王晓宇

随着农业机械化水平的不断提高，我国农业正朝着现代化方向大踏步迈进，但是，我国人多耕地面积少，水资源缺乏是我国农业发展面临的现实条件。尤其是近些年，极端天气频现，譬如去年，严重的厄尔尼诺现象导致我国北方大部分地区都出现了不同程度的旱情，靠天吃饭不靠谱，就只能依靠人工灌溉。面对缺水的情况，如何发展节水农业是我国现代化农业发展要重点考虑的问题之一。今年中央一号文件中明确提出“大规模实施节水农业，把农业节水作为方向性、战略性大事来抓，加快完善国家支持农业节水政策体系”，全国农业工作会议上也指出，大力发展节水农业。

“我国有人口13.39亿，耕地面积为20.3亿亩，每年平均肥料用量5900万吨，粮食产量6亿吨。水资源总量为2.8万亿m3/a，其中，地表水约2万亿m3/a，地下水约0.8万亿m3/a。水资源总量占世界6%，人均水资源量为世界1/4，居世界第109位。每年用水5800亿方，其中农业用水3600亿方，占62%。也就是说，我国用9%的耕地，6%的水资源，30%的肥料，生产出占世界26%的农产品，供养20%的人口。”全国农业技术服务中心首席专家高祥照介绍道。从上述数据可以看出，我国农业生产呈现出“肥多、地少、水缺”的状况，“正是在这种情况下，为了保证粮食产量平稳上升，我们种了很多不该耕种的地。”高祥照对我国农业生产发展情况表示担忧，“基础条件较好的耕地所占比例小，为了提高生产效益，在农村，高强度、反季节、连续种植等情况普遍，粗放的生产方式，造成了水资源的严重浪费，这严重加速了耕地盐碱化，环境压力不断增大。”的确，过于粗放的农业生产方式，不仅会导致水资源浪费、环境污染，还造成农产品品质差、风险大、效益低等问题，直接影响了我国现代化农业发展，提高农民收入更是无从谈起。

数据显示，我国常年份缺水量近400亿立方米，其中农业就占300亿立方米，每年因缺水造成的农业损失超过1500亿元。同时，农业也是用水量极大的产业，长期以来我国农业用水大概占总用水量的70%，这一比例在西北等缺水地区甚至达到80%以上，农业结构型缺水矛盾突出。据统计，我国全部耕地中只有40%能够确保灌溉。农业缺水极大限制了我国粮食的产出，发展节水灌溉技术是解决我国水资源短缺、粮食安全和生态保护等重大问题的关键。当前，我国各地区正在大力开展主要农作物生产全程机械化推进行动，机械化灌溉在田间管理中，尚处于十分薄弱的环节，大水漫灌等传统灌溉模式依旧普遍存在于农村农业生产中，这种情况亟待改变。

高祥照表示，绿色发展，环境节约，是我国当前农业的发展形势，发展节水农业正是高度贴合此形势。从2008年开始，多年中央一号文件和中央水利工作会议，都要求把节水灌溉作为一项重大战略举措来抓，以水资源可持续利用来保障农业可持续发展。今年中央一号文件更是明确提出发展节水农业的具体实施措施，其中包括“加大大中型灌排骨干工程节水改造与建设力度，同步完善田间节水设施，建设现代化灌区，大力实施区域规模化高效节水灌溉工程，稳步推进牧区高效节水灌溉饲草料地建设，严格限制生态脆弱地区抽取地下水灌溉人工草场，建立健全农业节水技术产品标准体系，加快开发种类齐全系列配套，性能可靠的节水灌溉技术和产品，大力普及灌溉、滴灌等节水灌溉技术，加大水肥一体化等农艺节水推广力度，全面推进农业水价综合改革，落实地方政府主体责任，加快建立合理水价形成机制和节水激励机制，全国推行用水定额管理，开展县域节水型社会建设达标考核，实施第三次全国水资源调查评价”，“由此可见，当前正是发展我国节水农业的大好时机。”中国农科院农田灌溉研究所研究员吕谋超对未来我国节水农业的发展信心满满。

“田间灌溉技术、装备是我国农业工程的重要内容，是贯彻‘藏粮于技、藏粮于地’国家粮食安全战略的重要田间设施。我国正处在从传统农业向现代农业的转变阶段，随着生产力水平不断提高，研发集约化、智能化的农业节水灌溉技术与装备是必然趋势。”吕谋超表示。“十三五”期间，正是我国传统农业向现代农业全面过渡的关键时期，简便、自动、精准的灌溉方式是大势所趋。

近年来，我国农业部门明确了到2020年基本实现“一控两减三基本”的农业发展目标，其中，“一控”即控制农业用水总量，“两减”指减少化肥、农药使用量，化肥、农药用量实现零增长。对此，高祥照表示，水肥一体化是实现这个目标的主要途径。“水肥一体化是发展现代农业的重要技术，更是‘资源节约、环境友好’现代农业的‘一号技术’。”他说，“实现水肥一体化，能够省工、省力，省时、省事，省肥、省钱，增产、增收。水肥一体化技术的成熟，也推进了喷灌、滴灌和微灌等技术近年来的快速发展，让这些节水灌溉技术在我国重获新生。因此，从技术的角度来看，目前也是发展节水农业的好时期。”

据了解，今年全国大部分地区都将发展节水农业作为重点工作来抓，其中，黑龙江、内蒙古、吉林、辽宁等地计划发展3800万亩节水灌溉农业。机械化节水灌溉技术正在从设施农业向大田农业转化、经济作物向粮食作物转化、“高端”向“平民”转化、由旱区向全国推广。

目前，在我国，主要的节水灌溉机械包括平移式喷灌机、中心支轴式喷灌机、滚移式喷灌机、中型卷盘式喷灌机、轻小型喷灌机。而这些节水灌溉机械因为不同的特点，适用于不同的地区。“近5年，节水灌溉面积年均增长约1380万亩，年均增幅4.8％，其中，渠道防渗年均增幅5.0％，低压管道灌溉年均增幅3.0％，喷灌年均增增幅0.4％，微灌年均增幅43.4％，远高于其他几种节水灌溉的增加幅度。”吕谋超介绍道。

“大型喷灌机费水费电，不适合小面积耕地作业。滴灌不适合小麦等密植作物，且投入较高。微喷省水、省力、省事，最适合华北地区小麦—玉米种植。”高祥照说。从地区发展情况看，目前，有10个省（市区）微灌发展面积超过了20万亩，这10个省（市区）包括，新疆、黑龙江、山东、辽宁、甘肃、内蒙古、河北、山西、北京、陕西。该10省（区市）的面积之和达到3028.2万亩，占全国微灌面积的95％以上，特别是新疆占到75％。我国农业领域有一句名言：“中国节水看新疆”，由此可见，微灌在我国农业节水领域是使用较为普遍的一种机械。

但是，由于我国各地农业发展各具特色，其适宜的微灌机械形式也不尽相同。其中，长江以南地区以大棚微灌为主，其次为果树微灌；山东、东北、华北地区以温室蔬菜、果树微灌并重；西北地区以棉花、果树为主，其次为荒漠化治理、荒山和道路绿化微灌。

吕谋超表示，使用微灌技术实施“水肥一体化”，一方面能够简化田间施肥作业，减少施肥用工节约用肥，提高施肥效果，可用于多种作物栽培条件；另一方面能够防止土壤和环境的污染。同时，他还强调，节水机械固然好，各地区还是要根据自身农业生产特点选择相应模式，方能达到最佳效果。当然，推广各类节水灌溉机械除了离不开政府部门的支持以外，还需要依托农机合作社等新型社会化服务主体。

自20世纪60年代“红火”以来，喷灌技术一直被作为机械化大面积解决灌溉问题的最主要技术。随着这项技术在生产中的广泛应用和各类喷灌机在技术、经济、适应性等多方面的考核，目前世界上已趋于将软管卷盘式自动喷灌机、平移式自动喷灌机及人工移管式喷灌机作为受欢迎的三大类机型大面积推广。

近年来喷灌技术又在喷洒农药、降低能耗、施水方式等多用途利用方面取得了很大突破。如美国林赛公司在平移式喷灌机上对喷头装置和喷洒方式进行了改进，水量损失大大减少，水的利用率可提高到0.9以上。法国等国在提高软管卷盘式的能量利用率上作了不少工作，使驱动旋转和过流损失减少了很多，很大程度上改善了这种机型耗能较多的“先天不足”弊病。

20世纪80年代发展起来的微灌技术，近10余年来有了很大的进步，随着设施农业的发展，微灌技术和设备更是如虎添翼，已趋于完善的地步。

微灌技术的发展最有典型性的应首推以色列，除了大田作物很少应用外，他们几乎将微灌技术应用到有作物的各处，包括林园、阳台、花园，甚至于室内装饰植物。近几年微灌设备有很大突破，80年代仅灌水器（滴头、微喷头等）有100余种，现在逐步淘汰，形式变少，品种系列化。滴灌多采用滴灌带。微喷头多采用旋转与折射相结合的形式，使出水孔口相对变大不易堵塞；射程相对增加使喷灌强度变小，均匀度提高；水滴直径绝大多数为细小水滴而不是雾状使能耗大大减少。

世界各国如美国、日本、印度、前苏联、巴基斯坦、伊朗、加拿大等，由于渠道渗漏损失的水量很大，均非常重视并积极开展渠道防渗工程研究和建设工作。这些国家渠道防渗工程建设发展快、技术水平高、节水效果显著。防渗材料多采用混凝土，约1/3采用压实塑膜等新型材料目前正在发展推广中。

目前，世界发达国家的管道输水灌溉技术应用十分广泛，甚至有逐步代替田间地面渠道灌溉系统的趋势。美国到1984年管道输水灌溉面积已发展到9648万亩，占全美国地面灌溉面积的46.9%。以色列、英国、瑞典有90%以上的灌溉土地实现了管道输水。