節(jié)水農業(yè)是提高用水有效性的農業(yè)，是水、土、作物資源綜合開發(fā)利用的系統(tǒng)工程；衡量節(jié)水農業(yè)的標準是作物的產量及其品質，用水的利用率及其生產率。
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。
滴灌施肥技術是當今世界上公認的最先進的精量灌溉、精準施肥技術之一。它利用滴灌設施以最經濟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，實現(xiàn)對供給的水分和養(yǎng)分及作物個體和群體的有效調控，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，肥水均勻浸潤在特定區(qū)域的耕層內，滿足作物生長發(fā)育的需要，達到節(jié)水節(jié)肥、高產高效的目的。該技術源于以色列，已在世界上80多個國家和地區(qū)得到廣泛應用。
一、國外滴灌及滴灌水肥一體化技術
發(fā)展情況
20世紀60年代，以色列人創(chuàng)造了滴灌技術，并建成了世界上第一個滴灌系統(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，呈點滴狀緩緩而均勻地滴灌到作物根區(qū)的土壤中。滴灌使農業(yè)灌溉技術發(fā)生了根本性變化，標志著農業(yè)灌溉由粗放走向高度集約化和科學化，基本實現(xiàn)了按需供水、肥，成為灌溉技術的一項重大突破。如今，以色列超過80%的灌溉土地使用滴灌方法，灌溉水的利用率高達95%，水分生產效率達2.23公斤/立方米，氮肥利用率在80%以上。與此同時，以色列著名的NETAFIM滴灌技術設備公司，產品和服務遍及70多個國家和地區(qū)，年產滴頭300多億只，年銷售額超過2億美元，占全球灌溉設備市場總銷量的70%。
20世紀60年代后，滴灌技術開始在美國、澳大利亞、墨西哥、南非等地陸續(xù)研究和示范應用。
美國水資源充沛，人均水資源占有量12000 立方米。有效灌溉面積約2533萬公頃，不足我國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153萬公頃。美國注重對地下滴灌技術的研究和推廣，據(jù)堪薩斯州立大學Freddie Lam教授2011年撰文，2003-2008年美國在棉花、玉米、苜蓿等作物上應用地下滴灌面積1.73萬公頃，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)水灌溉是該國采用的主要農業(yè)技術。上世紀70年代后，該國開始將滴灌及灌溉施肥技術用于蔬菜、果樹和甘蔗等作物，一般節(jié)水、增產都在20%以上，優(yōu)質蔬菜的收獲率由傳統(tǒng)灌溉方法的60%-70%提高到90%，同時采用滴灌施肥可將減少25%-50%的氮肥損失。上世紀末，T系統(tǒng)公司在班達伯格甘蔗上使用地下滴灌技術，獲得了5700 立方米的水生產128噸甘蔗；而采用漫灌方式，9800 立方米的水只生產了98噸。
印度是使用滴灌技術較早的亞洲國家，近年發(fā)展速度很快。據(jù)2015年印度New Ag International會議報道，截至2014年，印度微灌面積達到750萬公頃，其中滴灌320萬公頃、噴灌430萬公頃。JAIN灌溉公司用滴灌和灌溉施肥技術在水稻和小麥作物上做了8年研究，兩種作物增產25%-45%、節(jié)水在50%-60%。印度的水溶性肥約分為16個等級，2014-2015年生產量已達到150000噸，年增15%-20%。
二、滴灌及滴灌水肥一體化技術在國內的
發(fā)展情況
我國從上世紀70年代開始引進滴灌技術，通過引進、消化吸收再創(chuàng)新，在灌溉設備和配套技術等方面有了長足的發(fā)展，基本形成了國內具有區(qū)域特色的滴灌技術體系。
（一）滴灌產品研發(fā)
通過引進、吸收、消化，到上世紀90年代末期，我國滴灌產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，內鑲扁平滴頭式滴灌管正處在成長期，圓柱式滴頭和壓力補償式滴灌管發(fā)展趨勢好；滴灌工程中大多用聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（UPVC）管和相應管件，國內多個廠家的產品質量和配套規(guī)格基本適應滴灌發(fā)展要求。
過濾裝置方面，研制出了符合我國國情的篩網(wǎng)過濾器、疊片過濾器、砂石過濾器、水沙分離器、LZ型自動清洗立式過濾器、自動反沖洗過濾器及沉淀池等，但產品的精密度、技術規(guī)范與國外仍有較大差距。在施肥設備方面，普遍采用不透明的壓差式施肥罐，文丘里式、水動泵等設備和控制裝置的國產化和規(guī)模化應用相對緩慢。
在田間管網(wǎng)鋪設機械化作業(yè)方面，研制出了田間毛管鋪設、鋪膜播種一體機和干管鋪設開溝機，并在棉花、甜菜、豆類等多種作物廣泛應用；研制出了適于大田農作物隨水施肥的全營養(yǎng)速溶性高效滴灌固態(tài)復合肥；研究開發(fā)出滴灌平衡施肥專家決策系統(tǒng)，并應用于生產，實現(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變化情況研制出了不同的滴灌首部過濾系統(tǒng)、地埋干管與地面支輔管相結合的“支管+輔管”滴灌系統(tǒng)、不使用輔管的“大支管輪灌系統(tǒng)”、移動首部滴灌系統(tǒng)、小農戶滴灌系統(tǒng)、微壓滴灌系統(tǒng)、自壓滴灌系統(tǒng)、重力滴灌系統(tǒng)、自動化控制灌溉滴灌系統(tǒng)等多種形式的滴灌系統(tǒng)；針對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)和適應設施農業(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）滴灌配套技術研究
1996年，新疆兵團引進以色列成套滴灌設備，將滴灌技術與地膜覆蓋技術有機結合，創(chuàng)造了膜下滴灌技術。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、化學調控技術、病蟲害防治技術、高密度高產栽培技術，不同土壤質地水鹽、養(yǎng)分運移規(guī)律和土壤次生鹽漬化的綜合防治技術，作物需水預測預報及農田灌溉調度管理、水庫群灌優(yōu)化調度等關鍵技術，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體系。同時，開展了滴灌技術在糧食作物上的應用研究，逐步使滴灌技術的應用由棉花擴展到玉米、小麥、甜菜、向日葵等作物，而且應用地域范圍逐步擴大，由新疆逐步向西北、華北、東北等地推廣。
三、目前存在的主要問題
通過多年的技術引進、消化和吸收，我國在滴灌設備研制及生產、系統(tǒng)設計及配置、配套產品與技術開發(fā)等方面都取得了突破性的進展，部分滴灌設備產品性能和田間作業(yè)機械配套及以棉花等經濟作物的應用效果已接近或達到國外同等水平。但在滴灌技術的應用范圍、推廣速度、應用效果等方面，在全國范圍內存在較大的差異。這些問題反映在技術上，主要有以下幾個方面。
（一）工程規(guī)劃設計欠規(guī)范
規(guī)劃是滴灌系統(tǒng)設計的前提，制約著滴灌工程投資、效益和運行管理等多方面指標，是決定滴灌工程成敗的工作基礎。
我國目前絕大部分地區(qū)還沒有將滴灌工程納入農田水利工程規(guī)劃之中，在田間設計和系統(tǒng)配置上存在死搬硬套他人模式、與當?shù)刭Y源環(huán)境及農藝技術結合不夠緊密等問題，導致出現(xiàn)了流域灌排不協(xié)調、條田林網(wǎng)死亡、經濟社會效益不突出等現(xiàn)象。
（二）水肥一體化技術不到位
滴灌隨水施肥是滴灌技術的重要組成部分，是實現(xiàn)水肥一體化、提高肥料利用率、增產增收、節(jié)本增效的關鍵措施。但目前大部分滴灌區(qū)注重滴灌田間工程建設、關注強調節(jié)水的因素較多，重視水肥結合、發(fā)揮肥的作用不夠；實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；大部分農戶憑經驗隨意進行，滴灌技術的精準灌溉、精準施肥的作用沒能得到充分發(fā)揮。
（三）應用的作物較單一
“九五”以前，我國滴灌技術的研究與應用，主要集中在設施園藝、瓜果蔬菜等作物上。1996年后，新疆兵團將滴灌技術廣泛應用于大田作物生產，但在2005年前也僅應用于棉花、加工番茄、甜菜等經濟作物，且在滴灌設備、田間管網(wǎng)和配套作業(yè)機械與灌溉施肥制度等方面的科研力量，也主要集中于經濟和設施園藝作物。將糧食作物應用滴灌技術納入新疆兵團科研計劃是從2005年開始的，而且在田間裝置及農藝配套技術等方面，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年新疆兵團將滴灌技術應用于大田作物以來，為我國農業(yè)節(jié)水、作物增產增效、農民的增收發(fā)揮了巨大的作用。然而，滴灌技術的應用對于區(qū)域環(huán)境包括水環(huán)境、土壤環(huán)境、作物病蟲害、農田小氣候、區(qū)域生態(tài)會造成什么樣的影響，目前的相關研究一定程度上滯后。
四、發(fā)展前景展望
農業(yè)農村部提出到2020年，我國農業(yè)要實現(xiàn)“控制農業(yè)用水總量，減少化肥、農藥使用量，化肥、農藥用量實現(xiàn)零增長”。同時，我國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之間的矛盾，對于提高肥料利用率并減輕對環(huán)境的壓力，保障糧食安全、保護生態(tài)環(huán)境具有極其重要的意義。
滴灌技術是集裝備和技術于一體的先進灌溉技術，是實現(xiàn)農業(yè)設施化、規(guī)范化、自動化的有效途徑，它能使種植業(yè)最基本的兩項農事活動（灌溉、施肥）實現(xiàn)精準化，能大大提高農業(yè)資源產出率和勞動生產率。
水是萬物之源，是農業(yè)的命脈，涉及我國糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和人與自然和諧共生的基本方略。實踐證明：滴灌技術可節(jié)水50%以上；單位面積糧食作物增產20%以上，水產比提高80%以上；單位耕地的播種面積增加5%-7%；單位面積等產量的農藥化肥使用量減少30%以上，有效降低了農田和食品的污染源。
滴灌技術是一種廣譜的節(jié)水技術，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：我國目前適宜采用滴灌的經濟作物有油料、棉花、麻類、糖料、煙草、藥材、蔬菜瓜果等，面積約5066.67萬公頃；灌區(qū)小麥、玉米等糧食作物播種面積約4000萬公頃；果園面積約920萬公頃，且大部分分布在坡地和丘陵山區(qū)，缺少水源工程設施；設施溫室、大棚面積約166.67萬公頃；治沙造林（僅經濟林）約366.67萬公頃。可見，滴灌技術在我國有著廣闊的發(fā)展前景。
（作者系中國農墾節(jié)水農業(yè)產業(yè)技術聯(lián)盟理事長）
責任編輯：張韌
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