節(jié)水農(nóng)業(yè)是提高用水有效性的農(nóng)業(yè)，是水、土、作物資源綜合開(kāi)發(fā)利用的系統(tǒng)工程；衡量節(jié)水農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)是作物的產(chǎn)量及其品質(zhì)，用水的利用率及其生產(chǎn)率。
滴灌是目前最有效的節(jié)水灌溉方式。是按照作物需水要求，通過(guò)管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的水分和養(yǎng)分一滴一滴均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中的灌水方法。
滴灌施肥技術(shù)是當(dāng)今世界上公認(rèn)的最先進(jìn)的精量灌溉、精準(zhǔn)施肥技術(shù)之一。它利用滴灌設(shè)施以最經(jīng)濟(jì)有效的方式供給作物所需的水分、養(yǎng)分，并使其限定在作物有效根域范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)供給的水分和養(yǎng)分及作物個(gè)體和群體的有效調(diào)控，旨在作物的不同生育階段將所需的不同養(yǎng)分和水分多次小量供給，肥水均勻浸潤(rùn)在特定區(qū)域的耕層內(nèi)，滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，達(dá)到節(jié)水節(jié)肥、高產(chǎn)高效的目的。該技術(shù)源于以色列，已在世界上80多個(gè)國(guó)家和地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。
一、國(guó)外滴灌及滴灌水肥一體化技術(shù)
發(fā)展情況
20世紀(jì)60年代，以色列人創(chuàng)造了滴灌技術(shù)，并建成了世界上第一個(gè)滴灌系統(tǒng)。這一系統(tǒng)由不同口徑的塑料管組成，灌溉水和溶于水中的化肥從水源被直接輸送到作物根部，呈點(diǎn)滴狀緩緩而均勻地滴灌到作物根區(qū)的土壤中。滴灌使農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)發(fā)生了根本性變化，標(biāo)志著農(nóng)業(yè)灌溉由粗放走向高度集約化和科學(xué)化，基本實(shí)現(xiàn)了按需供水、肥，成為灌溉技術(shù)的一項(xiàng)重大突破。如今，以色列超過(guò)80%的灌溉土地使用滴灌方法，灌溉水的利用率高達(dá)95%，水分生產(chǎn)效率達(dá)2.23公斤/立方米，氮肥利用率在80%以上。與此同時(shí)，以色列著名的NETAFIM滴灌技術(shù)設(shè)備公司，產(chǎn)品和服務(wù)遍及70多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，年產(chǎn)滴頭300多億只，年銷售額超過(guò)2億美元，占全球灌溉設(shè)備市場(chǎng)總銷量的70%。
20世紀(jì)60年代后，滴灌技術(shù)開(kāi)始在美國(guó)、澳大利亞、墨西哥、南非等地陸續(xù)研究和示范應(yīng)用。
美國(guó)水資源充沛，人均水資源占有量12000 立方米。有效灌溉面積約2533萬(wàn)公頃，不足我國(guó)50%，但噴灌和滴灌面積卻占有效灌溉面積的87%，2010年滴灌面積就達(dá)153萬(wàn)公頃。美國(guó)注重對(duì)地下滴灌技術(shù)的研究和推廣，據(jù)堪薩斯州立大學(xué)Freddie Lam教授2011年撰文，2003-2008年美國(guó)在棉花、玉米、苜蓿等作物上應(yīng)用地下滴灌面積1.73萬(wàn)公頃，與地表滴灌比，種植苜蓿用地下滴灌更能提高水的利用效率。
澳大利亞有70%的地區(qū)雨量在500毫米以下，節(jié)水灌溉是該國(guó)采用的主要農(nóng)業(yè)技術(shù)。上世紀(jì)70年代后，該國(guó)開(kāi)始將滴灌及灌溉施肥技術(shù)用于蔬菜、果樹(shù)和甘蔗等作物，一般節(jié)水、增產(chǎn)都在20%以上，優(yōu)質(zhì)蔬菜的收獲率由傳統(tǒng)灌溉方法的60%-70%提高到90%，同時(shí)采用滴灌施肥可將減少25%-50%的氮肥損失。上世紀(jì)末，T系統(tǒng)公司在班達(dá)伯格甘蔗上使用地下滴灌技術(shù)，獲得了5700 立方米的水生產(chǎn)128噸甘蔗；而采用漫灌方式，9800 立方米的水只生產(chǎn)了98噸。
印度是使用滴灌技術(shù)較早的亞洲國(guó)家，近年發(fā)展速度很快。據(jù)2015年印度New Ag International會(huì)議報(bào)道，截至2014年，印度微灌面積達(dá)到750萬(wàn)公頃，其中滴灌320萬(wàn)公頃、噴灌430萬(wàn)公頃。JAIN灌溉公司用滴灌和灌溉施肥技術(shù)在水稻和小麥作物上做了8年研究，兩種作物增產(chǎn)25%-45%、節(jié)水在50%-60%。印度的水溶性肥約分為16個(gè)等級(jí)，2014-2015年生產(chǎn)量已達(dá)到150000噸，年增15%-20%。
二、滴灌及滴灌水肥一體化技術(shù)在國(guó)內(nèi)的
發(fā)展情況
我國(guó)從上世紀(jì)70年代開(kāi)始引進(jìn)滴灌技術(shù)，通過(guò)引進(jìn)、消化吸收再創(chuàng)新，在灌溉設(shè)備和配套技術(shù)等方面有了長(zhǎng)足的發(fā)展，基本形成了國(guó)內(nèi)具有區(qū)域特色的滴灌技術(shù)體系。
（一）滴灌產(chǎn)品研發(fā)
通過(guò)引進(jìn)、吸收、消化，到上世紀(jì)90年代末期，我國(guó)滴灌產(chǎn)品門類和系列基本配套。
滴灌帶方面，單翼迷宮邊縫式滴灌帶已處成熟期，內(nèi)鑲扁平滴頭式滴灌管正處在成長(zhǎng)期，圓柱式滴頭和壓力補(bǔ)償式滴灌管發(fā)展趨勢(shì)好；滴灌工程中大多用聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（UPVC）管和相應(yīng)管件，國(guó)內(nèi)多個(gè)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量和配套規(guī)格基本適應(yīng)滴灌發(fā)展要求。
過(guò)濾裝置方面，研制出了符合我國(guó)國(guó)情的篩網(wǎng)過(guò)濾器、疊片過(guò)濾器、砂石過(guò)濾器、水沙分離器、LZ型自動(dòng)清洗立式過(guò)濾器、自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器及沉淀池等，但產(chǎn)品的精密度、技術(shù)規(guī)范與國(guó)外仍有較大差距。在施肥設(shè)備方面，普遍采用不透明的壓差式施肥罐，文丘里式、水動(dòng)泵等設(shè)備和控制裝置的國(guó)產(chǎn)化和規(guī)模化應(yīng)用相對(duì)緩慢。
在田間管網(wǎng)鋪設(shè)機(jī)械化作業(yè)方面，研制出了田間毛管鋪設(shè)、鋪膜播種一體機(jī)和干管鋪設(shè)開(kāi)溝機(jī)，并在棉花、甜菜、豆類等多種作物廣泛應(yīng)用；研制出了適于大田農(nóng)作物隨水施肥的全營(yíng)養(yǎng)速溶性高效滴灌固態(tài)復(fù)合肥；研究開(kāi)發(fā)出滴灌平衡施肥專家決策系統(tǒng)，并應(yīng)用于生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了條田施肥數(shù)字化管理。
（二）滴灌系統(tǒng)配置研究
根據(jù)灌溉水源類型和水質(zhì)變化情況研制出了不同的滴灌首部過(guò)濾系統(tǒng)、地埋干管與地面支輔管相結(jié)合的“支管+輔管”滴灌系統(tǒng)、不使用輔管的“大支管輪灌系統(tǒng)”、移動(dòng)首部滴灌系統(tǒng)、小農(nóng)戶滴灌系統(tǒng)、微壓滴灌系統(tǒng)、自壓滴灌系統(tǒng)、重力滴灌系統(tǒng)、自動(dòng)化控制灌溉滴灌系統(tǒng)等多種形式的滴灌系統(tǒng)；針對(duì)不同作物研制出了棉花、加工番茄、甜菜等大田作物滴灌系統(tǒng)和適應(yīng)設(shè)施農(nóng)業(yè)的群棚及小型單棚滴灌系統(tǒng)；根據(jù)地形地貌研制出了丘陵滴灌系統(tǒng)和不同坡度的平原滴灌系統(tǒng)。
（三）滴灌配套技術(shù)研究
1996年，新疆兵團(tuán)引進(jìn)以色列成套滴灌設(shè)備，將滴灌技術(shù)與地膜覆蓋技術(shù)有機(jī)結(jié)合，創(chuàng)造了膜下滴灌技術(shù)。隨后研究了在滴灌條件下不同作物的需水需肥規(guī)律及高效灌溉制度、隨水平衡施肥與水肥一體化耦合技術(shù)、化學(xué)調(diào)控技術(shù)、病蟲(chóng)害防治技術(shù)、高密度高產(chǎn)栽培技術(shù)，不同土壤質(zhì)地水鹽、養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律和土壤次生鹽漬化的綜合防治技術(shù)，作物需水預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及農(nóng)田灌溉調(diào)度管理、水庫(kù)群灌優(yōu)化調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)，形成了以棉花、加工番茄、瓜果等作物為主體的滴灌綜合配套技術(shù)體系。同時(shí)，開(kāi)展了滴灌技術(shù)在糧食作物上的應(yīng)用研究，逐步使滴灌技術(shù)的應(yīng)用由棉花擴(kuò)展到玉米、小麥、甜菜、向日葵等作物，而且應(yīng)用地域范圍逐步擴(kuò)大，由新疆逐步向西北、華北、東北等地推廣。
三、目前存在的主要問(wèn)題
通過(guò)多年的技術(shù)引進(jìn)、消化和吸收，我國(guó)在滴灌設(shè)備研制及生產(chǎn)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及配置、配套產(chǎn)品與技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面都取得了突破性的進(jìn)展，部分滴灌設(shè)備產(chǎn)品性能和田間作業(yè)機(jī)械配套及以棉花等經(jīng)濟(jì)作物的應(yīng)用效果已接近或達(dá)到國(guó)外同等水平。但在滴灌技術(shù)的應(yīng)用范圍、推廣速度、應(yīng)用效果等方面，在全國(guó)范圍內(nèi)存在較大的差異。這些問(wèn)題反映在技術(shù)上，主要有以下幾個(gè)方面。
（一）工程規(guī)劃設(shè)計(jì)欠規(guī)范
規(guī)劃是滴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提，制約著滴灌工程投資、效益和運(yùn)行管理等多方面指標(biāo)，是決定滴灌工程成敗的工作基礎(chǔ)。
我國(guó)目前絕大部分地區(qū)還沒(méi)有將滴灌工程納入農(nóng)田水利工程規(guī)劃之中，在田間設(shè)計(jì)和系統(tǒng)配置上存在死搬硬套他人模式、與當(dāng)?shù)刭Y源環(huán)境及農(nóng)藝技術(shù)結(jié)合不夠緊密等問(wèn)題，導(dǎo)致出現(xiàn)了流域灌排不協(xié)調(diào)、條田林網(wǎng)死亡、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益不突出等現(xiàn)象。
（二）水肥一體化技術(shù)不到位
滴灌隨水施肥是滴灌技術(shù)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)水肥一體化、提高肥料利用率、增產(chǎn)增收、節(jié)本增效的關(guān)鍵措施。但目前大部分滴灌區(qū)注重滴灌田間工程建設(shè)、關(guān)注強(qiáng)調(diào)節(jié)水的因素較多，重視水肥結(jié)合、發(fā)揮肥的作用不夠；實(shí)行氮肥隨水滴施的較多，采用氮、磷、鉀等多元素配方隨水施的較少；大部分農(nóng)戶憑經(jīng)驗(yàn)隨意進(jìn)行，滴灌技術(shù)的精準(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)施肥的作用沒(méi)能得到充分發(fā)揮。
（三）應(yīng)用的作物較單一
“九五”以前，我國(guó)滴灌技術(shù)的研究與應(yīng)用，主要集中在設(shè)施園藝、瓜果蔬菜等作物上。1996年后，新疆兵團(tuán)將滴灌技術(shù)廣泛應(yīng)用于大田作物生產(chǎn)，但在2005年前也僅應(yīng)用于棉花、加工番茄、甜菜等經(jīng)濟(jì)作物，且在滴灌設(shè)備、田間管網(wǎng)和配套作業(yè)機(jī)械與灌溉施肥制度等方面的科研力量，也主要集中于經(jīng)濟(jì)和設(shè)施園藝作物。將糧食作物應(yīng)用滴灌技術(shù)納入新疆兵團(tuán)科研計(jì)劃是從2005年開(kāi)始的，而且在田間裝置及農(nóng)藝配套技術(shù)等方面，基本上參照或沿用了棉花滴灌模式。
（四）基于滴灌的區(qū)域環(huán)境研究滯后
自1996年新疆兵團(tuán)將滴灌技術(shù)應(yīng)用于大田作物以來(lái)，為我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水、作物增產(chǎn)增效、農(nóng)民的增收發(fā)揮了巨大的作用。然而，滴灌技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于區(qū)域環(huán)境包括水環(huán)境、土壤環(huán)境、作物病蟲(chóng)害、農(nóng)田小氣候、區(qū)域生態(tài)會(huì)造成什么樣的影響，目前的相關(guān)研究一定程度上滯后。
四、發(fā)展前景展望
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出到2020年，我國(guó)農(nóng)業(yè)要實(shí)現(xiàn)“控制農(nóng)業(yè)用水總量，減少化肥、農(nóng)藥使用量，化肥、農(nóng)藥用量實(shí)現(xiàn)零增長(zhǎng)”。同時(shí)，我國(guó)仍然面臨著要以占世界7%的耕地養(yǎng)活了占世界22%的人口的問(wèn)題。在此背景下，大力發(fā)展滴灌和水肥一體化將有利于解決控水減肥與糧食需求增長(zhǎng)之間的矛盾，對(duì)于提高肥料利用率并減輕對(duì)環(huán)境的壓力，保障糧食安全、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有極其重要的意義。
滴灌技術(shù)是集裝備和技術(shù)于一體的先進(jìn)灌溉技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)設(shè)施化、規(guī)范化、自動(dòng)化的有效途徑，它能使種植業(yè)最基本的兩項(xiàng)農(nóng)事活動(dòng)（灌溉、施肥）實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化，能大大提高農(nóng)業(yè)資源產(chǎn)出率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。
水是萬(wàn)物之源，是農(nóng)業(yè)的命脈，涉及我國(guó)糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和人與自然和諧共生的基本方略。實(shí)踐證明：滴灌技術(shù)可節(jié)水50%以上；單位面積糧食作物增產(chǎn)20%以上，水產(chǎn)比提高80%以上；單位耕地的播種面積增加5%-7%；單位面積等產(chǎn)量的農(nóng)藥化肥使用量減少30%以上，有效降低了農(nóng)田和食品的污染源。
滴灌技術(shù)是一種廣譜的節(jié)水技術(shù)，干旱半干旱、季節(jié)性或突發(fā)性缺水地區(qū)的洼地、坡地、山地等都適宜使用，適宜使用滴灌的作物種類也很廣泛。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)：我國(guó)目前適宜采用滴灌的經(jīng)濟(jì)作物有油料、棉花、麻類、糖料、煙草、藥材、蔬菜瓜果等，面積約5066.67萬(wàn)公頃；灌區(qū)小麥、玉米等糧食作物播種面積約4000萬(wàn)公頃；果園面積約920萬(wàn)公頃，且大部分分布在坡地和丘陵山區(qū)，缺少水源工程設(shè)施；設(shè)施溫室、大棚面積約166.67萬(wàn)公頃；治沙造林（僅經(jīng)濟(jì)林）約366.67萬(wàn)公頃。可見(jiàn)，滴灌技術(shù)在我國(guó)有著廣闊的發(fā)展前景。
（作者系中國(guó)農(nóng)墾節(jié)水農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長(zhǎng)）
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