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滴灌技術在農業中的應用

       在整個世界有能源、水源、食物、人口等多種危機,其中危機程度最嚴重、影響最廣的是水資源的相對短缺。因為水首先是人類生存的必要條件,其次水是農業、國民經濟的命脈,對于一個國家或地區而言,經濟越是發展水也越顯不足。因此今后國家或地區間的爭端有可能主要表現在對于水的爭奪或占有上。我國是一個水資源相對貧乏的國家,近幾年,全國總供水量大約在5500億立米左右,灌溉用水量大約在3600億立方米,占全國總供水量的65%左右。是名附其實的用水大戶。而在山東菏澤,仍是山東平原面積最大,人口眾多的地方,隨著經濟的發展、人口的增加、社會的進步、工業和城市用水量的激增,農業用水供需矛盾日益突出。一方面農業缺水,另一方面農業用水浪費現象又普遍存在,我國目前的農業用水有效利用率只有45%,也就是說有一多半的水在輸送和灌溉過程中被白白浪費掉了,農業灌溉水利用率、生產效率都很低,因此,解決我國農業灌溉缺水問題必須要通過發展節水灌溉,采用先進的節水灌溉技術措施,提高灌溉水的有效利用率已成為實現水資源可持續利用的關鍵所在。

       一、滴灌技術發展及應用

       滴灌技術是一種于上世紀60年代由以色列斯邁哈博拉斯父子發明的節水灌溉技術。該種技術是通過干管、支管和毛管上的滴頭,將有已過濾的水分、肥料或其它化學劑等緩慢地滴入植物根部土壤的一種灌溉系統。滴入作物根部土壤的水分在重力和毛細管的作用下,將水分擴散到整個根部,使作物主要根區的土壤經常保持最優含水狀況。由于灌水過程中對土壤結構擾動較小,有利于保持作物根層疏松通透的環境條件,并可減少土面蒸發損失,故地下滴灌技術具有明顯的節水增產效益。此外,田間輸水系統地埋后便于農田耕作和作物栽培管理,且地埋后管材抗老化性能增強,且不易丟失或人為損壞。與傳統的灌溉方式相比,具有以下優點:

       1.節水、節肥、節能、灌水均勻

       滴灌系統利用管道輸水,沿程輸水損失小,灌溉時只濕潤作物根部附近的部分土壤,灌水流量小,不易產生地表徑流和深層滲漏,不破壞土壤結構,灌后土壤保持疏松,無需中耕松土保墑,在節省大量勞力的同時改善了土壤環境,促進根系發育提高單產;另外,滴灌能適時適量地按作物生長需要供水,與其它灌水方法相比,水的利用率更高。滴灌的灌水器在有壓條件下運行,一般工作壓力為5-10米水頭(0.5-10公斤),灌水器出水穩定均勻,灌水均勻度高。其次,滴灌還擁有其它灌溉方式無法比擬的優點:適時適量地通過微灌施肥技術高效地將肥料、微量元素和農藥等作物生長所必需的養分和物質按比例精確的施用到作物根區土壤,既提高了肥料利用率,又能減少因灌溉淋洗產生的溶質數量,減輕對地下水的污染,不僅節省了肥料,有效地防止了病蟲害,還節省大量施肥勞力。

       2.對地形和土壤的適應性強

       滴灌技術不受地形限制,無需平整土地,無需修渠打畦,由于毛管上每個滴頭的工作壓力相同,滴水量均勻一致,即使在中等坡度梯田也能使用,不僅節省了大量的人力物力,還可節省耕地8%左右。根據土壤質地的差異,設計最佳灌溉水量,減少水分課間蒸發和深層滲漏,最大限度抑制雜草生長,同時保護作物種植行間土壤干燥,便于農事操作。

       3.增產

       滴灌能適時適量地向作物根區供水、施肥施藥,不僅使作物生長所需要的土壤和水分保持在最佳狀態,而且及時提供了作物生長所需要各種養分,及時有效地防治了病蟲害。由于作物根區能夠保持著最佳供水狀態和供肥狀態,因而有利于實現高產穩產,提高產品質量。實踐證明,滴灌較其他灌水方法一般可增產30%左右。

       4.節省勞動力

       由于株間未供應充足的水分,雜草不易生長,作物與雜草爭奪養分的干擾大為減輕,減少了除草用工,而且滴灌不僅節省了大量施肥、施藥、中耕松土保肥保墑勞力,還不需平整土地,開溝打畦,可實行自動控制,因而田間灌水的勞動量和勞動強度也大大減少。

       三、推廣節水滴灌技術的可行性

       1.我國農業生產灌溉現狀

       (1)我國現行的農業生產模式大多是以家庭為單位,土地分布形式是一家一戶條塊分割的小田塊,難以形成大規模的機械化農業生產及統一的田間管理,使先進的農業機械難以得到充分利用,先進的農業管理技術實施困難。在有灌溉條件的土地上,由于條塊分割造成灌溉用水的浪費。

       (2)農業生產面臨嚴峻的水危機。我國農業生產中缺水與水資源浪費并存。由于生產技術較為落后,我國農業灌溉用水一直是各類用水的大戶。由于灌溉用水量大,農業缺水干涸的土地越來越多,進入90年代,每年農田受旱面積2667萬hm2左右,受旱面積和受災面積都比50年代成倍增長。雖然缺水,然而水的浪費卻是觸目驚心。由于灌區設備配套不全,渠道大部分沒有襯砌,滲漏、漫灌等現象十分普遍。目前,全國農業的渠系水利用系數平均只有0.5,每年損失的水量約2000億m3,相當于全國工業和城市用水總和的2倍以上,農田水分的利用效率平均不到1kg/m3,即1m3水生產不到1kg的糧食,而一些發達國家大體都在2kg以上,差距很大。另外,目前我國農業用水主要為種植業灌溉用水,為進一步改善和建設生態系統與環境,以及發展林牧業,勢必出現與種植業爭水的矛盾。

       2.推廣節水滴灌技術的可行性

       (1)緩解水資源危機,滿足生產和生活對水的日益增長的需要,使人類社會得以持續生存和發展。發展節水灌溉農業是關系中國社會經濟的持續生存和發展的大事,因此必須進行以節水為中心的灌區續建配套和技術改造,大力發展節水農業。

       (2)發展節水農業減少世界農業發達國家對中國農業生產帶來的沖擊。由于我國農業技術落后,經營粗放,使得我國的農業生產成本很高,加入WTO后,我國的農業生產將不可避免的面對世界農業發達國家所帶來的強大沖擊,因此我國農業必須改變粗放經營模式走低成本,高產出的集約化農業道路,建設節水高效農業才能減輕加入WTO后所帶來的沖擊。

       (3)發展節水農業是農業自身發展的需要。節水農業是與農業現代化配套的多種措施中的重要組成部分之一,同時水土資源的高效利用,經濟、生態、社會效益的緊密結合是可持續農業所追求的目標之一,而根據水資源狀況和作物需水規律所實施的節水灌溉便是達到這一目標十分重要的環節。

       四、推廣節水滴灌技術的措施

       1.要堅持因地制宜、以一切從實際出發為原則

       堅持發展灌溉要從實際出發,堅持因地制宜的原則。我國自然地理條件、經濟條件、農業生產發展水平、農業作物布局和管理水平都差別較大,要在充分考慮當地農業發展的實際情況的基礎上,量力而行,宜上則上;在發展規模、速度、檔次上更要因地制宜,不可盲目一哄而上。

       2.重視規劃設計施工工作

       我們首先要考慮水源、土壤、作物種類、管理水平等因素的基礎上,按照微灌工程設計規范進行仔細設計,編制切實可行的設計文件和設計圖紙。二是要注意系統設備的完整配套性。過濾裝置、施肥裝置、量測裝置等設備應配備齊全。若條件允許,應考慮用全自動控制系統。三是要選用質量有保證的設備。為減少投資而降低對質量的要求以及減少配套設備的做法是得不償失的,將會付出更大的代價。工程施工更要精心組織,選有經驗的專業安裝隊伍嚴格按照設計和規范要求進行施工,避免留下安全隱患。

       3.重視滴灌制度研究

       滴灌作為一種先進的灌溉方式,必須配以先進的灌水技術才能發揮其優越性。灌水技術主要是指合理的灌水制度,包括不同作物、不同生育期的灌水起始點、灌水上限、灌水定額的確定、灌水時間、灌水次數、輪灌組的劃分等。在傳統溝灌方式下,農民根據作物的長勢、生長階段及土壤的水分狀況,確定灌水時間和灌水量,具有比較成熟的經驗。而滴灌條件下,能夠給作物根系層土壤創造一個最適宜水分狀態,而要實現這一點,必須根據不同地區土壤條件、氣候條件、作物種類,按照滴灌的要求特性及作物的生長狀況,制定出滴灌條件下適宜的灌溉制度,以指導農民進行合理灌溉,發揮出滴灌應有的效益,促進滴灌技術的發展。

       4.加強基層專業管理部門建設,做好技術推廣和培訓工作

       基層農業部門直接面向生產第一線,是先進農業技術的最有利的推廣者,必須進一步加強建設。通過這些部門的協同工作,作好農業的綜合配套技術服務,能促進設施農業的順利發展。特別是滴灌技術,滴灌制度的確定和應用、滴灌技術的配套農業技術措施等方面還存在眾多的誤區,必須加大知識普及、宣傳教育以及技術培訓的力度。

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