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摘要：目前我国农业用水紧缺的问题在很大程度上依靠节水方式来解决，亟待加强农田节水技术研究。介绍当前应用较广的农田节水技术措施，提出建立完善的现代农业节水技术体系，以最大限度地提高水的利用率，达到节水、高产、优质和低耗的目标。
关键词：农田水利；节水技术；措施；体系
中图分类号：S274 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）02-0048-02
人多、地少、水缺是我国的基本国情，其中缺水比少地更为严重。农业是用水大户，年用水总量近
4 000亿m3，占全国总用水量的70%，其中农田灌溉用水量占农业用水量的90%以上。同时，农业用水浪费现象严重，农田灌溉水利用率仅为45%左右，农田对自然降水利用率为56%左右。农业缺水问题在很大程度上可以依靠节水方式来解决，这就需要加强农业节水技术研究，建立和完善现代农业节水技术体系，缓解我国水资源供需矛盾，实现有限水资源合理利用，推动农业可持续发展，进而保障国家水安全、粮食安全和生态安全。
1 耕地整理节水技术
通过平整土地、畅通排灌、耙耱保墒以及修建拦水、蓄水设施等方式，可以达到节水的目的。例如，将坡耕地修成梯田，在田坡边植树种草，拦蓄地面径流涵养水源，将引水沟由宽变窄，改大畦为小畦，改大水漫灌为快浇……这些方法已成为农田整地作业的基本措施。同时，随着现代农业的发展和科技水平的提高，传统地面灌溉技术正逐步向现代地面灌溉技术转变。作为世界上最先进的土地平整技术，激光平地技术已成为改进地面灌溉质量的有效技术手段，可使灌溉均匀度达到80%以上，田间灌水效率达到70%以上。目前，该技术在一些规模化水田平整地作业中得到应用，但因受到土地规模小、地块分布散、耗费动力大等因素制约而没有得到推广。从发展趋势上看，随着我国大中型农业动力机械的普遍应用，激光平地技術将在水田节水领域大有用武之地。
2 微喷灌节水技术
微喷灌节水技术主要有沟灌、喷灌、微喷、滴灌、渗灌、低压管灌、沟中覆膜灌等模式，其中喷灌可节水50%以上，微灌可节水60%以上，滴灌和渗灌可节水80%以上，沟中覆膜输水和管道输水可节水20%以上。在节水的同时，还有利于节约土地、节省能源、节约肥料、节省劳力，提高农作物产量，实现节本增效的目的。从农田工程实践看：喷灌技术在大型农场及草场应用效果较好，节水灌溉效率较高，而在大田作物灌溉领域应用得不多，主要原因在于管线布置受限、设备移动不便、使用成本较高等；微灌技术实施方便、操作简单、布线容易、移动方便，是所有田间灌水技术中可实现作物精量灌溉的高效方法之一。近年来，通过将计算机模拟技术、自控技术、先进制造成模工艺技术相结合，开发出高性能的节水系统。在推广节水灌溉技术过程中，应根据不同作物的生长发育需要，来配套不同灌溉时期、不同灌溉次数、不同灌水量的调控技术，提高灌溉自动化管理水平。
3 管道输水及防渗节水技术
管道输水技术因其管理方便、成本较低、节水明显、使用耐久性好等特点，而成为灌区节水的主要技术措施。通过渠道与管网相结合，实现灌溉输水系统的管网化和施工手段的机械化，大大提高了节水工程施工效率和使用效率，减少来自农田输水系统的水量损失。同时，在渠道防渗技术领域开展深入研究，已开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料，以及具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。
4 保护性耕作保水技术
在干旱地区和缺墒季节，采用地膜覆盖、秸秆还田和深松深翻技术，可以达到蓄水保墒的效果，这是提高农田水利用率和作物水分生产效率的有效途径。通过“以松代耕”“以旋代耕”“高留茬免耕套播”等方式，增加水分入渗深度和蓄水保墑能力，减少水分流失，节约农田用水。近年来，国家大力提倡保护性耕作，并对秸秆还田和深松整地作业提供项目补贴，大大改善了农田再生产能力，减少了土壤水分的蒸发，增强了耕地的蓄水保水性能。实践证明，由传统犁耕到少、免耕，由表层松土覆盖到作物残茬秸秆覆盖，由机械耕作除草到化学制剂除草，这些保护性耕作技术措施均可达到农田保土、保肥、保水的效果，有利于促进作物生长和提高作物产量。
5 生物及化学制剂节水技术
国内外已开发出多种生物和化学的抗旱保水剂、水分蒸腾抑制剂等抗旱节水制剂产品，在经济作物上使用后取得了良好的节水增产效果。农用保水剂主要用于拌种、苗木移栽和扦插之前的浸根，以增强作物根部的吸水保水能力，提高出苗率和成活率。研究表明，将聚丙烯酰胺（PAM）喷施在土壤表面，可以起到抑制农田水分蒸发、防止水土流失、改善土壤结构的作用。
6 水管理节水技术
随着现代科技的发展，灌溉用水管理手段逐步向信息化、自动化、智能化方向发展，以满足灵活、准确和快捷的灌溉系统管理要求，实现在减少灌溉输水调蓄工程的数量、降低工程造价费用的情况下，满足用户需求和有效减少弃水，进而提高灌溉系统的运行效率。为适应不同灌区适时适量供水特点，结合灌溉输配水系统运行模式和相应自控技术，开发了灌区用水决策支持系统。该系统可以通过模拟作物产量及其需水过程，预测土壤盐分及水分胁迫对产量的影响，并根据实时灌溉预报模型，为用户提供适于不同类型灌区的动态配水方案。目前，国外大多采用基于下游控制模式的自控运行方式，利用中央自动监控系统对大型供水渠道进行自动化管理，开展灌区输配水系统自控技术研究。
7 水肥耦合节水技术
把“以水调肥”和“以肥促水”作为技术核心，实现从单一浇水向浇营养液转变，即肥随水走，这样不仅可以减少作业次数、降低生产成本，而且可使肥水利用率提高10%以上。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区湿润方式，开发出自控滴灌系统。该系统可以向作物精确供水供养，不仅提高了水分和养分的利用率，而且最大限度地降低了水分和养分的流失与污染的危险，优化了水肥耦合关系，有助于提高作物产量和品质。
关键词：农田水利；节水技术；措施；体系
中图分类号：S274 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）02-0048-02
人多、地少、水缺是我国的基本国情，其中缺水比少地更为严重。农业是用水大户，年用水总量近
4 000亿m3，占全国总用水量的70%，其中农田灌溉用水量占农业用水量的90%以上。同时，农业用水浪费现象严重，农田灌溉水利用率仅为45%左右，农田对自然降水利用率为56%左右。农业缺水问题在很大程度上可以依靠节水方式来解决，这就需要加强农业节水技术研究，建立和完善现代农业节水技术体系，缓解我国水资源供需矛盾，实现有限水资源合理利用，推动农业可持续发展，进而保障国家水安全、粮食安全和生态安全。
1 耕地整理节水技术
通过平整土地、畅通排灌、耙耱保墒以及修建拦水、蓄水设施等方式，可以达到节水的目的。例如，将坡耕地修成梯田，在田坡边植树种草，拦蓄地面径流涵养水源，将引水沟由宽变窄，改大畦为小畦，改大水漫灌为快浇……这些方法已成为农田整地作业的基本措施。同时，随着现代农业的发展和科技水平的提高，传统地面灌溉技术正逐步向现代地面灌溉技术转变。作为世界上最先进的土地平整技术，激光平地技术已成为改进地面灌溉质量的有效技术手段，可使灌溉均匀度达到80%以上，田间灌水效率达到70%以上。目前，该技术在一些规模化水田平整地作业中得到应用，但因受到土地规模小、地块分布散、耗费动力大等因素制约而没有得到推广。从发展趋势上看，随着我国大中型农业动力机械的普遍应用，激光平地技術将在水田节水领域大有用武之地。
2 微喷灌节水技术
微喷灌节水技术主要有沟灌、喷灌、微喷、滴灌、渗灌、低压管灌、沟中覆膜灌等模式，其中喷灌可节水50%以上，微灌可节水60%以上，滴灌和渗灌可节水80%以上，沟中覆膜输水和管道输水可节水20%以上。在节水的同时，还有利于节约土地、节省能源、节约肥料、节省劳力，提高农作物产量，实现节本增效的目的。从农田工程实践看：喷灌技术在大型农场及草场应用效果较好，节水灌溉效率较高，而在大田作物灌溉领域应用得不多，主要原因在于管线布置受限、设备移动不便、使用成本较高等；微灌技术实施方便、操作简单、布线容易、移动方便，是所有田间灌水技术中可实现作物精量灌溉的高效方法之一。近年来，通过将计算机模拟技术、自控技术、先进制造成模工艺技术相结合，开发出高性能的节水系统。在推广节水灌溉技术过程中，应根据不同作物的生长发育需要，来配套不同灌溉时期、不同灌溉次数、不同灌水量的调控技术，提高灌溉自动化管理水平。
3 管道输水及防渗节水技术
管道输水技术因其管理方便、成本较低、节水明显、使用耐久性好等特点，而成为灌区节水的主要技术措施。通过渠道与管网相结合，实现灌溉输水系统的管网化和施工手段的机械化，大大提高了节水工程施工效率和使用效率，减少来自农田输水系统的水量损失。同时，在渠道防渗技术领域开展深入研究，已开发出高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料，以及具有防渗、抗冻胀性能的复合衬砌工程结构形式。
4 保护性耕作保水技术
在干旱地区和缺墒季节，采用地膜覆盖、秸秆还田和深松深翻技术，可以达到蓄水保墒的效果，这是提高农田水利用率和作物水分生产效率的有效途径。通过“以松代耕”“以旋代耕”“高留茬免耕套播”等方式，增加水分入渗深度和蓄水保墑能力，减少水分流失，节约农田用水。近年来，国家大力提倡保护性耕作，并对秸秆还田和深松整地作业提供项目补贴，大大改善了农田再生产能力，减少了土壤水分的蒸发，增强了耕地的蓄水保水性能。实践证明，由传统犁耕到少、免耕，由表层松土覆盖到作物残茬秸秆覆盖，由机械耕作除草到化学制剂除草，这些保护性耕作技术措施均可达到农田保土、保肥、保水的效果，有利于促进作物生长和提高作物产量。
5 生物及化学制剂节水技术
国内外已开发出多种生物和化学的抗旱保水剂、水分蒸腾抑制剂等抗旱节水制剂产品，在经济作物上使用后取得了良好的节水增产效果。农用保水剂主要用于拌种、苗木移栽和扦插之前的浸根，以增强作物根部的吸水保水能力，提高出苗率和成活率。研究表明，将聚丙烯酰胺（PAM）喷施在土壤表面，可以起到抑制农田水分蒸发、防止水土流失、改善土壤结构的作用。
6 水管理节水技术
随着现代科技的发展，灌溉用水管理手段逐步向信息化、自动化、智能化方向发展，以满足灵活、准确和快捷的灌溉系统管理要求，实现在减少灌溉输水调蓄工程的数量、降低工程造价费用的情况下，满足用户需求和有效减少弃水，进而提高灌溉系统的运行效率。为适应不同灌区适时适量供水特点，结合灌溉输配水系统运行模式和相应自控技术，开发了灌区用水决策支持系统。该系统可以通过模拟作物产量及其需水过程，预测土壤盐分及水分胁迫对产量的影响，并根据实时灌溉预报模型，为用户提供适于不同类型灌区的动态配水方案。目前，国外大多采用基于下游控制模式的自控运行方式，利用中央自动监控系统对大型供水渠道进行自动化管理，开展灌区输配水系统自控技术研究。
7 水肥耦合节水技术
把“以水调肥”和“以肥促水”作为技术核心，实现从单一浇水向浇营养液转变，即肥随水走，这样不仅可以减少作业次数、降低生产成本，而且可使肥水利用率提高10%以上。通过改变灌水方式、灌溉制度和作物根区湿润方式，开发出自控滴灌系统。该系统可以向作物精确供水供养，不仅提高了水分和养分的利用率，而且最大限度地降低了水分和养分的流失与污染的危险，优化了水肥耦合关系，有助于提高作物产量和品质。