【摘 要】在水資源日益短缺并嚴重制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實情況下，通過論述在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中綜合采取工程、農(nóng)藝和管理等節(jié)水灌溉措施，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
【關鍵詞】農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水；灌溉措施；工程節(jié)水；農(nóng)藝節(jié)水；管理節(jié)水
我國水資源總量為28 100億m3，人均水資源量約2 200 m3，僅為世界平均值的1/4。據(jù)預測，到2030年，我國人口將增至16億人，人均水資源量將下降至1 760 m3左右，逼近國際公認的1 700 m3的嚴重缺水警戒線。農(nóng)業(yè)用水量總量占總用水量的比重將持續(xù)下降，水資源短缺將成為制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的最重要因素之一。筆者通過論述在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中采取工程、農(nóng)藝和管理等節(jié)水灌溉措施，綜合提高天然降水和灌溉水利用率及其利用效益的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，以實現(xiàn)節(jié)約用水和提高農(nóng)業(yè)用水效益的目標，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
1. 我國農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力
我國農(nóng)業(yè)發(fā)展將面臨嚴峻的水資源供求矛盾的挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)用水約占全國用水總量的70%，其中農(nóng)田灌溉用水量占農(nóng)業(yè)用水量的90%。一方面我國水資源嚴重不足，另一方面我國的農(nóng)業(yè)用水浪費現(xiàn)象又十分嚴重。
�。�1）農(nóng)田灌溉水的利用率低，平均利用率僅為45%左右。
�。�2）農(nóng)田對自然降水的利用率低，僅達到56%。
�。�3）水分生產(chǎn)率不高，僅有1.0 Kg/m3左右，旱地農(nóng)田水分生產(chǎn)率為0.60~0.75 Kg/m3。而發(fā)達國家灌溉水利用率達到80%以上，水分生產(chǎn)率達到2.0 Kg/m3左右。
因此，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力很大。
2. 工程節(jié)水措施
節(jié)水灌溉措施劃分為工程類措施、農(nóng)藝節(jié)水措施和管理類措施三大類，其中工程類措施又可進一步劃分為3類：渠系輸水節(jié)水措施、田間灌水節(jié)水措施和渠井結合節(jié)水措施。渠系節(jié)水措施通常又分為渠道防滲措施和管道化輸水措施。田間灌水節(jié)水措施通常又可分為改進地面灌水技術、推廣噴灌技術和微灌技術。
工程性節(jié)水措施可具體分解為：（1）建設防滲渠道區(qū)，灌渠用各種類型的材料進行硬化，如支、斗渠采用砼護坡板，農(nóng)、毛渠采用砼“U”型槽；（2）建設低壓管灌、滴灌、滲灌、噴灌、微噴等設施噴灌區(qū)，起示范區(qū)作用，主要用于高效農(nóng)業(yè)；（3）新建、改造機電灌溉站，擴建地表蓄水工程和橋類、涵洞、水閘、渡槽、跌水、倒虹吸等各類水工構筑物。
3. 農(nóng)藝節(jié)水措施
農(nóng)藝節(jié)水措施包括田間徑流攔蓄、土地整理以及農(nóng)田耕作與栽培技術三方面。
3.1 田間徑流攔蓄。
節(jié)水農(nóng)業(yè)的徑流攔蓄工程只局限于農(nóng)田田塊的全部天然降水，以及部分邊緣坡地的來水。一般說是由山地丘陵地區(qū)坡耕地上的坡面治理，坡水疏導攔蓄，以及少量的支溝溝道與塘壩工程，共同組成一個包括有土建、生物措施在內(nèi)的水保工程體系。
3.1.1 坡面治理工程。主要是改變地面坡度，攔蓄地面徑流，增加土壤入滲，改善土體構型，提高土壤蓄水能力。
3.1.2 坡水工程。主要是攔蓄、疏導和調(diào)蓄在大雨條件下土壤不能完全接納的地面徑流，包括當?shù)亟涤旰屯鈦硭?br /> 3.1.3 塘壩與溝道治理工程。工程規(guī)模較一般田間水池水窖為大，具有較大的匯水面積和較大的匯水量。工程建設要充分利用當?shù)氐匦闻c水源條件，以小型分散為主，切忌修大棄小，棄舊建新，著重舊塘改造，淺改深，小改大，死改活。
3.1.4 植被與生態(tài)建設。植被與生態(tài)建設在節(jié)水農(nóng)業(yè)體系中通俗的講就是種樹種草這一部分，通過種樹種草保持水土，增加自然植被的蓄水能力，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)水增收、增效和可持續(xù)發(fā)展的目標。建設內(nèi)容包括農(nóng)田林網(wǎng)、周邊防護林體系、專業(yè)性林木基地以及飼草種植。
3.2 土地整理。
土地整理工程是節(jié)水農(nóng)業(yè)的田間工程部分，介于工程措施與農(nóng)業(yè)措施之間的一個結合點，是在節(jié)水灌溉工程或水土保持工程基礎上對農(nóng)田作業(yè)田塊引進整治，充分發(fā)揮工程的節(jié)水效益，提高田間水的利用率�？梢院唵蔚胤譃橥恋仄秸c田塊規(guī)劃調(diào)整兩部分。
3.2.1 土地平整。土地平整是最常規(guī)的節(jié)水農(nóng)業(yè)措施，有旱地土地平整、水澆地土地平整、水田水地平整，但主要還是用于灌溉農(nóng)田的水澆地與水田上。根據(jù)作業(yè)田塊的地面坡度，田面高差、土層厚度等因素進行科學設計，以保證進入田間的灌溉水和降水充分入滲，減少水分流失與深層滲漏，并提高灌溉的均勻度，縮短灌水時間，進而降低田間無效蒸騰，降低灌溉定額。
3.2.2 田塊規(guī)劃調(diào)整。田塊規(guī)劃與調(diào)整也是節(jié)水土地整理的重要方面。如把坡耕地修成梯田，改大畦為小畦等。
3.3 耕作與栽培技術。
節(jié)水農(nóng)業(yè)中的耕作與栽培環(huán)節(jié)，即狹義的農(nóng)業(yè)節(jié)水，或稱農(nóng)藝節(jié)水。主要是通過田間耕作與栽培管理措施，降低作物生長期間的田間耗水量(也包括部分在輸水過程中的地面蒸發(fā)損失)。是在兼顧農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和效益的情況下，減少田間的無效水分損失，即降低田間的凈耗水量，提高天然降水與灌溉水的利用率和生產(chǎn)率。這一部分節(jié)水才是真正的資源性節(jié)水和效益性節(jié)水，是整個節(jié)水農(nóng)業(yè)的核心部分。
3.3.1 土壤蓄水工程。任何來源的水，都是經(jīng)過土壤這個特殊的載體，為作物生長提供水源，所以土壤實際上是一個看不見自由水面的浩大水庫，而且具有極大的蓄水容量。粗略計算，1 m深厚度的土體的蓄水量可相當于半濕潤氣候條件下的全年降水量，其調(diào)蓄潛力是十分巨大的，所以人們把它當成繼地面水庫、地下水庫之后的第三大調(diào)蓄手段。
3.3.2 耕作與覆蓋保墑。這是傳統(tǒng)旱作農(nóng)業(yè)中應用最廣泛的農(nóng)業(yè)節(jié)水措施�？购当劶夹g，即通過地表土壤耕作或增加地面覆蓋，切斷土壤毛細管作用，減少地面蒸發(fā)、控制田間雜草和田間濕度，特別是其所降低的棵間蒸發(fā)部分，恰好是農(nóng)業(yè)節(jié)水目標所要降低的田間蒸騰蒸發(fā)量中的無效蒸騰蒸發(fā)量的部分，所以是降低田間耗水量的一個重要技術環(huán)節(jié)。通過耕作與覆蓋保墑，可有效地保持土壤水分，提高天然降水與灌溉用水的水分利用率和水分生產(chǎn)率。
3.3.3 節(jié)水種植制度與種植結構。這也是當前節(jié)水農(nóng)業(yè)措施中一個十分重要的環(huán)節(jié)。本著優(yōu)質(zhì)高效的市場效益原則，以及資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目標，選擇并設計優(yōu)質(zhì)、高效節(jié)水的種植制度和作物結構。在資源性缺水地區(qū)，適當壓縮并控制灌溉面積，恢復部分旱作作物，減少部分高耗水、低效益的作物栽培。各地區(qū)可根據(jù)自己地區(qū)的條件，選擇最理想的模式。
3.3.4 節(jié)水栽培技術。所謂節(jié)水栽培技術，其內(nèi)容比較廣泛，大多是與農(nóng)作物生物學特性有關的綜合性農(nóng)藝措施。如品種特性、生育期、群體性狀、植物營養(yǎng)等。這幾個方面也是相互影響、相互關聯(lián)的。
3.3.5 抗旱保水化學制劑應用。我國自從成功地從腐殖酸中單獨分離出黃腐酸(FA)以來，化學抗旱保水劑的應用發(fā)展很快。已在包括大田作物、瓜菜及果樹上大面積應用，取得了一定的效果。各地區(qū)可以根據(jù)當?shù)氐臍夂蛲寥罈l件和作物種植情況進行選用。
3.3.6 節(jié)水灌溉制度。在所有的農(nóng)業(yè)節(jié)水措施中，科學節(jié)水灌溉制度的設計可以說是綜合性的終端成果。它既是農(nóng)業(yè)節(jié)水措施綜合效果的體現(xiàn)，也是工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水與管理節(jié)水三部分的結合點。根據(jù)一個地區(qū)周年或一個生長季天然降水和土壤水分的動態(tài)變化及農(nóng)作物對灌溉的需求進行節(jié)水灌溉制度的設計。通過土壤水分的調(diào)節(jié)和對農(nóng)作物生長發(fā)育的調(diào)控，充分挖掘節(jié)水潛力，以獲得最佳經(jīng)濟產(chǎn)量和水分生產(chǎn)效率的灌溉方式。各種農(nóng)作物不同生育階段對水分的需求有很大差異，并非全生育期都需要充分的水分供應和土壤濕潤�？茖W節(jié)水灌溉制度設計的內(nèi)容包括：每次灌水日期、全生育期灌水次數(shù)、灌水周期(間隔)、灌水定額、灌溉定額、每次灌水前后土壤含水量的下限與上限指標以及不同生育階段的土壤濕潤深度等。所有節(jié)水措施的節(jié)水成效，最后都要落實到上述的各項灌溉指標上來，體現(xiàn)在新的灌溉制度與老的灌溉制度的對比上。
【關鍵詞】農(nóng)業(yè)綜合節(jié)水；灌溉措施；工程節(jié)水；農(nóng)藝節(jié)水；管理節(jié)水
我國水資源總量為28 100億m3，人均水資源量約2 200 m3，僅為世界平均值的1/4。據(jù)預測，到2030年，我國人口將增至16億人，人均水資源量將下降至1 760 m3左右，逼近國際公認的1 700 m3的嚴重缺水警戒線。農(nóng)業(yè)用水量總量占總用水量的比重將持續(xù)下降，水資源短缺將成為制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的最重要因素之一。筆者通過論述在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中采取工程、農(nóng)藝和管理等節(jié)水灌溉措施，綜合提高天然降水和灌溉水利用率及其利用效益的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，以實現(xiàn)節(jié)約用水和提高農(nóng)業(yè)用水效益的目標，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
1. 我國農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力
我國農(nóng)業(yè)發(fā)展將面臨嚴峻的水資源供求矛盾的挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)用水約占全國用水總量的70%，其中農(nóng)田灌溉用水量占農(nóng)業(yè)用水量的90%。一方面我國水資源嚴重不足，另一方面我國的農(nóng)業(yè)用水浪費現(xiàn)象又十分嚴重。
�。�1）農(nóng)田灌溉水的利用率低，平均利用率僅為45%左右。
�。�2）農(nóng)田對自然降水的利用率低，僅達到56%。
�。�3）水分生產(chǎn)率不高，僅有1.0 Kg/m3左右，旱地農(nóng)田水分生產(chǎn)率為0.60~0.75 Kg/m3。而發(fā)達國家灌溉水利用率達到80%以上，水分生產(chǎn)率達到2.0 Kg/m3左右。
因此，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力很大。
2. 工程節(jié)水措施
節(jié)水灌溉措施劃分為工程類措施、農(nóng)藝節(jié)水措施和管理類措施三大類，其中工程類措施又可進一步劃分為3類：渠系輸水節(jié)水措施、田間灌水節(jié)水措施和渠井結合節(jié)水措施。渠系節(jié)水措施通常又分為渠道防滲措施和管道化輸水措施。田間灌水節(jié)水措施通常又可分為改進地面灌水技術、推廣噴灌技術和微灌技術。
工程性節(jié)水措施可具體分解為：（1）建設防滲渠道區(qū)，灌渠用各種類型的材料進行硬化，如支、斗渠采用砼護坡板，農(nóng)、毛渠采用砼“U”型槽；（2）建設低壓管灌、滴灌、滲灌、噴灌、微噴等設施噴灌區(qū)，起示范區(qū)作用，主要用于高效農(nóng)業(yè)；（3）新建、改造機電灌溉站，擴建地表蓄水工程和橋類、涵洞、水閘、渡槽、跌水、倒虹吸等各類水工構筑物。
3. 農(nóng)藝節(jié)水措施
農(nóng)藝節(jié)水措施包括田間徑流攔蓄、土地整理以及農(nóng)田耕作與栽培技術三方面。
3.1 田間徑流攔蓄。
節(jié)水農(nóng)業(yè)的徑流攔蓄工程只局限于農(nóng)田田塊的全部天然降水，以及部分邊緣坡地的來水。一般說是由山地丘陵地區(qū)坡耕地上的坡面治理，坡水疏導攔蓄，以及少量的支溝溝道與塘壩工程，共同組成一個包括有土建、生物措施在內(nèi)的水保工程體系。
3.1.1 坡面治理工程。主要是改變地面坡度，攔蓄地面徑流，增加土壤入滲，改善土體構型，提高土壤蓄水能力。
3.1.2 坡水工程。主要是攔蓄、疏導和調(diào)蓄在大雨條件下土壤不能完全接納的地面徑流，包括當?shù)亟涤旰屯鈦硭?br /> 3.1.3 塘壩與溝道治理工程。工程規(guī)模較一般田間水池水窖為大，具有較大的匯水面積和較大的匯水量。工程建設要充分利用當?shù)氐匦闻c水源條件，以小型分散為主，切忌修大棄小，棄舊建新，著重舊塘改造，淺改深，小改大，死改活。
3.1.4 植被與生態(tài)建設。植被與生態(tài)建設在節(jié)水農(nóng)業(yè)體系中通俗的講就是種樹種草這一部分，通過種樹種草保持水土，增加自然植被的蓄水能力，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)水增收、增效和可持續(xù)發(fā)展的目標。建設內(nèi)容包括農(nóng)田林網(wǎng)、周邊防護林體系、專業(yè)性林木基地以及飼草種植。
3.2 土地整理。
土地整理工程是節(jié)水農(nóng)業(yè)的田間工程部分，介于工程措施與農(nóng)業(yè)措施之間的一個結合點，是在節(jié)水灌溉工程或水土保持工程基礎上對農(nóng)田作業(yè)田塊引進整治，充分發(fā)揮工程的節(jié)水效益，提高田間水的利用率�？梢院唵蔚胤譃橥恋仄秸c田塊規(guī)劃調(diào)整兩部分。
3.2.1 土地平整。土地平整是最常規(guī)的節(jié)水農(nóng)業(yè)措施，有旱地土地平整、水澆地土地平整、水田水地平整，但主要還是用于灌溉農(nóng)田的水澆地與水田上。根據(jù)作業(yè)田塊的地面坡度，田面高差、土層厚度等因素進行科學設計，以保證進入田間的灌溉水和降水充分入滲，減少水分流失與深層滲漏，并提高灌溉的均勻度，縮短灌水時間，進而降低田間無效蒸騰，降低灌溉定額。
3.2.2 田塊規(guī)劃調(diào)整。田塊規(guī)劃與調(diào)整也是節(jié)水土地整理的重要方面。如把坡耕地修成梯田，改大畦為小畦等。
3.3 耕作與栽培技術。
節(jié)水農(nóng)業(yè)中的耕作與栽培環(huán)節(jié)，即狹義的農(nóng)業(yè)節(jié)水，或稱農(nóng)藝節(jié)水。主要是通過田間耕作與栽培管理措施，降低作物生長期間的田間耗水量(也包括部分在輸水過程中的地面蒸發(fā)損失)。是在兼顧農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和效益的情況下，減少田間的無效水分損失，即降低田間的凈耗水量，提高天然降水與灌溉水的利用率和生產(chǎn)率。這一部分節(jié)水才是真正的資源性節(jié)水和效益性節(jié)水，是整個節(jié)水農(nóng)業(yè)的核心部分。
3.3.1 土壤蓄水工程。任何來源的水，都是經(jīng)過土壤這個特殊的載體，為作物生長提供水源，所以土壤實際上是一個看不見自由水面的浩大水庫，而且具有極大的蓄水容量。粗略計算，1 m深厚度的土體的蓄水量可相當于半濕潤氣候條件下的全年降水量，其調(diào)蓄潛力是十分巨大的，所以人們把它當成繼地面水庫、地下水庫之后的第三大調(diào)蓄手段。
3.3.2 耕作與覆蓋保墑。這是傳統(tǒng)旱作農(nóng)業(yè)中應用最廣泛的農(nóng)業(yè)節(jié)水措施�？购当劶夹g，即通過地表土壤耕作或增加地面覆蓋，切斷土壤毛細管作用，減少地面蒸發(fā)、控制田間雜草和田間濕度，特別是其所降低的棵間蒸發(fā)部分，恰好是農(nóng)業(yè)節(jié)水目標所要降低的田間蒸騰蒸發(fā)量中的無效蒸騰蒸發(fā)量的部分，所以是降低田間耗水量的一個重要技術環(huán)節(jié)。通過耕作與覆蓋保墑，可有效地保持土壤水分，提高天然降水與灌溉用水的水分利用率和水分生產(chǎn)率。
3.3.3 節(jié)水種植制度與種植結構。這也是當前節(jié)水農(nóng)業(yè)措施中一個十分重要的環(huán)節(jié)。本著優(yōu)質(zhì)高效的市場效益原則，以及資源與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目標，選擇并設計優(yōu)質(zhì)、高效節(jié)水的種植制度和作物結構。在資源性缺水地區(qū)，適當壓縮并控制灌溉面積，恢復部分旱作作物，減少部分高耗水、低效益的作物栽培。各地區(qū)可根據(jù)自己地區(qū)的條件，選擇最理想的模式。
3.3.4 節(jié)水栽培技術。所謂節(jié)水栽培技術，其內(nèi)容比較廣泛，大多是與農(nóng)作物生物學特性有關的綜合性農(nóng)藝措施。如品種特性、生育期、群體性狀、植物營養(yǎng)等。這幾個方面也是相互影響、相互關聯(lián)的。
3.3.5 抗旱保水化學制劑應用。我國自從成功地從腐殖酸中單獨分離出黃腐酸(FA)以來，化學抗旱保水劑的應用發(fā)展很快。已在包括大田作物、瓜菜及果樹上大面積應用，取得了一定的效果。各地區(qū)可以根據(jù)當?shù)氐臍夂蛲寥罈l件和作物種植情況進行選用。
3.3.6 節(jié)水灌溉制度。在所有的農(nóng)業(yè)節(jié)水措施中，科學節(jié)水灌溉制度的設計可以說是綜合性的終端成果。它既是農(nóng)業(yè)節(jié)水措施綜合效果的體現(xiàn)，也是工程節(jié)水、農(nóng)藝節(jié)水與管理節(jié)水三部分的結合點。根據(jù)一個地區(qū)周年或一個生長季天然降水和土壤水分的動態(tài)變化及農(nóng)作物對灌溉的需求進行節(jié)水灌溉制度的設計。通過土壤水分的調(diào)節(jié)和對農(nóng)作物生長發(fā)育的調(diào)控，充分挖掘節(jié)水潛力，以獲得最佳經(jīng)濟產(chǎn)量和水分生產(chǎn)效率的灌溉方式。各種農(nóng)作物不同生育階段對水分的需求有很大差異，并非全生育期都需要充分的水分供應和土壤濕潤�？茖W節(jié)水灌溉制度設計的內(nèi)容包括：每次灌水日期、全生育期灌水次數(shù)、灌水周期(間隔)、灌水定額、灌溉定額、每次灌水前后土壤含水量的下限與上限指標以及不同生育階段的土壤濕潤深度等。所有節(jié)水措施的節(jié)水成效，最后都要落實到上述的各項灌溉指標上來，體現(xiàn)在新的灌溉制度與老的灌溉制度的對比上。
