節(jié)水灌溉的未來發(fā)展
發(fā)布時間：2019-02-13 瀏覽：3652次 字號：大 中 小
節(jié)水農(nóng)業(yè)意義
（一）發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是一種必然選擇
我國水資源總量為2.8萬億m3，低于巴西、俄羅斯和加拿大，與美國和印度尼西亞相當(dāng)，但人均和畝均水資源量僅約為世界平均水平的1/4和1/2，而且地區(qū)分布很不平衡，長江流域以北地區(qū)，耕地占全國耕地的65%，而水資源僅占全國水資源總量的19%。目前，全國正常年份缺水量近400億m3，其中農(nóng)業(yè)缺水約300億m3。不但水量缺，水污染狀況也日趨嚴重，2005年初監(jiān)測顯示，七大江河遭受污染的河段已達53.3%，其中劣Ⅴ類水占到28.4%，特別是北方黃、淮、海三大流域既是我國缺水最為嚴重的地區(qū)，也是水污染最嚴重的地區(qū)。由于農(nóng)業(yè)是用水大戶，其用水量約占全國用水總量的70%，在西北地區(qū)則占到90%，其中90%用于種植業(yè)灌溉。因此，為了應(yīng)對日趨嚴重的缺水形勢，建立節(jié)水型社會，特別是發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是一種必然選擇。
發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是解決我國北方供水危機的首要途徑，同時也是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)本身的需要，水土資源的高效利用，經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益的緊密結(jié)合是可持續(xù)農(nóng)業(yè)所追求的一個目標，而根據(jù)水資源狀況和農(nóng)業(yè)需水規(guī)律所實施的節(jié)水灌溉便是達到這一目標的重要一環(huán)。為此，我們必須打破傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)用水觀念，建立起一個適應(yīng)現(xiàn)代社會和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的農(nóng)業(yè)供水體制。從這個意義上說，節(jié)水農(nóng)業(yè)就是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，節(jié)水灌溉屬于科學(xué)灌溉。
（二）大量節(jié)約灌溉用水是實施節(jié)水農(nóng)業(yè)的主要目標
節(jié)水農(nóng)業(yè)適宜于在所有從事農(nóng)業(yè)的地區(qū)推行，但主要是指在干旱、半干旱和半濕潤地區(qū)充分利用自然降水的基礎(chǔ)上高效利用灌溉水的農(nóng)業(yè)。節(jié)水農(nóng)業(yè)要解決的中心問題是：在保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以正常速度增長的同時如何做到充分利用當(dāng)?shù)亟邓痛蠓鹊販p少灌溉用水，從而維持整個水資源的可持續(xù)利用與區(qū)域平衡。
（三）節(jié)水農(nóng)業(yè)是一項系統(tǒng)工程
農(nóng)業(yè)節(jié)水是一項系統(tǒng)工程，包括：水資源時空調(diào)節(jié)，充分利用自然降水，高效利用灌溉水，以及提高植物自身水分利用效率多個方面，其科學(xué)技術(shù)目標可以概括為：提高水資源的利用率，利用效率和生產(chǎn)效益。
為此，必須采取包括工程、農(nóng)藝、生物以及管理等綜合節(jié)水措施。各類節(jié)水技術(shù)的結(jié)合，以及旱作農(nóng)業(yè)與灌溉農(nóng)業(yè)的互通，對于成功地實施農(nóng)業(yè)節(jié)水、實現(xiàn)大量節(jié)約灌溉用水的目標是必須的。
二、我國節(jié)水農(nóng)業(yè)現(xiàn)況及發(fā)展戰(zhàn)略
（一）取得的成就與存在問題
目前我國有灌溉條件的農(nóng)田為8.38億畝，實際可確保灌溉的為7.5億畝，約占全部耕地的40%。按1998年統(tǒng)計，包括渠道防滲襯砌，管道輸水，噴、微灌等在內(nèi)的各種節(jié)水灌溉工程面積已達2.3億畝，到2003年增加到3億畝。另外農(nóng)業(yè)措施對農(nóng)田節(jié)水也起了重要作用，不完全統(tǒng)計已達到1.95億畝。近一半灌溉農(nóng)業(yè)實施了一定的節(jié)水措施。2003年，我國農(nóng)業(yè)用水量占總水量的比重已由建國初期的92%，1980年的88%，下降到66%，單位面積用水量從494m3/畝回落到459m3/畝。平均灌溉水利用系數(shù)從不足0.3提高到0.45，每立方米灌溉水增產(chǎn)糧食也明顯提高，達到1.1kg。在實現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)過程中，科學(xué)技術(shù)起到了重要作用。
在總結(jié)成績的同時，還應(yīng)看到存在的一些問題： (1) 對成績不能估計過高，我國目前農(nóng)業(yè)用水上的浪費還相當(dāng)嚴重，與發(fā)達國家相比，在用水效率方面還存在較大差距；(2) 農(nóng)業(yè)節(jié)水無疑是國家的戰(zhàn)略目標，如何將國家目標轉(zhuǎn)換為農(nóng)民目標、群眾目標，從而建立起國家、社會及農(nóng)民共同投入的有效途徑及符合中國國情的發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水的長效機制有待盡快解決；（3）國家有關(guān)部門及許多�。▍^(qū)）已制定了若干發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的規(guī)劃或設(shè)想，起到了一定指導(dǎo)作用，但所確定的主要目標和準備采取的措施是否可行，特別是大量節(jié)約灌溉用水的目標能不能實現(xiàn)？仍需進一步作出科學(xué)論證；(4) 在節(jié)水農(nóng)業(yè)科學(xué)研究方面，“八五”以后國家連續(xù)立項，取得不少成就，但有些項目較多追求當(dāng)時的節(jié)水指標和示范面積，對科技難點和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)乏力，對宏觀戰(zhàn)略問題還深入研究不夠。
(二) 有關(guān)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的若干問題
1、關(guān)于戰(zhàn)略定位。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是保障我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定快速發(fā)展和水資源可持續(xù)利用的一項重大戰(zhàn)略措施，是構(gòu)建節(jié)水型社會的重要組成部分。有些專家建議，應(yīng)把水資源安全放在與能源安全、糧食安全同等重要的位置上，這是非常正確的。其實，有些國家已經(jīng)這樣做了，其基本做法是力求保持水資源的供需平衡，不留缺口。
2、關(guān)于目標與速度。在保持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以正常速度增長的同時，應(yīng)以大量節(jié)約灌溉用水為主要目標。何謂“大量”？我們通過借鑒北方先進節(jié)水縣市成功做法，總結(jié)已有科研成果，聽取有關(guān)專家意見，并參考國外經(jīng)驗后認為，再利用約15年時間，即到2020年前后時，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上形成節(jié)約1000億m3灌溉用水的能力是可能做到的。現(xiàn)在有些農(nóng)業(yè)節(jié)水規(guī)劃所提發(fā)展速度過慢。
3、關(guān)于發(fā)展模式。節(jié)水農(nóng)業(yè)涵蓋了節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)、有限灌溉農(nóng)業(yè)和旱作農(nóng)業(yè)三種類型。在灌溉農(nóng)業(yè)和旱作農(nóng)業(yè)之間存在多種可供選擇的方案，這給有效地實施農(nóng)業(yè)節(jié)水提供了有利條件。隨著科學(xué)技術(shù)進步及水資源進一步緊缺，有限灌溉將成為缺水區(qū)今后發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的主要趨向，應(yīng)給以充分重視并著手推行。
4、關(guān)于技術(shù)選擇。應(yīng)把節(jié)水灌溉技術(shù)和旱作技術(shù)放在同等重要位置，爭取部分旱作高產(chǎn)，以減少對灌溉的依賴。在節(jié)水灌溉方面，當(dāng)前應(yīng)把實現(xiàn)灌區(qū)管理現(xiàn)代化和解決輸水過程中的水的損失放在首要地位，在灌溉方法上，根據(jù)我國國情，近中期在有條件的地方應(yīng)積極推行噴微灌，但就全國范圍看仍應(yīng)以改進地面灌溉為主。另外，僅靠推行節(jié)水技術(shù)尚難以從根本上實現(xiàn)區(qū)域水資源平衡及資源與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，為此必須從宏觀層次上作進一步研究，如建立節(jié)水型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等。
（三）北方不同區(qū)域節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展趨向
1、干旱地區(qū)：我國干旱地區(qū)占國土面積的30.8%，集中分布在西北，以新疆面積最大。新疆屬于典型的無灌溉即無農(nóng)業(yè)的內(nèi)陸干旱區(qū)，農(nóng)業(yè)用水總量為778億m3，占到總用水量的90%；畝均灌溉定額約800m3，高出華北地區(qū)1倍。另外，為保證綠州內(nèi)防護林建設(shè)及綠州——荒漠過渡帶天然綠州的防護功能也需要消耗大量用水。因此說，新疆農(nóng)業(yè)與生態(tài)耗水量較大有其客觀上的需要；同時有資料表明，全疆水資源開發(fā)利用率約占到地表水資源量的55%，開發(fā)程度已不低，但凈利用水量只占地表水資源總量的18%，說明潛力有待挖掘，通過總結(jié)新疆各地在推行節(jié)水灌溉方面取得的成效，專家們認為，近期內(nèi)將平均灌溉定額從800m3/畝降到600m3/畝是可能做到的。面向未來，建議在以下幾個問題上作進一步探討：
(1) 生態(tài)用水對新疆農(nóng)業(yè)及整個經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有特殊重要意義，因而科學(xué)的確定生態(tài)用水與社會經(jīng)濟用水的適宜比例是一個重要問題，一些專家提出，生態(tài)耗水量不應(yīng)低于總用水的量50%，對此需作專門論證，并加以具體落實。
(2) 新疆農(nóng)業(yè)灌溉面積約6000萬畝，近期內(nèi)能否繼續(xù)擴大，有專家認為，根據(jù)地表水資源狀況，除少數(shù)河流尚有一定引水潛力外其他地區(qū)不宜再擴大灌溉面積，農(nóng)業(yè)應(yīng)在節(jié)水前提下，本著“增產(chǎn)少增地、增地少增水”的原則求得發(fā)展，但對此也有不同意見。
(3) 根據(jù)新疆的社會經(jīng)濟和氣候地理條件怎樣發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)？我們的看法，一開始就應(yīng)當(dāng)努力向現(xiàn)代化方向發(fā)展，如大量采用管道輸水，實行激光平地，發(fā)展微灌噴灌等局部灌水技術(shù)，應(yīng)用自控技術(shù)實施精準灌溉，調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)擴大經(jīng)營規(guī)模，以及建立統(tǒng)一的節(jié)水管理、調(diào)度與監(jiān)測體系等。但這需要有較大的經(jīng)濟投入和有力的科技支撐才能順利實施。
2、半干旱地區(qū)：以西北黃土高原為中心的我國半干旱地區(qū)約占國土面積1/5。由于嚴重的水土流失和頻繁的干旱同時發(fā)生，加之該地區(qū)的平均降水量尚處在可正常進行農(nóng)田生產(chǎn)的范圍之內(nèi)，但由于生產(chǎn)力低下易造成濫墾濫伐的現(xiàn)實，致使半干旱區(qū)成為我國生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)域。該地區(qū)人均、畝均水資源量均較低，多數(shù)地方灌溉面積不足耕地面積的20%，以旱作為主，灌溉農(nóng)業(yè)用水相對合理，但農(nóng)業(yè)節(jié)水仍有較大潛力。據(jù)計算，黃土高原地區(qū)年降水總量為3000億m3，約為地表水資源量的5倍，故加強水土保持工作和大力挖掘降水生產(chǎn)潛力將對該地區(qū)今后發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。黃土高原的植被建設(shè)主要應(yīng)依賴于自然降水，農(nóng)田生產(chǎn)在繼續(xù)搞好基本農(nóng)田建設(shè)的同時應(yīng)十分重視旱作技術(shù)的改進和發(fā)展小型灌溉。經(jīng)多點長期實驗與示范證明，應(yīng)用好現(xiàn)有技術(shù)近中期內(nèi)使該地區(qū)旱作平均糧食畝產(chǎn)達到200kg左右是可能做到的。為此當(dāng)前應(yīng)加強研究并廣泛推行兩項實用技術(shù)，一是覆蓋技術(shù)，另一項則是雨水集流補灌技術(shù)。
3、半濕潤地區(qū)：黃、淮、海半濕地區(qū)是我國重要的糧食生產(chǎn)基地，但同時又是水資源嚴重緊缺地區(qū)，水資源利用程度已達73%。以山東為例，該省平均降水量676.5mm，但人均水資源占有量僅為344m3，畝均307m3，說明降水量較適中而水資源緊缺是其一個重要特點。建國以來山東灌溉面積增加約7倍，現(xiàn)有效灌溉面積已達耕地面積的72.7%，灌溉水利用系數(shù)高于全國平均水平，說明其灌溉事業(yè)發(fā)展迅速，這是另一個特點。一般說來，正常年份半濕潤地區(qū)可以實現(xiàn)旱作糧食高產(chǎn)（如萊陽農(nóng)學(xué)院經(jīng)多年研究與實踐后認為，小麥畝產(chǎn)達到500kg的旱作技術(shù)是成熟的）。針對這些特點，我們認為黃淮海半濕區(qū)存在較大節(jié)水潛力，建議今后本著“水旱并重，以豐補欠”的原則推動節(jié)水農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。“水旱并重”主要強調(diào)水地、旱地都要以充分利用降水為基礎(chǔ)，切實加強旱作高產(chǎn)農(nóng)田建設(shè)，并作好部份水地改為旱地或半旱地的技術(shù)儲備；“以豐補欠”系指為適應(yīng)劇烈的年際間氣候變化，主動采取以豐收年補欠收年以及區(qū)域調(diào)節(jié)的應(yīng)對策略，適當(dāng)加長糧食生產(chǎn)計劃周期，允分挖掘半濕潤地區(qū)的氣候生產(chǎn)潛力，
三、為加速發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)需要解決的幾個科學(xué)技術(shù)問題
（一）科學(xué)制定農(nóng)業(yè)節(jié)水綜合發(fā)展規(guī)劃
為適應(yīng)水資源日趨緊缺的現(xiàn)實，制定農(nóng)業(yè)節(jié)水規(guī)劃首先要更新觀念，即農(nóng)業(yè)用水原則必須從“以需定供”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;以供定需”，據(jù)此研究確定不同區(qū)域水資源的承載力，提出與之相適應(yīng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模與速度，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源供需的基本平衡。其次，應(yīng)建立廣義的水資源概念，即不但要重視可控的地表水和地下水，而且要重視整個天然降水。在制定農(nóng)業(yè)節(jié)水規(guī)劃時統(tǒng)籌考慮節(jié)水灌溉和旱作農(nóng)業(yè)；在評價某一地區(qū)水資源狀況時應(yīng)全面看待各種水資源。建立與水資源相適應(yīng)的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，即節(jié)水型農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，是一個被忽視的難點問題，為了實現(xiàn)大量節(jié)約農(nóng)業(yè)用水目標對此也必須予以充分重視。
（二）實施常規(guī)灌溉水替代策略
為減緩農(nóng)業(yè)用水的緊張局面，一些專家提出常規(guī)灌溉水替代的概念與設(shè)想。應(yīng)當(dāng)說，最大的替代并可進一步挖掘的水源是降水；其次則是污水和微減水，將處理后的工業(yè)廢水和生活污水（再生水）在農(nóng)業(yè)灌溉中加以利用，是繼管道輸水、采用先進的局部灌水方法之后灌區(qū)節(jié)水下一個發(fā)展階段的主體技術(shù)之一，有些發(fā)達國家利用再生水灌溉面積已占到全部灌溉面積的30%。建議結(jié)合防污體系的建立，將再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉作為解決我國未來水資源緊缺的一項重大措施來對待，切實加強研究與示范，逐步擴大推行。
（三）建立有限灌溉制度
推行有限灌溉，采取旱作技術(shù)與補充供水相桔合的種植制度，是缺水區(qū)面向未來的一項必然選擇。有限灌溉的理論依據(jù)已基本清楚，即：水分虧缺不總是降低產(chǎn)量，許多作物和果木在一定生育階段適度干旱對節(jié)水和增產(chǎn)都有利，這一認識已在大量實驗中得到證實，當(dāng)前的關(guān)鍵是要解決大田生產(chǎn)條件下的可行性問題。
在大田條件下建立有限灌溉制度最終要走精確的按需灌溉之路，精確灌溉是以作物實際需水為依據(jù)，以信息技術(shù)為手段對農(nóng)田進行“非充分”供水的。與其說是建立一種新的灌溉制度不如說是確定一種農(nóng)田對缺水的應(yīng)變系統(tǒng)。為有效實施精確灌溉必須具備以下條件：①、掌握可靠仔細的作物需水規(guī)律資料；②、運用信息化技術(shù)；③、提供使兩者相銜接的技術(shù)參數(shù)，特別是作物水分虧缺程度的指標；④應(yīng)用先進的灌水方法。以上條件必須通過多學(xué)科協(xié)作才能實現(xiàn)。
（四）重視生物節(jié)水技術(shù)，培育節(jié)水耐旱新品種
目前，嚴格意義上的生物節(jié)水技術(shù)尚處于次要地位，但可以予見，當(dāng)水的流失、滲漏、蒸發(fā)得到有效控制，水的時空調(diào)節(jié)得到充分利用之后，生物性節(jié)水——提高植物水分利用效率（WUE）和耐旱性就顯得更為重要，可視為實現(xiàn)進一步大量節(jié)約農(nóng)業(yè)用水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和最終潛力所在。為挖掘植物自身的高效用水，選育出抗旱節(jié)水新品種、新類型被認為是一個核心目標。已經(jīng)證明，WUE是一個可遺傳性狀，作物種間和品種間WUE差異顯著。但是，以耐旱和高WUE為目標的育種工作進展遲緩，困難可能是在常規(guī)育種條件下，耐旱節(jié)水性狀與豐產(chǎn)性狀往往難以結(jié)合。近年來通過基因工程手段進行基因重組以創(chuàng)造耐旱、節(jié)水新類型的研究十分活躍，成為生物學(xué)和農(nóng)業(yè)工作者關(guān)注的一個熱點，但應(yīng)充分認識到其復(fù)雜性。要獲得生產(chǎn)上能廣泛應(yīng)用的節(jié)水耐旱轉(zhuǎn)基因植物雖具有良好前景，但不應(yīng)聲稱很快就會實現(xiàn)。當(dāng)前應(yīng)從以下幾點做好工作；（1）挖掘抗旱節(jié)水種質(zhì)資源；（2）重視不同層次上節(jié)水耐旱育種的相互關(guān)系，將常規(guī)育種與基因工程育種緊密結(jié)合起來；（3）當(dāng)前將獲得耐旱節(jié)水轉(zhuǎn)基因植物研究的重點放在林草植物上更為可行；（4）加強生物節(jié)水基礎(chǔ)研究，明確不同節(jié)水耐旱機制所起作用大小，以尋求起關(guān)鍵作用的節(jié)水耐旱主效基因。鑒于生物節(jié)水研究對未來農(nóng)業(yè)節(jié)水可能產(chǎn)生的巨大推動作用，建議納入國家科技規(guī)劃，給予長期穩(wěn)定支持。
