全球水资源的69%用于农业,23%用于工业,8%用于居民生活;我国人均占有水資源量为2200立方米网,仅为世界人均占有水量的25%、美国的20%,是全球人均水资源最贫乏的国家之一 。
我国传统的用水模式中,灌溉用水的实际利用率仅为30%~40%,大水漫灌不仅导致生产效率低下,而且造成了水资源的浪费 。据有关数据显示,我国农业用水量大约占总用水量的70%以上,但在传统的农业漫灌方式下,全部耕地中只有40%能够确保灌溉,因此在科学用水的基础上,发展高效农田节水灌溉技术具有重要的现实意义 。
我国不仅面临着水资源紧张,而且在科学用水方面大有改进之处,还存在着用水严重浪费的现象 。尤其是在农业灌溉中普遍存在着配水系统效率偏低,灌区用水管理粗放,田间灌溉及排水应用技术落后,灌溉及排水工程不配套、老化失修严重等突出问题 。这不仅造成有限水资源的浪费和能源的耗费,还带来较为严重的土壤盐渍化等农田生态环境问题,严重制约着我国农业高效用水的发展 。
文章插图
杜佳宸 摄
三、先进的灌溉技术
综观作物灌溉技术的发展,在经历了农耕文明历史上传统的自然降水浇灌、漫灌、畦灌、沟灌、渠灌、桶浇、瓢泼等简单落后灌溉技术;随着科技进步的发展,国内外许多地方开始使用的喷灌、微喷灌、滴灌、膜下滴灌、涌泉灌、喷水带灌、机械灌溉等新技术以后,近年来又发展进步到了“精确用水”、“精确灌溉”的最先进的农林作物渗灌节水高新技术 。
1.喷灌法
喷灌是灌溉方法之一,喷灌是用压力管道输水,再由喷头将水喷射到空中,形成细小的水滴,像降雨一样均匀地洒落在地面,湿润土壤并满足作物需水要求的一种灌溉方式 。喷灌系统的形式很多,各具特色,分类的方法也不同 。如按喷灌系统的压力的方式分类,有机压喷灌系统和自压喷灌系统;如按系统构成的特点分类,又可分为管道式喷灌系统和机组式喷灌系统;如按系统中主要组成部分是固定式的还是移动式的来划分,可将喷灌系统分为移动式、固定式和半固定式三类 。
与传统的地面灌水方法相比,喷灌具有明显的优点:①灌水均匀,省水;②适应性强,不受地形限制;③省工、省地、增产;④有利于实现灌水机械自动化,还可以结合喷灌进行喷肥、喷药、防干热风、防霜冻等。
但喷灌也有一些缺点:①一次性投资较高;②能耗较大;③操作麻烦,受风的影响较大 。但随着生产发展和国民经济建设的需要,以及喷灌技术设备的改进与提高 。喷灌将会得到稳定的发展 。
2.微灌法
微灌是根据作物需水要求,通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器,将水输送到作物根系的土壤表面或土层中去的灌水方法 。与传统的全面积湿润的地面灌和喷灌相比,微灌只以较小的流量湿润作物根系附近的部分土壤,因此,又称为局部灌溉技术 。
微灌法可分为以下几种类型:
地表滴灌,是通过末级管道(称为毛管)上的滴头,将压力水以间断或连续的水流形式灌到作物根系附近土壤表面的灌水形式 。
地下滴灌,将水直接输送到地表下的作物根系区,其流量与地表滴灌相接近,可有效减少地表蒸发,是最为节水的一种灌水形式 。在此基础上,又进一步开发出膜下滴灌技术 。在铺设地膜的同时应用滴灌技术 。这是一种结合了以色列滴灌技术和国内覆膜技术优点的新型节水灌溉技术 。通过铺设在地膜下方的灌溉带供水,将加压的水和水溶性肥料充分融合,形成肥水溶液,进入输水干管-支管-毛管,再由毛管上的滴水器一滴一滴地均匀、定时、定量浸润作物根系发育区,供根系吸收 。
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