷灌相近,增产效果处在滴灌与喷灌之间,运行费用合理,投入产出比例较大,适合贫困地区的农民。但该技术还不够完善,需要进一步的完善、改进,具有较大的发展潜力。
3.3山区喷灌技术 山区喷灌技术是新疆成熟节水灌溉模式之一,它适应密植作物、秆杆作物,特别适应山区、牧区灌溉草场。该喷灌技术节水增产效果显著、实现成本低。但受地形的影响,发展潜力特定。
3.4加压滴灌技术 加压滴灌技术主要是将水源加压后进行滴灌的方式,是目前新疆应用较广泛的一种灌溉方法。该技术节水增产效果显著,但一次性投资较大,运行成本较高。适用作物较广泛,可应用于大田农业、经济作物,也可应用于园林绿化等,尤以规模化发展效果最佳,具有很大的发展潜力。
3.5自压滴灌技术 该技术应用于新疆兵团农十四师224团,它主要是根据自然地形的落差进行自压滴灌,目前该技术已成熟,并推广运用于新疆兵团农二师38团。自压滴灌技术适用作物较广泛,节水增产效果好,一次性投资大,运行成本低,但受地形的限制,发展潜力特定。
4.实现节水技术需考虑的问题
新疆通过十几年高效节水,解决了地理位置不利的困难,成功的协调了经济、环境 与社会的全面发展。十几年的高效节水证明,该技术不仅能够有效的节水、节约成本、提高农作物产量等,还有利于高效的用水,进而促进用水结构的调整、现代农业发展以及生态环境的改善。但高效节水技术的应用必然会影响到绿洲灌溉的发展,为了科学、合理的节水,实现可持续发展,需要认真考虑以下问题。
需要考虑的问题有:设施农业与高效节水技术相结合,设施农业是衡量农业现代化水平的主要标准,集合了大量的高新技术,两者的结合能够将节水技术发挥到极致;加强农作物滴管技术的研究;注重对绿洲环境的保护;实现地表水与地下水科学的转化;根据不同地区的节水指标与规律做出合理的措施,达到“因地制宜”的效果;高效节水的同时考虑盐水的协调;提高林果业节水技术。
5.总结
尽管新疆农业节水技术研究取得成功并得到推广,但仍有一些问题亟待解决。为了实现新疆农业的可持续发展,就要科学的开发与利用灌溉水资源。将节水灌溉同农业综合技术结合利用,在注重经济效益的同时也要考虑生态环境的效益。使水的开发、利用、储存以及灌溉作物的吸收形成一个完整的体系,站在一个更高的高度来审视节水研究、发展以及生态的问题。
参考文献
[1]张江辉,李晓萍,彭立新等.新疆农业节水灌溉技术的发展与应用[J].水利学报,2005,(05).
【关键词】:农业技术;推广发展;改革与创新
中图分类号:F3 文献标识码:A 文章编号:1003-8809(2010)12-0264-01
现阶段,农业技术的发展与推广已成为发展农业生产,提高农民收入比必不可少的重要环节。尤其是随着改革的不断深化,农业技术推广体系也将会得到不断的发展与完善,并将在农业现代化进程中发挥越来越重要的作用。如何进一步加快农业技术推广的改革与创新也变得至关重要。
一、农业技术发展推广存在的问题
我国农业技术推广体系是在计划经济体制下形成的,随着市场经济的不断深入发展,我国的农业技术发展与推广方面将会面临众多的问题,因而在很大程度上会影响到农业技术对农村经济发展的推动。其中主要表现在如下几方面。
第一,农业在发展推广方面的资金不充足。据相关统计,发达国家在农业技术推广方面的经费一般情况下占农业总产值的0.6%-1.0%,发展中国家也在0.5%左右,但是相比较而言,我国的投入不足0.2%。人均方面的经费投入更少,因而导致部分政府出现“卸包袱”的现象,难以有效的实现农技推广对农村经济发展的推动作用。
第二,农技推广队伍积极性不高,农民对现代农业科技的接纳能力较差。虽然农技推广发展技术已经在农村得到普遍开展,但是在现象的农业推广制度下,农技推广发展的速度较慢、服务质量也不高,最终的效益也难以与推广主体的努力程度挂钩,在农业科技进步方面也缺乏有效地激励机制,因此,难以提高农技推广队伍的积极性。再加上农民的文化素质较低,对于新技术的接纳能力也较差,更不利于农技发展与推广在农村的有效实施。
第三,传统的农技发展推广技术已难以适应农民不断变化的生产需求。长期以来,我国农业技术的推广与发展主要以提高农产品的数量为目标,没有跟随农民的实际需求进行改革,因此,在很大程度上难以满足用户对生产技术的需求。
二、农技推广发展体系的改革与创新
1、提高农技推广发展的投资强度
与发展中国家相比,我国在农技推广方面的投资强度也较低,更不用说与发达国家相比较了。因此,提高并落实我国农技推广发展的投资强度已成为一件不容忽视的问题。一方面政府应建立农技推广专项基金,并逐步增加财政支农资金中用户农技推广方面的资金额数。另一方面政府还应调整支农资金投入结构,增加对农业科研、推广发展等领域的资金投入,切实提高我国农机发展与推广方面的资金投入。
2、推广机制的改革与创新
由于农业推广机制的不健全,在很大程度上影响了农业技术推广的效率,归根结底在于体制的不科学性。通过机制的创新可以给农技推广带来活力,而且还有助于提高农技推广队伍的形象。经过相关的实践证明,通过对农技推广机制的创新,建立农技进村入户机制与大联合、大协作的科技工作导向机制,有助于调动科研、推广单位科技人员的积极性,进而可以促进技术的推广,真正提高农村经济的生产发展水平。
3、抓好科技示范工作
通常情况下农民不愿意投入大量的资金应用于尚不完全了解的新技术之中,因此,在技术的推广之初,农民往往都抱着观望的态度。因此,最为农技推广与发展部门应注意抓好科技示范工作,对于增产潜力大、效益高以及推广面积较大的农业技术有目的、有重点的建立科技示范基地,切实让农民了解农业生产的新技术,能够放心大胆的使用,只有这样才能使农业技术得到进一步发展与推广,使农民真正实现科学致富。
4、农技推广部门应做好配到服务工作
作为农业技术推广部门,应充分利用其队伍专业、人才较多、分布较广以及信息灵活方面的优势,做好配套服务工作,切实保障农民从中得到实惠。在产前,应注意搞好市场调研以及预测工作,为农民提供准确的信息服务以及技术准备;产后应采取独营或者联营的方式,开展农副产品的购、加、储、销等服务,切实让保证农民的利益。将产前的项目筛选、产生技术指导以及产后销售纳入农技推广部门的配套服务范围,对推动农业技术在农村的应用发展方面发挥重要的作用。
总之,随着经济体制的不断改革以及农民需求的不断提高,农业科技技术在农村生产经营中产生的巨大效益也日益的显现出来,在农业发展方面大力推进科技技术的应用已成为必然的发展趋势,如何进一步推动农技推广发展体系在农业经营中的有效应用已成为不容忽视的问题。
参考文献:
[1]于水. 中国农业科技推广模式与实践[J].经济研究导刊,2009(16).
[2]何兆美. 现代农业技术推广的改革与发展[J].现代农业科技,2009(8).
[3]邵法焕.我国农业技术推广体系的改革创新与发展趋势[J].农村经济,2005(9).
关键词:农业技术推广;优势;问题;改革
我国是一个农业大国,农业的发展不仅与国计民生息息相关,同时也关系到亿万农民生活水平的不断提高,关系到农村的稳定,关系到建设社会主义现代化强国的稳步推进。建设社会主义新农村、发展现代农业又离不开农业科技,可见农业技术推广在农业生产中占有举足轻重的地位,那么如何推广农业科技,发挥农业科技的高效率呢?我国新时期的农业发展又有何优势呢?
1 我国新时期的农业发展的优势
(1)农业综合生产能力明显提高,农产品供给出现阶段性、结构性和地区性过剩。1978年前我国农产品全面短缺,到20世纪90年代农业综合生产能力显著提高,粮食自给率达到99.6,已由全面短缺向阶段性、结构性和地区性过剩,告别全面短缺时代。
(2)农业基础设施建设迅速发展,向现代化农业迈进。改革开放以来,中央财政对农业基础设施建设和发展的投入力度也逐年加大,2004年后投入增长的势头更快,其中与农业生产基础设施建设紧密相关的农业生产基本建设投资也有一定程度增加。2008年全国农田有效灌溉面积8.171亿亩,机耕面积5.38亿亩,农村用电量6825.2万千瓦时。
(3)多个农业开发项目扶持优惠政策出台,例如国家对农机具购置进行补贴,近年来农业机械(具)基础设施条件迅速改观。2007年全国农机总动力达到7.6亿千瓦,全国农机作业面积达到24.3亿亩,主产区小麦生产基本实现了全程机械化。农业机耕、机播、机收比例稳步提高。另外,国家还实行了良种补贴,刺激了农民的生产积极性,到2012年粮食生产实现“九连增”,农民增收实现“九连快。”从以上可看出,我国新时期农业发展呈现良好的势头,如何把这有利的因素化成更大、更强劲的动力呢?这就得依赖农业技术推广了,然而就目前来看,农村的科技推广工作普遍存在推广难的现象。
2 农业技术推广工作存在的问题
(1)农业技术推广资金的监管制度不完善。目前我国财政支农资金未能实现最佳的使用效果、财政支农资金的作用没有得到充分的发挥。原因是多方面的如管理部门多、行政成本过高、财政支农资金管理机制不完善、监管水平低下、项目资金使用审计工作不到位、财政支农资金的相对规模偏低、财政支农资金结构不尽合理等等。[1]
(2)农业技术推广队伍积极性不高。农技推广经费不足,使一些新的综合配套技术无法引进、试验、示范和推广;另外,由于工作待遇低、工作条件差,过去多年培养起来的农业技术人员有些离开了工作岗位,使从事农技推广的专业人员逐年减少,而高学历、高职称的人员又不愿从事农技推广工作,致使农业技术推广队伍积极性不高,影响了农业科技推广效率。
(3)农业科技推广项目的更新与发展不能适应时代变化的要求和农户生产的需要。现代农业面对的是一个买方市场,消费需求多样化,品质高端化,农业生产处于大的结构调整,农民对技术需求的行为也发生了改变,主要体现在对传统的粮食生产技术需求迫切性下降,而对经济作物生产技术的需求逐步增加;由原来对高产技术的需求转变为对优质技术的需求;由节约资金技术的需求转变为节约劳动技术的需求。而现行的农业技术推广体制是以提高农作物特别是粮食作物的产量为主要目标的,这样一来,农业科技推广项目的更新与发展自然是不能适应时代变化的要求和农民生产的需要。[2]
3 加快改革农业技术推广体制
针对当前农业技术推广难的实际问题,必须进一步解放思想,更新观念,真正把农技推广普及工作抓出成效,为实现农业增收,发展高产、优质、高效、生态、安全的农业做出贡献,为此要加快改革农业技术推广体制的步伐。
(1)加强农业科技推广工作是国家支持农业的有效形式,是新阶段发展农业的重要任务,要按照经营和公益性职能分开的要求,改革农业科技推广体制。
(2)建立健全财政农业监管法律法规体系、建立和完善政府财政农业投资项目责任追究制度、加快转变财政农业投入监督的方法和模式。
(3)积极培育多元化的农技推广服务组织,引导和支持科教单位、涉农企业、专业服务组织、农民合作经济组织等开展农业技术推广服务,开展试点,加快农业科技成果转化,建设农业科技园区,组织实施现代农业高新技术示范工程。[3]
(4)加强宣传舆论导向,激发农民学科技、用科技的兴趣;广泛开展各类农民科技培训,同时加强农业技术推广人员技术培训,创新推广理念,改变服务方式、方法,拓宽服务领域。
(5)加强政府对农业技术推广的保障和支持。农业科技推广是一个庞大的系统工程,能否更好发挥作用和发挥更大作用,除了农业技术推广体系自身要深化改革、创造条件之外,还需要各级政府、社会各界的大力支持和配合,也需要相应的政策措施、资金支持等外部环境和条件作为坚强的后盾。
参考文献
[1] 胡传志. 新时期农业技术推广工作的思考[J].河南水利与南水北调,2010,(02).
作为农业大国,我国水资源紧缺,人均水资源的拥有量仅为世界平均的25%,对农业的发展产生严重的制约作用。雨水是区域水资源最根本的来源,当雨水作为一种用来满足人们生活和生产及其生态环境需要的物质资料时,它就成为雨水资源[1]。在国家“九五”科技攻关项目计划“节水农业技术研究与示范”项目和“十五”重大科技专项(863计划)“现代节水农业技术体系及新产品研究与开发”中把高效集蓄雨水利用摆在了首要位置[2]。
浙江省的降水量比较丰富,但是水污染现象较为明显,雨水集蓄灌溉技术的推广显得尤其重要。浙江省雨水资源丰富,设施本文由收集整理农业及节水灌溉技术推广面积较大,同时利用集蓄雨水灌溉优势显著,推广的可行性高。浙江省的年平均降雨在140 d左右,年均降雨量达到1 601 mm,可集雨1 m3/m2,可产生径流逾100万m3/km2[3],集雨量可谓相当可观。由于浙江省年际内降水在2个汛期较为集中,大量的雨水超渗产流,后期无效蒸发,珍贵的雨水资源没有得到有效利用。加之浙江省“七山一水三分田”的独特地理条件,比较容易发生资源型和工程型缺水的问题。雨水集蓄利用技术的应用,可很好地缓解农业用水压力。
1 雨水集蓄灌溉技术简介
雨水集蓄利用系指人工收集雨水、加以储存并进行调节利用的微型水利工程。我国的雨水收集和利用历史已有1 000年,发展至今已形成完善的雨水径流引导技术、雨水汇集技术和贮蓄技术。20世纪90年代,节水农业研究工作及雨水集蓄技术的利用在国际雨水利用事业的推动下发展速度加快,我国各省(区)推动实施了许多雨水利用工程,如宁夏回族自治区的“窖窑工程”、陕西省的“甘露工程”、甘肃省的“121雨水集流工程”、山西省“123工程”及“112集雨节水灌溉工程”以及浙江省的“葫芦岛雨水集流利用工程”等,有效地减轻了自然灾害的发生,促进了农业生产活力的提高。
设施农业技术的发达程度,往往是一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一。在现代设施农业中,集雨利用系统则发展设计成集雨面、导流槽(管道)、蓄水设施(集雨窖或集雨池)和灌溉系统4个部分。天然降水通过设施棚面及周边空地、道路等集雨面收集后经导流槽汇聚,集中在蓄水设施中,再依靠现代化节水灌溉技术输送给作物,高效、有效地对雨水资源进行了利用。
2005年,北京市农业技术推广站在小汤山特菜基地开展了蔬菜生产全年雨水灌溉技术的试验示范,取得的效果很好,收集的降水量可达到300 m3/年以上。在北京市的郊区,在保护地上从事蔬菜的生产一般为1年2茬,如果生产的蔬菜种类为黄瓜、番茄等,则每年需要水资源的总量为4 500 m3/hm2左右。根据2005年该试验示范的结果,正常年份在保护地膜面所收集的雨量可充分地满足蔬菜生长所需要的用水量[4]。这是设施农业雨水利用的成功案例,值得在各地进行推广。
2 集雨灌溉技术在设施农业中推广的意义
目前设施农业仅仅对现代节水灌溉系统的节水比较重视,忽视了对自然降水的利用,出现棚外降雨而棚内却仍然在灌溉的状况。与露天进行设施农业的种植方式相比,该状况不能最大化地发挥出节水灌溉的效益,该种现象在湿润地区表现的尤为明显[5]。
目前,浙江省设施农业的总栽培面积达到93.33万hm2,且每年以超过6.67万hm2的速度逐渐增加;设施大棚中不能直接地对雨水资源进行利用,全靠外界采取的灌溉措施才能满足作物的需水要求,且对于设施大棚中生长的作物来说,其不仅生长期较露地栽植的时间长、而且茬数多,对水量的需求也就更大。据相关报道指出,在设施大棚的栽培条件下,蔬菜种类、土壤条件及时期的不同,其每天的需水量均有所不同,一般在1.1~15.0 mm,因此设施大棚每年的总耗水量达到4 015~54 750 m3/hm2,若根据5 mm/d的需水量进行计算,则设施大棚栽培每年的总需水量可达到18 250 m3/hm2。根据《雨水集蓄利用工程技术规范》,取连栋大棚雨水收集率90%,单栋大棚雨水收集率85%,以年降雨量1 600 mm进行计算,则雨水收集量分别为14 400 m3/hm2和13 600 m3/hm2。能在较大程度上满足灌溉用水,大大节约水资源。按照目前灌溉水成本均价0.4元/m3、每年收集雨水量1 600 mm计算,可节约灌溉费用6 390元/hm2。同时减少了部分地区提灌提排的动力消耗,节省了电力能源和燃料资源,利于节能减排。
2.1 农产品品质改良
对农产品的质量产生较大影响的因素主要有水的质量及其灌溉方式,多数作物对灌溉水质的要求较高,而普通的灌溉用水不能满足作物的这些需求。尤其在经济条件较为发达的平原或海涂地区,设施农业的发展速度较快,但通常也会伴随着严重的水质污染发生,导致灌溉水中硝态氮、盐及氯等含量较高,难以实现多种作物的优质生产。对于一般的灌溉河水来说,其含盐量一般在1.5~3.0 mmho/cm,而一些优质的花卉如凤梨花等,其对灌溉用水的含盐量要求控制在低于0.1 mmho/cm。雨水是一种灌溉效果较好的水资源,不仅含盐量等各项指标对大多数作物的生长发育有利,还可以增加作物的产量及品质,实现了作物的“绿色”生产。同时,雨水中的水质条件还可以满足微喷、微滴等节水灌溉的需求,有利于促进雨水利用率的提高,进而对作物灌溉模式进行改善。
2.2 土壤性质优化
设施大棚中直接“享受”不到自然雨水的淋洗,长期的灌溉只要依靠提水或地下水,容易恶化土壤中的理化性状,尤其在那些土壤中的盐碱含量较高的平原或海涂地区,地下水及灌溉水中盐分的海量较高,导致了设施农业中出现严重的返盐现象。数据表明,温室作物化肥与农药残留量是大田露地作物的2倍以上。如果用污染河水进行灌溉,那棚内更加成为严重的污染区[3]。如杭州市农业科学院蔬菜研究所的连栋大棚中每年或每茬要消耗大量的水对土壤中的盐分进行淋洗,甚至需要息耕一段时间进行养地。有不少地区水污染严重,特别是随着工业经济的发展,水污染越来越重,而人们生活水平的提高对农产品质量又提出了越来越高的要求,要解决该矛盾,应对天然的雨水进行合理、有效利用。
2.3 水土保持
浙江省虽然降水量比较多,但呈不均匀分布状态,导致有的地区涝、有的地区干旱的状况。通过雨水集蓄技术的推广应用与工程实施,既可以取得较好的经济效益,有效地对水分的余缺进行调节,还有助于排涝减洪,减轻水土流失。特别是在降水量较多、较大的时期,大棚内不能对天然的雨水进行利用,加大了周围的地表径流,导致了土壤中的养分被大量冲走。如将棚面的雨水进行收集贮存,不但可对防洪排涝的压力进行减轻,还可有效地保护水土、防止水土的流失。
3 雨水集蓄的建议
3.1 雨水收集
在同样的集雨面面积上,要收集更多的雨水,集雨材料特性是主要因素。集流面由棚面和棚间道路组成,一般为覆膜棚面和硬化道路。一般有机塑料板和塑料薄膜的集流效率可达90%以上,而棚间道路根据硬化方法和材质不同,从混凝土、沥青、水泥土到原土夯实,集流效率依次减小,分别为75%、65%、50%和20%[6]。集流面材质的选择需根据工程实际、现场条件和投资金额综合考虑。
3.2 雨水过滤
进行雨水的集蓄,集流面应选择合适的材料,此外,因久旱逢雨或雨季之初的雨水中含有较多的大气污染物,应尽量避免集蓄。雨水的水质直接受大气的影响。一般雨水经输水管汇集后需经过过滤池进行处理。雨水过滤池多用砖石砌成,100号水泥砂浆抹面,池内分成3个格区,每个格区内填不同粒径滤料:第1格区投放1~8 mm的粗砂和砾石;第2格区投放8~17 mm的砾石;第3格区投放15~20 mm的卵石。池底留有1排水孔,用于排泄池内沉积的污水、浑水[7]。
3.3 雨水储存
若雨水的集蓄中未对设施的容积进行合理的设计,则会产生不利的影响。如设计的溶积太小,会导致集蓄雨水的总量不能达到灌溉的需求,导致剩余雨水的流失;如设计的存储量过大,则可能因长期的贮存而导致水质的下降。贮存水的水窖材料不可选择橡胶、塑料等,因其透气性不好,易导致水质中的溶解氧含量降低、cod含量超标等,进而对作物的根系呼吸产生不利的影响;集雨池不可采取露天的方式,以防止水藻的大量滋生而堵塞灌水器[8]。为保证雨水的水质,水窖体积一般以40 m3为宜[7]。还可在窖体内壁贴附食用级材料,以对水质进行保护。
关键词:农业 水利 灌溉 节水
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
正文:
一、我国农业灌溉的现状
1.节水灌溉的全新工艺和装置的推广力度不高,很多的高效节水工艺只是用到个别植被之中,一般是将其当成师范性的项目,没有在较为宽泛的区域中落实。
2.不论是灌区亦或是项目都面对着一定的产权模糊的现象,其管控权限模式,政企没有严明的区域,监管体系没有动力,管控不集约,调度失控等不利现象。
3.由于受到利益的干扰,那些资源比较多的区域的农户不愿意开展该项节水活动。
4.缺少费用,很多建成的项目因为没有充足的养护费用,长时间得不到维护,其不论是规模亦或是利润等都逐渐的下降,很多新建的项目因为资金不多,无法做好配套工程,其规模也很小。
5.一些区域在推广该项工艺的时候,无法做到具体问题具体分析,没有开展可行性的分析活动,不具有针对性特征,不论是标准化亦或是体系化的水平都很低,其维护活动无法保持一致。
二、节水灌溉技术探索
节水管理技术体系。关键是不断的健全多项管水体系,设置项目管控以及运作体系,确保合理的使用,有序的配置。
1. 渠道防渗技术
在众多的输水措施中,渠道是经常用到的一项。不过一般意义上的渠道在输水的时候,会面对一些渗漏的问题,其渗漏的总数能占到总量的大约一半左右。所以,对其积极地开展防渗活动,是目前水利行业非常关注的一个工作。结合防渗物质,一般分成如下的一些,土料压实、三合土护面、砖有衬砌、混凝土衬砌、塑料薄膜防渗和沥青护面防渗等。它的特征是,降低输水时期的水量外渗现象,提升利用特征,提升安全性特点,提升抗冲击的水平,提升它的输水特征等。
2. 喷灌技术
所谓的喷灌,是说使用专用的装置,或者是利用水的自然的下落把其运到需要的区域之中。经由喷头将其扩散为很多下的水滴形式,合理的布局,开展灌溉工作。喷灌系统,一般包括水源工程、动力机、水泵、各种管道、喷头及控制设备等。喷灌系统分为固定式、半固定式和移动式三种:固定式喷灌系统各组成部分或者都定不动,或者除喷头外,其它部分固定不动;半固定式喷灌系统除喷和装有喷头的支管可在地面移动外,其余部分固定不动,管片与水栓连接;移动式喷灌系统除水源(塘、井、道等)固定外,动力机、水泵、管道、喷头都可以移动。
3.滴灌技术
滴灌是通过安装在毛管上的灌水及低压管道系统,根据不同作物不同时间所需要水量的不同,将水以及作物生长所需要的营养滴在作物的根系上的办法。这个系统主要的组成部分包括了管道、滴头以及枢纽系统,所表现出来的主要特征就是完全自动化的管理方式,灌水时控制灌水时长,所以灌水量相对较少,灌水周期短;使灌水量控制较准确,避免造成水源浪费。与喷灌相比,其在浇水的时候还能为植物提供肥料是一个不错的效率的选择。系统的组成方式,主要是固定与半固定的系统组合,半固定适用于宽行的蔬菜和瓜果等作物,其主干管道以及相关的支管道是都是固定的,但是这也不妨碍其田间的浇灌,通过毛细管道就可以控制作物的浇灌,一条毛细管就可以轻松的负责多行作物,在浇完了一行的作物后便移到另一行灌溉,这样既减少了大量的毛细管道的资本投入,也大大提高了毛细管道的利用效率。固定的系统对果树、蔬菜等作物比较适合,其管网全部安装好后便不再移动。
三、农业可持续发展的节水灌溉措施
1. 基本原则
在管理上,统一管理,优化配置,节约优先,注重保护。加强水资源统一管理,根据各地水资源承载能力,统筹考虑生活、生产、生态用水,优化配置、合理开发利用水资源;把农业灌溉节约用水放到优先位置,千方百计地提高水的利用率和效益。
在开展工作上,科学规划,分类指导,突出重点,分步实施。制订科学的、切实可行的规划方案,加强对各省辖市发展高效节水灌溉的指导,针对不同地区的自然经济社会特点,明确各地发展高效节水灌溉工作重点与任务目标,有计划、分阶段地组织实施。
在具体措施上,因地制宜,措施配套,狠抓管理,注重实效。根据各省辖市的实际情况,抓住影响提高农业用水效率和效益的关键环节,采用适合各地的高效节水工程措施,先进技术与常规技术结合。
在发展机制上,政府调控、扶持引导,农民参与,活化机制。在推动全省高效节水灌溉项目的工作中,充分发挥政府的宏观调控作用,调动全社会,特别是广大农民的积极性,运用经济、科技、行政、政策等多种手段,增强发展高效节水灌溉农业节水机制的内在活力。
2.具体措施
2.1 统筹规划,科学发展
统筹规划地表水和地下水,把高效节水灌溉项目与全省经济社会发展对农业灌溉水量的需求有机结合起来,科学衔接全省水利发展“十二五”规划和近期、中远期全省节水灌溉规划。
2.2 优化配置,以水资源定发展
我国水资源贫乏,必须加强管理,联合运用,分质供水、合理配置水资源。高效节水灌溉工程要以维护生态环境良性发展为条件,统筹兼顾生活、生产、生态用水,注重新建工程评价和已建工程的监测、评估,坚持实行总量控制、定额管理,明确各灌区、各用水单位农业用水总量和田间灌溉定额指标,要求用水户在指标控制下节约用水、高效用水,确保实现人口 - 生态 - 社会经济复合系统的可持续发展。
2.3 适用性与前瞻性结合,推广高效节水灌溉技术,提高节水灌溉工程建设标准,把高效节水灌溉项目做成水利基础设施。根据高效节水灌溉工程建设任务及其工程特点,既要考虑当前的现实适用性,又要兼顾今后长远发展的需要。工程建设中要积极推广使用新材料、新技术、新设备,提高建设标准,建设一大批标准高、基础好、示范推广带动能力强的片区,进一步提高抗灾减灾能力和粮食生产能力,保障区域粮食生产安全。
2.4以可持续思想为指引,综合的分析节水工作
现在的节水措施,无法改善缺水的问题。为了提升产量,促进农业发展。群众不仅在多区域的开展打井工作,同时还将节约的水用到更为宽广区域的灌溉工作之中,其并不是一种有效的节水活动。所以,应该深入的分析可持续的思想,站在大的层次上分析节水工作。由于节水不单单是技术以及工程层次的内容,还是一种整个社会的要素。其关系都到很多内容,比如产业构造的调节和农业的利润等等,此类现象并非是单一机构可以应对的。因此,需要多个部门密切配合,紧密协作,统筹考虑制约农业节水发展的各种因素,针对实际情况,制定出一套完整的切实可行的节水农业技术体系。
3.搞好中低产田节水灌溉
选取优秀的节水科技,结合所在区域的具体状态开展好规划活动,不应该单纯的引入,不关注实际。对于中低产田的整治已经成为了当前的发展趋势,向中低产田要效益,扩大节水灌溉面积。对盐碱地搞好以水冲盐、以水压碱和土壤改良,研究制定适宜的冲洗定额和节水技术措施。
四、结语
目前推广的节水灌溉技术与国外先进水平比较存在较大差距,而且在推广过程中也出现了不少技术问题亟待解决,已呈现出明显的后劲不足。因此,要重视节水灌溉技术的科学研究,加大科研投入,加强对我国比较落后的提高水利用效率的综合技术研究。
参考文献
关健词:灌溉;节水;工程
低压管道输水灌溉技术,简称“管灌”,它以管道代替明渠输水。灌水时,使用较低的压力水头,通过压力管道系统将水送入田间沟、畦,灌溉农田。其管理系统的压力,一般不超过0.2MPa(2kg/cm2),在克服管道的输水压力损失之后,管道最远处出水口压力应控制的0.002~0.003MPa。由于管道内水压力很低,故称低压管道输水灌溉。
1、低压管道输水灌溉的适用条件
由于低压管道输水灌溉是在低压条件下运行的,目前主要用于井灌区,也可用于大型灌区的田间配水系统。由于它不受地形的影响,扬水站灌区、水库自压灌区均可应用,但要注意压力水头和泥砂淤积问题。
2、低压管道输水灌溉的优点
灌溉管道系统与灌溉渠道系统相比较,一般有以下几方面的优越性:
(1)节水效益显著。管道输水系统是利用管网输配水和灌水,可以完全避免产生输水损失和蒸发损失,节约用水,一般可比明渠系统节水30~50%,并可防止因渠系渗水而导致土壤盐碱化、沼泽化和冷浸田等的发生。
(2)土地利用率高。管道输水系统的输配水管网大部分或全部埋设在地下,一般比明渠少占10%左右的耕地,方便交通。
(3)适应性强,便于实现自动化。管道输水系统运用灵活方便,容易调节控制和实现自动化;可适用于各种地形和不同作物与土壤;不会影响机耕和田间管理,并可方便地与施肥拖农药等相结合。
(4)输水速度快,灌溉效率高。利用管道输水配水和灌水,水流速度快,灌溉效率高,灌水劳动生产率高,节约灌水用工、用时,一般可比明渠系统的灌溉效率提高1倍以上,用工减少50%左右。
(5)维修养护省工、省时,管理方便。管道输水系统不会滋生杂草,而且孔雀易进入管道,因此可去明渠清淤除草和整修维护渠道等繁重劳动。
(6)灌水及时,作物增产增收效果明显。利用管道输配水和灌水,有利于作物适时适量地及时供水灌水,提高作物产量和品质。
3、灌溉管道系统的组成
灌溉管道系统是指从水源取水,并通过压力管网输水、配水及向农田供水、灌水的工程系统。它通常由水源与首部枢纽、输配水管网、田间灌水装置以及附属建筑物的附属装置等部分组成。
(1)水源。江、河、湖、井、泉、水库、塘堰等均可作为管道灌溉的水源。与渠道系统比较,管道灌溉对水质要求较高,若水源含有大量污物、杂草和泥沙等杂质,则必须进行拦污、沉淀等。
(2)首部枢纽。商务部枢纽的作用是从水源取水,并进行适当的处理以条例输配水管网在水量、水压和水质三方面的要求。灌溉管道系统一般均可采用水泵机组加压。若有自然地形落差可利用,也要采取自压式灌溉管道系统。为使灌溉水质条例要求,通常采用过滤装置,有时还需设置拦污栅、沉淀池等,以去除水中的固体杂质、微生物和藻类。
(3)输配水管网。由管道、管件和附属管道装置相连接而成的输配水管道网络,担负着全系统的输水和配水任务。它通常由干管、支管和毛管三级管道组成。管网控制面积较大时,有时也在干管的上一级设置主管(或称部干管)。
(4)田间灌水装置。田间灌水装置是灌溉管理道系统最终将灌溉水均匀分布于田间、湿润土壤并转化为田间土壤水分的装置。综随灌水方法不同而不同。
(5)保护设备。为防止机泵突然关闭或其他事故等产生的水锤,致使管道变形、弯曲、破裂等现象,在管道系统首部或适当位置安装高压阀或进排气阀保护设施,以保证管理系统安全运行。
4、低压管理输水灌溉系统的类型
管灌系统的类型随各地条件的变化而异,大致可分为移动式、半固定式和固定式三种。
(1)移动式。即机泵和输水管道均为移动的,它适合水源、小机组和水管径的塑料饮管灌溉,工作压力一般为0.02~0.04MPa。它具有设备利用率高,单位面积投资低,效益较高,适应性较强,适用方便的特点;但劳动强度大,若管理运用不当,设备易损坏。
(2)固定式。即机泵、管道及出水口都是固定的,工作压力约为0.04~0.1MPa。此种类型造价较高,须统一管理。
(3)半固定式。即移动式和固定式相结合的“复合式”,其水泵、地下管道和给水栓都是固定的,只是地面灌水管和附件是移动的。它兼有以上两上两种类型的优点,配套合理,运行方便,造价低廉,是一种较好的管灌类型,符合我国国情,宜于推广应用。
5、管道系统的布置
管道系统布置时,应做到排水、道路、林带、供电系统等统筹安排。管网布置力求管线长度短,控制面积大,管线平顺,减少拐弯和起伏。出水口间距,应适用于用户管理。根据水源位置、控制范围、地面坡度、田块形状、作物种植方向,管网布设一般为树枝状或网环状网两类。当水源(机井)位于田块一侧,常采用“一”字型、“T”字型、“L”型三种。这三种形式适用于井的出水量20~40m3/h,控制灌溉面积3.33~6.67hm2的田块。当水源位于田块中心,常采用“H”型或环型布置,这两种形式适用于井的出水量40~60m3/h,控制面积较大或近似方形地块时,可布置成梳齿、鱼骨型或环状网型,它适用于出水量60~100m3/h,控制面积10~20hm2。
6、低压输水管道的管材
管材用量大,一般其投资要占到工程总投资的2/3以上,故对工程造价及效益的发挥影响很大,规划设计时要慎重选用。
(1)管材
常用的管材有:
①水泥类管材。一般用做地埋暗管,如钢筋混凝土管、素混凝土管、水泥土管以及石棉水泥管等。
②塑料类管材。有硬管和软管两类。硬管如聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管和双壁薄纹管等,一般党作为固定管道使用,但也可选用地面移动软管。软管如改性聚乙烯薄膜塑料管、涂塑布管等,主要用作地面移动管道。固定标准塑料管主要有聚氯乙烯管(PVC)、高密度聚乙烯管(HDPE)、低密度聚乙烯管(LDPE)、改性聚丙烯管(PP)。
③金属材料管。如各种钢管、铸铁管、铝合金等、薄壁钢管等,均为硬管材,可用作固定管道,也可作地面移动管道。
④当地材料管。如缸瓦管、陶瓷管、灰土管、石料圬工管等,均属硬管,可作固定管道。
7、管道灌溉系统的运行管理
7.1水击破坏管道的预防
当地埋固定管道放水或停水时,常会产生涌浪和水击,很容易发生管道爆裂。为此,必须采取以下措施:
(1)开机时应首先打开进排气阀和出水口,逐渐向管道内充水。当管道充满水后,再缓慢关闭排气阀和作为进排气用的其他出水口。
(2)管道若为单条或单个出水口出流,当第一条管道或第一个出水口出水灌溉时,须先缓慢打开第二条管道或第二个出水口,然后再缓慢关闭第一个管道或第一个出水口,以防因突开、突关闸阀、给水栓引起水击。
(3)日常运行时,严禁突然关闭闸阀、给水栓、出水口,以防炸管或击坏水泵。
(4)灌水结束时,应先停机或先缓慢关闭进水闸阀,然后再缓慢关闭给水栓、出水口。有多个出水口停止运行时,应自下而上逐渐关闭给水栓。有多条管道停止运行时,也应自下而上逐渐关闭闸阀,并同时借助进排气阀、安全阀或逆止阀向管内补气,以防止出现水击或负压破坏水管。
7.2管道漏水的检查
地理固定管如有漏水,不仅浪费水量,而且会影响管道和建筑物基础的稳固。检漏方法有直接观察、听漏和分区检漏等方法,可根据具体条件运用。
(1)实地观察。即从地面上观察漏水迹象。
(2)听漏法。一般需在夜间进行,以免受到车辆行驶和其它杂声的干扰。可使用人听或半导体检漏仪检听的方法。
(3)分区检漏。是按管道分级、分段或分小区,利用水表、量水堰或量水装置测量管道的输水损失量;若超过正常输水损失量过多,就表明该条、该段或该小区内的管道有损坏。
7.3定时测定管网水压和流量
在输水、灌水时,应经常测定各级管道的水压,了解管网的工作情况和水压变化,防止发生水压超过管道的承受能力,或因水压过低导致产生负压现象等。
一 引言
概率论与数理统计是定量研究随机现象规律性的数学学科。随着科学技术的发展,概率论与数理统计已广泛引用于农业院校各专业的科学研究中。目前中国的农业院校都开设了概率论与数理统计,虽然课程概念比较抽象,计算繁杂,学起来较困难,但这是应用性最强的大学数学课程之一。不过近年来,伴随着高校课程改革,高等农林院校本科生教学计划中概率论与数理统计课程的教学学时不断减少,所以必须对此课程的教学方式和方法进行改革。
全国大学生数学建模本文由收集整理竞赛创办于1992年,每年一届,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。随着竞赛的推广,数学建模被越来越多的教师与学生所熟悉。所谓数学模型,是指现实世界中的实际问题用数学语言表达出来,即建立数学模型,然后求解,以此解决现实问题的数学知识应用过程。将数学建模运用于数学教学有利于培养学生的洞察能力、联想能力、数学语言翻译能力、综合应用分析能力和创新能力,此教学模式的运用切合新时代培养通专并用,全面发展的高素质人才的需要。笔者认为,在当前的概率论和数理统计课程中可适当增加数学建模思想,培养学生的创新能力和应用能力,激发学生的学习兴趣,这也是本论文的切入点。
二 农业院校概率论与数理统计教学中存在的问题
1.中学与大学数学教育内容的脱节
中学课改后的毕业生开始进入大学,课程改革中对数学课程的知识范围和要求改动了很多,学生们已经学习过部分概率论的知识,但中学时学习概率的思维方式与大学数学不同,很多学生依旧用中学的学习方式学习概率论与数理统计,造成了他们学习上产生挫败感。
2.教师的教育观念缺乏与时俱进
大部分大学数学教师并没有意识到中学课程改革对这门课程和学生们的影响,依旧按照传统教学方式讲授,注重定理、推论、证明、计算,而新一代的大学生很难快速适应新的学习方式,所以增加了学生的学习难度。
3.教学内容缺乏应用性
概率论和数理统计的教学过于强调基本理论,缺乏对农业科学的交叉性应用研究。农科专业的学生普遍感觉学数学对将来的生活工作没有用处,所以导致学生缺乏学习的动力和兴趣,只是为了通过考试而学习。
4.考核方式过于死板
多年来,概率论和数理统计的考核方式始终一成不变,偏重于期末的闭卷考试,试卷主要考查计算和一些固定模式的应用题型,导致学生死记硬背、应付考试,不利于激发学生的创新兴趣。
三 建模思想在概率论和数理统计课程上的应用
针对以上问题,建议改革教学方式,通过引入数学建模思想激发学生的创新思维。
1.改变教学内容,增加应用型教学的引入
首先,提倡教师了解中学课改中影响概率论与数理统计的内容,充分利用学生已学过的概率论知识,避免重复教学,但要强调中学数学与大学数学不同的思考方式。在教学内容中吸收和融入与实际农业科学研究问题有关的应用性题目。历年全国大学生数学建模竞赛题目中不乏农科专业相关的题目,如“作物生长的施肥效果问题”(1992年a题)、“dna序列的分类问题”(2000年a题)、“葡萄酒的评价”(2012年a题)等。这些题目都与现实农业生产生活密切相关,在解决这些问题过程中能很好地锻炼学生自主地、能动地认识、理解问题的能力。
但是,如果直接把数学建模的题引入日常教学中,将面临下列问题:(1)数学建模竞赛的题目一般是涉及面很广,需要很多专业知识和良好的数学功底,而农科院校的学生的数学基础薄弱,在没经过培训的情况下解决竞赛题目困难较大;(2)要较好地解决建模题目需要大量的时间,这在课时有限的概率论与统计课程中不可能实现。
上述两个问题的解决思路:(1)如果直接运用竞赛原题,可以把重点放在(1)(2)两个比较简单的问题上,删除题目中与这两个问题没有关系的条件,或简化题目背景以适应课堂教学;(2)引入一些数学建模集训小题目,这些题目类似于课后习题,但实用性更强,甚至可以留作课后作业,引导学生分组讨论,学生共同完成。
2.改变教学方法,引入相关教学统计软件
教学方法方面,重心不能一味地放在定理、证明、计算上,应抛弃“满堂灌”的教学方法,采用启发、归纳的教学模式,通过建模思想的引入,使学生由浅入深、由直观到抽象地认识概率论和数理统计在实践中的应用,真正掌握数学概念和方法,并从中获得学习上的乐趣。
数学实验课在农业院校中开展的相对较少,大多以选修课的形式出现,笔者建议在概率论与数理统计课程中安排1~2次实验课,讲授统计软件的应用。随着近代计算机技术的迅速发展,软件技术日益成熟,概率论与数理统计中很多计算问题都可以借助于软件操作。农科高校的学生普遍计算能力不强,尤其是建模例子中的数据样本量比较大,计算过程复杂,学生手算起来比较困难。现有的统计软件,如sas、spss等世界通用的软件,可以解决较大数据量的概率与统计方面的题目,如数据处理、数据拟合、参数估计、假设检验、方差分析、回归分析等问题,而且一般的菜单操作就可以解决这类问题。学生学习一些简单的软件应用,可以增强他们的应用意识和动手解决实际问题的能力,反过来促使学生主动学好概率论与数理统计的理论知识。
3.改变学习观念,提高学生的学习兴趣
建模思路的引入,能有效改变大学生的“数学无用论”。作为教师,我们应根据课程的主要知识点,与相关专业教师加强交流合作,搜集整理大量的农科专业问题,并用建模的方法进行解决。当然,课程的教学不一定都需要完整地解决一类问题,只要题目背景来自农科专业或采用农科数据,就能在很大程度上调动学生的学习积极性,让他们知道将来的学习和生活中确实能用到概率论与数理统计的相关知识。
4.改变考核方式和方法
概率论和数理统计是一门实用性较强的学科,特别是数理统计方面的题目,若采用传统的阅卷考核方式考查,只会导致学生用死记硬背、题海战术等方法应付考试,导致学生被动学习,缺乏学习的兴趣。
针对这种现象,笔者认为应让学生在实际中学习,并将所学归还于实际。因此老师平时布置作业时应布置一些实践题型,让学生自己学会去思考。关于考核形式的改革,为了达到“以教为导,以学为主,自主解决”的教学目的,在期末检测时,应采用期末考试(50分)+论文(30分)+平时成绩(20分)的考核方法,其中课程论文要求学生自己找问题,建立模型,利用概率论与数理统计知识解决问题。这样既考查了学生对理论的掌握程度,又能将理论应用于实际中,使得学生在学习过程中更加重视知识的综合运用和创新能力的培养。笔者曾在教学班级中做过类似的尝试,即鼓励学生将建模的思想用到课程学习中,获得了明显的效果。