高效节水灌溉方式及其优缺点探究

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摘 要：水利灌溉在促进农业增产增收、推动农业经济发展方面发挥了重要作用，一直以来，我国农田灌溉大都采用畦灌、漫灌等方式，虽然能够满足农作物的需水量，但是灌溉过程中水分蒸发、渗漏现象严重，造成了大量的水资源浪费。同时，我国人均水资源占有量不到世界平均水平的四分之一，属于重度缺水国家，因此采取高效节水灌溉技术，成为农业可持续发展的根本保障手段。

关键词：农业灌溉；节水技术；灌溉方式；优缺点

在新技术、新理念、新设备的支持下，现代农业逐渐发展并得到广泛普及。其中采用高效节水灌溉方式，成为现代农业的标志之一。近年来，喷灌、滴灌等新型灌溉技术得到了广大农业种植户的青睐，不仅提高了农田灌溉效率和灌溉质量，而且节水率达到了50%以上。但是这些新型灌溉方式对于设备、技术的以来程度较高，前期投入较大，一定程度上增加了农民负担。因此，必须科学分析和理性对待节水灌溉方式的优缺点。

1 高效节水灌溉的发展状况

1.1 国外节水灌溉技术的发展历程

高效节水灌溉技术的发展，在很大程度上需要依赖现代科学技术的创新与应用。因此，以美国、日本、新加坡为代表的发达国家，在节水灌溉技术方面的研究一直处于世界领先地位。以美国为例，早在20世纪60年代，美国相关部门就开始着手微灌方面的研究，有数据显示，截至1995年底，美国农田微灌面积达到2300万hm2，占到本国灌溉总面积的5.8%。而诸如以色列、伊朗等中东国家，由于国家所处地理位置和气候环境的影响，也投入巨额资金用于修建节水灌溉工程，形成了系统化、高效化的节水灌溉体系。

1.2 国内开展节水灌溉的重要意义

我国开始着手节水灌溉技术工作研究起步较晚，并且由于受地理条件、政策支持以及传统观念的影响，节水灌溉技术并没有得到大范围的推广。近年来，我国水资源短缺现象日益严重，尤其是西北的宁夏、新疆等地，已经被列入严重缺水地区。在这种严峻形势下，开展高效节水灌溉方式的推广应用，既是农业可持续发展和保障国家粮食安全的必然要求，也是现今自然条件下的无奈之举。

近年来，国家财政部门加强了对节水灌溉研究的财政支持，为推动新型灌溉技术的发展与革新起到了巨大推动作用。同时，积极借鉴国外发达国家先进的滴灌、微喷灌等节水灌溉方式，并结合我国农业特点，研发出适合我国农业灌溉的特色节水方式。坚持“先试点，后推广”的原则，在全国范围内开展了节水灌溉技术的推广、应用活动。

2 主流的高效节水灌溉方式

2.1 喷灌

传统的灌溉方式，灌溉过程中不可避免会存在各种形式的水分蒸发、渗漏问题，水资源的利用率仅为50%-60%左右。喷灌采用了管道输水的方式，用管道连接水源地和需水地，采用高压喷水方式，将水输送到农田。同时，管道出水口连接喷头，水流被分散成若干小水滴，均匀的喷洒到田间。喷灌根据应用设备的不同，又可分为固定管道式喷灌、中心支轴氏喷灌以及绞盘式喷灌等。

2.2 微喷灌

微喷灌是喷灌的一种分支形式，但是由于采用了技术改良，使得其灌溉效率更高、节水性能更好。微喷灌技术区别于喷灌技术的根本在于采用了现代化信息系统，实现了对农田种植区域的自动化灌溉控制：首先，农田土壤中装设有若干湿度传感器，当传感器检测到土壤湿度不足，会向终端控制器发出供水信号。当计算机接受到该信号后，自动计算需水量，并将供水指令发送到喷灌系统，实现自动化、精准化灌溉。

2.3 滴灌

滴灌是一种局部灌溉方式，其灌溉原理是在农田土壤中埋设一定密度的塑料管道，然后将水分直接作用于农作物的根部，实现灌溉目的。滴灌是目前节水灌溉方式中最为有效的一种，与如今较为流行的其他节水灌溉方式相比，其水分利用率高达90%以上。同时，将农作物所需肥料溶于水中，配制成一定比例的营养液，还能够实现灌溉和施肥的同步进行，最大限度保证肥效。目前，滴灌主要应用于大型的果树、蔬菜及其他经济类农作物基地的灌溉。

2.4 其他类型的节水灌溉方式

除了上述几种常用的灌溉方式外，目前在我国应用的节水灌溉技术还有管道输水、膜上灌溉、膜下滴灌以及做水种等，但是这些类型的节水灌溉方式具有较为明显的地域特色，推广和应用范围都相对有限。

3 高效节水灌溉方式的优缺点分析

3.1 喷灌技术的优缺点分析

喷灌的优势主要有：首先，适用范围较广，在丘陵地区或是种植低矮作物的平原地区都可以采用喷灌方式。我国主要的地形主要有五类（山地、高原、盆地、丘陵和平原），其中丘陵和平原地形大约占全国总面积的20%，因此喷灌技术具有较高的推广和发展潜力。其次，射程大、范围广。喷灌采用的是压力输水技术，因此喷头处的水压较大，其射程一般在2-10米左右。同时，喷头采用了旋转式设计，能够保证喷射半径范围内的所有农田作物得到灌溉。最后，前期投资相对较低，灌溉设备简单。喷灌技术与其他节水灌溉技术相比，无论是在设备投资还是后期养护上，其资金花费都相对较少，对于生产获利相对困难的农业产业来说，低成本和低维护，无疑使得喷灌技术更具适用性。

喷灌技术的缺点有：首先，灌溉不够均匀。在水分喷射过程中，距离喷头越近的区域，其灌溉量越大，而喷射末端的灌溉量则相对较少。其次，喷射过程中水流会受风力影响，导致水分出现一定的飘洒损失。最后，喷头处承受较大压力，后期设备容易出现故障问题，加大了养护维修成本。

3.2 微喷灌技术的优缺点

微喷灌技术的优点有：微喷灌的应用范围较广，是一种主要的节水灌溉方式。适用于保护平地（如大棚低矮作物）、丘陵果树、苗木区以及露天平地区域，对于保护平地（如大棚低矮作物），一般采用倒挂式微喷头。微喷灌的优点在于每小时出水流量小，射程近，喷洒均匀性好，可为作物生长创造良好的环境。

微喷灌技术的缺点有：田间管网布置密度高，影响作物的种植，亩均投入较高。雾化喷头其射程比正常微喷头的射程还要小，致使其管网密度更高。

3.3 滴灌技术的优缺点

滴灌技术的优点有：滴灌也是一种使用较多的灌溉方式，主要适用于保护平地（如大棚藤架作物）、丘陵果树等作物。对于保护平地（如大棚藤架作物）主要采用内镶式滴灌管，而丘陵果树等作物主要采用压力补偿式滴灌管。由于技术的不断创新，压力补偿式滴灌管道的造价有所降低，其正逐步替代内镶式滴灌管在将来成为主要的滴灌管材。

滴灌技术的缺点有：对于内镶式滴灌管，其所需压力小于微喷头的工作压力，对取水首部的水泵扬程要求较小，但由于其铺设于作物根部，未埋入土中，会影响作物的种植。而对于压力补偿式滴灌管，虽然其相对于内镶式滴灌管增加了压力调节能力，但其投资相对增加，所以，压力补偿式滴灌管应用于丘陵地区。由于技术的不断创新，压力补偿式滴灌管道的造价有所降低，其正逐步替代内镶式滴灌管在将来成为主要的滴灌管材。

4 结束语

综合考虑我国水资源现状和农业可持续发展的需要，不断研发新型高效节水灌溉技术并进行大范围的推广应用，已经成为科研机构和农业部门的重要工作内容。值得注意的是，各种高效节水灌溉技术都有其各自的适用范围和优缺点，为了保证其节水效果的发挥，必须做好前期试点工作，随后再逐步扩大应用范围。

参考文献

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