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1.1提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用
環(huán)境和氣候是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要因素,而我國的氣候也呈現(xiàn)出多元化的趨勢,特別是降水量的分布,南方較北方多。從而導(dǎo)致不同區(qū)域出現(xiàn)不同的問題,降水過多可引發(fā)水災(zāi),較少則導(dǎo)致旱災(zāi),而通過水利設(shè)施的調(diào)節(jié)作用能夠成功實(shí)現(xiàn)防水治水的目標(biāo),即通過對水資源進(jìn)行儲存和釋放,讓農(nóng)田能在不同環(huán)境下適應(yīng)并發(fā)展,從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
1.2改善生活條件的作用
隨著農(nóng)田水利設(shè)施的逐步完善,水利工程可以通過對水資源進(jìn)行凈化,從而為人們提供生活方面的用水,保證農(nóng)村人們的生活環(huán)境逐步提供。當(dāng)然,農(nóng)田水利工程也是一項(xiàng)生態(tài)工程,其作用就是提高生態(tài)環(huán)境,提升農(nóng)村生活水平,并且具有節(jié)水的功能,從而減少不必要的浪費(fèi),也是符合我國的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。
2當(dāng)下我國農(nóng)田水利建設(shè)面臨的問題
2.1水質(zhì)條件較差,凈化具有一定難度
水質(zhì)條件較差是我國很多農(nóng)村表現(xiàn)出來的主要問題,一方面是由于農(nóng)村地區(qū)的衛(wèi)生條件較差,沒有科學(xué)的凈水設(shè)備,很多生活用水都未經(jīng)過凈化就進(jìn)行飲用和澆灌,特別是一些含有重金屬元素較多的水,如鉛、汞、砷等含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家標(biāo)準(zhǔn),對于居民的健康造成嚴(yán)重的威脅;另一方面,由于很多地區(qū)的種植多采用農(nóng)藥和化肥,而這些化學(xué)物質(zhì)也會對附近河流以及湖泊的水源造成污染,從而導(dǎo)致水源安全問題。而如何克服農(nóng)村飲水問題,也是農(nóng)田水利建設(shè)需要考慮的首要問題。
2.2設(shè)備技術(shù)局限,建設(shè)進(jìn)度遲滯不前
設(shè)備和技術(shù)是農(nóng)田水利建設(shè)的基礎(chǔ),而就我國目前農(nóng)田水利普及現(xiàn)狀而言,很多發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)都已經(jīng)普及了這種先進(jìn)的技術(shù),所以農(nóng)田水利建設(shè)的開展的主要目標(biāo)也是內(nèi)陸甚至是一些偏遠(yuǎn)地區(qū)。設(shè)備技術(shù)局限是由于交通運(yùn)輸以及資金方面的問題所導(dǎo)致,偏遠(yuǎn)地區(qū),特別是一些西部地區(qū)交通條件不是特別好,而且政府缺乏周轉(zhuǎn)的資金,從而導(dǎo)致地區(qū)設(shè)備技術(shù)無法得到更新和替換,導(dǎo)致讓農(nóng)田水利建設(shè)陷入困境,建設(shè)進(jìn)度緩慢。
2.3水資源的浪費(fèi),農(nóng)民的節(jié)水意識不高
水資源浪費(fèi)已經(jīng)不是一個(gè)特殊的現(xiàn)象,也是由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的長期影響所導(dǎo)致的,特別是在一些偏僻、落后的農(nóng)村地區(qū),由于缺乏有效的節(jié)水設(shè)備,導(dǎo)致農(nóng)民不得不采用傳統(tǒng)灌溉的方法。當(dāng)然,這種現(xiàn)象也是由于人們還沒有形成節(jié)約用水,循環(huán)運(yùn)用水的意識,從而導(dǎo)致原本匱乏的水資源無法得到充分的利用,導(dǎo)致我國農(nóng)業(yè)發(fā)展陷入瓶頸。
2.4地區(qū)缺乏重視,宣傳普及力度不到位
節(jié)約用水應(yīng)該是一種意識,一種良好的習(xí)慣,但是由于一些地區(qū)的相關(guān)部門缺乏經(jīng)費(fèi)支持,無法建立起科學(xué)完善的凈水節(jié)水設(shè)備,從而放棄了凈水節(jié)水的目標(biāo),也忽略了對節(jié)約用水方面的宣傳和普及,很多文化水平不高的農(nóng)民根本不知道節(jié)約用水的意義和作用,從而導(dǎo)致水資源利用率較低,浪費(fèi)現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。
3我國農(nóng)田水利建設(shè)問題解決方案
3.1政府加大重視,增加資金來源
資金緊缺不能成為忽視農(nóng)村水利建設(shè)的主要原因,但是資金確實(shí)農(nóng)村水利建設(shè)的基礎(chǔ),而政府部門需要加大對農(nóng)村水利建設(shè)的重視程度,對于自身財(cái)政資金的緊缺,可以通過增加資金來源的方式解決水利建設(shè)方面的問題。例如:體制改革,將水利工程管理的國有體制改革為股份制管理體制,通過招商引資的方式,鼓勵當(dāng)?shù)匾恍└晦r(nóng)或者是多個(gè)農(nóng)戶進(jìn)行資金投入,最后在工程完成后,共同獲利。同時(shí),這種方式可以方便對農(nóng)田水利設(shè)施的監(jiān)督管理,特別是針對一些偏遠(yuǎn)地區(qū),讓農(nóng)民自己進(jìn)行監(jiān)督,提高日常管理的力度。
3.2發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用,完善宣傳普及
知識宣傳和普及是農(nóng)田水利建設(shè)工作開展的第一個(gè)步驟,因?yàn)榻邮懿艜ミ\(yùn)用和支持,特別是對于普遍知識文化水平較低的農(nóng)民群眾,政府部門更需要發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用,通過對群眾各方面的用水問題進(jìn)行分析解決,從而提升自身在群眾中的信任感;同時(shí)針對節(jié)約用水問題,政府部門要起到模范帶頭的作用,即通過日常辦公過程中的節(jié)約用水行動,普及和帶動廣大群眾加入到節(jié)約用水的隊(duì)伍中,從而保證水資源的利用率能夠得到較大的提升。
3.3改善水質(zhì)條件,提倡生態(tài)農(nóng)業(yè)
森林可以說是天然的凈水體系,也是地球的“肺”。而為了能夠達(dá)到改善廣大農(nóng)村水質(zhì)條件的目標(biāo),相關(guān)政府部門可以一些惠民政策,例如:鼓勵扶助林業(yè)發(fā)展,通過造林的方式,對目前較差的水質(zhì)環(huán)境進(jìn)行凈化和改善,并且政府部門也需要向廣大農(nóng)民群眾普及生態(tài)農(nóng)業(yè)知識,從而讓他們能夠具備一定的環(huán)保意識,為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的條件。
4結(jié)語
1.1用水效率過低,有潛力可挖
我國是世界上13個(gè)貧水國之一,同時(shí)也是水資源浪費(fèi)大國。我國農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的73.4%(若考慮農(nóng)村生活用水則占81.7%)。當(dāng)前我國灌溉用水的利用系數(shù)只有0.3—0.4,與發(fā)達(dá)國家O.7—0.9相比,相差0.4—0.5:農(nóng)作物水分生產(chǎn)率平均1kg/m3左右,與以色列2.32kg/m3相比,相差一倍以上。從GDP用水效益上來看,美國1990年GDP用水效益為10.3美元/m3,1989年日本為32.4美元/m3,我國1995年用水效益為10.7元/m3,只有美國的1990年1/8,日本1989年的1/25(匯率按1995年1.32美元計(jì)算),說明我國節(jié)水潛力很大。
1.2解決16億人口糧食安全的需要
所謂的糧食安全是指“保證任何人在任何地方都得到為了生存和健康所需要的足夠食品”,根據(jù)有關(guān)糧食安全評價(jià),目前我國糧食安全低于美國、加拿大、澳大利亞和法國,高于俄國、日本、印度和世界平均水平。如果考慮我國龐大的人口群和水土資源供給狀況,未來我國糧食安全水平同現(xiàn)在相比有可能下降。據(jù)預(yù)測,在2030年左右,我國人口將達(dá)到16億高峰,屆時(shí),需要糧食增長到6.4—7.2億噸。為了滿足這種糧食需求,灌溉面積需要發(fā)展到9.0億畝,此時(shí),用水量將從現(xiàn)狀的4000億m3增長到6650億m3。從目前我國水資源供需狀況來看,如此大量的農(nóng)業(yè)水資源供給是不可能的,必須通過節(jié)水來實(shí)現(xiàn)。據(jù)估算,如果科學(xué)地發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè),到2030年我國灌溉水的利用系數(shù)達(dá)到0.65,水分生產(chǎn)率達(dá)到1.5kg/m3以上,加上10多億畝旱地農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的潛力,可以基本滿足我國未來糧食的安全。
1.3生態(tài)環(huán)境的需要
農(nóng)業(yè)節(jié)水與生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)。目前,我國的生態(tài)環(huán)境從整體上來看,還處于不斷惡化階段,因河流斷流而帶來的生態(tài)環(huán)境問題引入注目。黃河是我們的母親河,由于多年不斷的斷流,有人將之戲稱為“干娘河”。黃河斷流不僅對三角洲生態(tài)造成重要影響,而且對全流域生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大不利影響。如黃河斷流導(dǎo)致河道淤積萎縮,增加高水位威脅的風(fēng)險(xiǎn)。解決黃河斷流的對策有多種,其中最主要的根本性戰(zhàn)略措施是農(nóng)業(yè)節(jié)水,提高農(nóng)業(yè)用水效率。目前黃河流域農(nóng)業(yè)用水占總用水量的92%,大約有4/5灌溉水量是大水漫灌,節(jié)水灌溉面積僅2276萬畝,僅占總灌溉面積的20%。另外,西北干旱、半干旱地區(qū)降水少,生態(tài)環(huán)境脆弱,首先應(yīng)滿足生態(tài)用水,當(dāng)前尚未遵循這一原則,農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi),過量開荒超載放牧造成沙化面積不斷擴(kuò)大,沙塵暴增加,需要大面退耕還林還草,耕地減少需要提高單產(chǎn),因此,只有不斷提高農(nóng)業(yè)用水效率才能有效地解決生態(tài)環(huán)境用水問題。
1.4工農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要
1972-1993年,我國工業(yè)和城市生活用水量從19.1億立方米增加到1403億立方米,凈增加了1384億立方米。30年來,工業(yè)和生活用水基本上引自于農(nóng)村或灌溉水源地,其中相當(dāng)一部分是農(nóng)業(yè)節(jié)水的支持。在全國范圍出現(xiàn)干旱,農(nóng)業(yè)用水源大量支持工業(yè)和城市建設(shè)的條件下,糧食總產(chǎn)量由1970年2400億公斤增至1996年4900億公斤,增加了一倍多,這充分地說明了我國農(nóng)業(yè)用水效率的提高,和農(nóng)業(yè)綜合能力的增長,我國在21世紀(jì)將成為世界中等發(fā)達(dá)國家,為了工農(nóng)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,還要提高工業(yè)和農(nóng)業(yè)的用水效率。
2、提高農(nóng)業(yè)用水效率需要變革
2.1轉(zhuǎn)變水資源供需觀念,由供水管理演變?yōu)樾杷芾?/p>
傳統(tǒng)的水資源管理可以統(tǒng)稱為供水管理,其主要的特征是根據(jù)工農(nóng)業(yè)用水需求,建立大中型水利工程來實(shí)現(xiàn)水資源供需平衡,它為緩解甚至徹底解決水資源供需矛盾發(fā)揮了重要作用。隨著水利工程不斷興建,工程難度愈來愈大,成本也不斷增加,而且隨著徑流開發(fā)加大,帶來了系列的生態(tài)環(huán)境問題,水資源供需矛盾也不斷加劇,完全依靠增加工程解決水資源問題已經(jīng)成為不可能,運(yùn)用綜合手段緩解水資源供需矛盾成為一種必然。供水管理的最大缺陷是忽略了用水者節(jié)水的可能性,它將水資源供需矛盾的解決寄托在水源供給上,其結(jié)果是水資源浪費(fèi)的增加和低效。必須改變供水管理為需水管理。所謂的水資源需水管理就是綜合運(yùn)用行政的、法律的和經(jīng)濟(jì)的手段來規(guī)范水資源開發(fā)利用中的人類行為,從而實(shí)現(xiàn)對有限水資源優(yōu)化配置和合理利用,它強(qiáng)調(diào)把水資源作為一種稀缺的經(jīng)濟(jì)資源,對水資源的優(yōu)化利用應(yīng)著眼于現(xiàn)存的水資源供給,而不是自發(fā)的向新的供水能力投資以滿足未來的水的需求。在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi),農(nóng)業(yè)水資源供給量不可能增加,我們必須依靠現(xiàn)在的4000億m3左右水實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,通過需水管理是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵所在。
2.2改變單項(xiàng)技術(shù)為綜合技術(shù)
提高農(nóng)業(yè)用水效率決非一項(xiàng)或幾項(xiàng)工程措施所能實(shí)現(xiàn),而要形成一套節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。首先是充分利用當(dāng)?shù)厮Y源,包括降水、地表水、地下水、土壤水和劣質(zhì)水資源化。在此基礎(chǔ)上引水、調(diào)水。在工程措施方面,前兩年給人以誤導(dǎo),以為節(jié)水農(nóng)業(yè)就是噴灌滴灌。現(xiàn)在國家將節(jié)水的重點(diǎn),放在以節(jié)水為中心的大中型灌區(qū)改造上是正確的,但有的灌區(qū)把渠道防滲視為節(jié)水的唯一措施,各級渠道防滲到底,不但投資巨大,水的有效利用系數(shù)不高,如7級渠道水的利用系數(shù)達(dá)到O.9,也不過只有0.48,若為0.95也就是0.7。大中型區(qū)灌區(qū)改造應(yīng)以骨干渠道防滲、井渠結(jié)合,渠系配套和平整土地為節(jié)水灌溉的基礎(chǔ),再加上灌溉技術(shù)的改進(jìn),提高水的利用率。在農(nóng)藝措施方面,首先是結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀弧①Y源和經(jīng)濟(jì)條件,進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,推行節(jié)水灌溉制度和節(jié)水栽培措施,減少農(nóng)作物蒸發(fā)蒸騰,增加產(chǎn)量,提高水的利用效率。在節(jié)水管理方面,按流域統(tǒng)一管理地表水和地下水,改革管理體制和機(jī)制,建立科學(xué)的水價(jià)政策。山東桓臺縣是個(gè)老井灌區(qū),年降水量550毫米,采取以轉(zhuǎn)變耗水觀念為突破口,充分利用降水、開發(fā)利用土壤水,合理調(diào)控地下水,達(dá)到采補(bǔ)平衡,農(nóng)水措施緊密結(jié)合實(shí)現(xiàn)節(jié)水“噸糧縣”。在管理上,建立全縣、鄉(xiāng)、村三級管水體系,加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn),3年來辦班1035期次培訓(xùn)班,發(fā)放節(jié)水明白紙28萬份,受訓(xùn)25萬人次,使當(dāng)?shù)厮睦孟禂?shù)達(dá)到0.9,水的利用效率達(dá)到2.0kg/m3,成為我國農(nóng)業(yè)高效用水的典范。
2.3提高農(nóng)業(yè)用水效率需要多部門聯(lián)合
節(jié)水農(nóng)業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及到眾多部門,如農(nóng)業(yè)、水利、科技、氣象、城建、環(huán)保、宣傳、計(jì)劃和行政等部門,所以,提高用水效率單靠某一部門是難以實(shí)現(xiàn),必須通過有關(guān)部門的大力協(xié)作來完成。提高農(nóng)業(yè)用水效率就需要農(nóng)業(yè)和水利部門聯(lián)合,目前,有關(guān)部門缺乏有效的合作機(jī)制,各自為戰(zhàn),難以形成合力發(fā)揮最大效益。所以,我們應(yīng)該(1)設(shè)立綜合協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu),從組織上為部門的聯(lián)合創(chuàng)造條件;(2)按項(xiàng)目管理的辦法聯(lián)合有關(guān)部門組織實(shí)施;(3)制訂多部門參與的可行的節(jié)水農(nóng)業(yè)規(guī)劃,為多部門聯(lián)合提供實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ);(4)充分重視發(fā)揮地方部門的聯(lián)合效益,地方是節(jié)水的真正主力,只有充分發(fā)揮地方各部門積極性,才能事半功倍。如上所述,桓臺縣組織水利、農(nóng)業(yè)、農(nóng)家宣傳和鄉(xiāng)、村行政部門聯(lián)合共建節(jié)水噸糧縣。
十五屆三中全會決定要把推廣節(jié)水灌溉當(dāng)作一項(xiàng)革命措施來抓,即將現(xiàn)代化灌溉帶動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化,如北京發(fā)展噴管200萬畝,改變兩年三熟為一年兩熟,小麥玉米可以平播,減少田埂和渠系,擴(kuò)大了耕地10%-15%,增產(chǎn)增收,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。但對小麥后期噴灌易倒伏和灌漿不飽滿,需要農(nóng)業(yè)部門聯(lián)合,采用矮桿抗倒伏和灌漿效率高的品種及栽培技術(shù),只有農(nóng)水部門聯(lián)合,才能達(dá)到節(jié)水增產(chǎn)的目的。又如河南唐河縣為砂姜黑土,有水不敢灌溉,因渠水灌了,濕粘干裂,農(nóng)田灌溉所幫助發(fā)展噴管、滴灌種菜,畝產(chǎn)收入8000元,深受群眾歡迎,節(jié)水灌溉推動了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。
2.4提高農(nóng)業(yè)用水效率,需要充分發(fā)揮農(nóng)民的節(jié)水積極性
提高農(nóng)業(yè)用水效率,離不開農(nóng)民的參與,一切技術(shù)和措施最終通過農(nóng)民的實(shí)踐來實(shí)現(xiàn),農(nóng)民是節(jié)水提高效率的主體,其行為和素質(zhì)在某種程度上決定節(jié)水效率的提高。因此,建立農(nóng)民參與管理決策的民主管理機(jī)制是節(jié)水環(huán)節(jié)不可缺少的重要因素之一。
目前,一種新型的經(jīng)濟(jì)自立灌排區(qū)的水管理機(jī)制值得關(guān)注和探討。它是世界銀行推薦的水管理體制改革的模式,已在我國江蘇、山東、安徽、河南和河北等五省進(jìn)行了試點(diǎn),效果較好。所謂的經(jīng)濟(jì)自立灌排區(qū),是指在水利界限清晰、相對獨(dú)立的灌排區(qū)上建立的旨在逐步減少并最終消除對政府財(cái)政依賴、按照市場經(jīng)濟(jì)體制自主經(jīng)營、獨(dú)立核算、經(jīng)濟(jì)上自負(fù)盈虧、管理與服務(wù)相結(jié)合的、強(qiáng)調(diào)民眾參與的、非贏利的經(jīng)濟(jì)實(shí)體,其主要模式是供水公司+用水者協(xié)會。江蘇試點(diǎn)表明,自流灌區(qū)可節(jié)水量200—300m3/畝(無工程投入)或300500m3/畝(預(yù)計(jì)有工程投入),安徽畀史杭灌區(qū)1997年試點(diǎn)也表明,基本實(shí)現(xiàn)了支渠以下的自我管理、自動維修、自主供水、自發(fā)交費(fèi)、按方結(jié)算的有效管理機(jī)制,充分調(diào)動了農(nóng)戶參與的管理的積極性,無論是在供水管理、工程管理還是水費(fèi)計(jì)收方面都取得了較好的成績。
2.5提高農(nóng)業(yè)用水效率,需要節(jié)水設(shè)備和服務(wù)產(chǎn)業(yè)化
節(jié)水效率的提高,要依靠灌溉工具和設(shè)備的提高,就要通過節(jié)水灌溉的產(chǎn)業(yè)化形式來實(shí)現(xiàn)。節(jié)水灌溉產(chǎn)業(yè)化包括節(jié)水設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化和服務(wù)產(chǎn)業(yè)化。
目前,我國生產(chǎn)節(jié)水灌溉設(shè)備企業(yè)已初具規(guī)模,但從巨大的需求和產(chǎn)品質(zhì)量來看,尚處于幼齡期,企業(yè)小而分散,產(chǎn)品品種單一,質(zhì)量得不到保證,由于一些節(jié)水灌溉設(shè)備不過關(guān),造成不少己建節(jié)水灌溉工程不能發(fā)揮效益,甚至報(bào)廢,生產(chǎn)國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的節(jié)水灌溉設(shè)備,是提高水資源利用效率的重要環(huán)節(jié),我們必須將其當(dāng)作一件大事來抓,從多角度來促進(jìn)節(jié)水灌溉設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化。從國家角度來看,國家采取有利措施,制訂和盡快實(shí)施節(jié)水灌溉設(shè)備產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃,同時(shí)加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控,規(guī)范市場行為;從企業(yè)的角度來看,實(shí)施創(chuàng)名牌的戰(zhàn)略,有關(guān)企業(yè)通過強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,在國家有關(guān)部門的協(xié)調(diào)下,組織優(yōu)勢科技力量,創(chuàng)出一批名牌產(chǎn)品和若干龍頭企業(yè)。
節(jié)水灌溉服務(wù)產(chǎn)業(yè)化是節(jié)水效率提高的另一重要途徑,也是節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。80年代中后期,我國一些地方出現(xiàn)了以噴灌機(jī)為手段的服務(wù)專業(yè)戶,受到農(nóng)民的歡迎。農(nóng)民不需購置設(shè)備,設(shè)備產(chǎn)權(quán)明確,由熟練人員操作,設(shè)備周轉(zhuǎn)使用率高,減輕了農(nóng)民繁重的體力勞動,其運(yùn)行符合市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律,在抗旱節(jié)水中發(fā)揮重要作用。當(dāng)前,小型水利設(shè)施的管理和經(jīng)營機(jī)制正在改革,對小水源,小渠道,小泵站采取服務(wù)合作制、拍賣,承包,租賃等改革方式,我們應(yīng)充分利用灌區(qū)改革的機(jī)會,促進(jìn)節(jié)水灌溉服務(wù)產(chǎn)業(yè)化。服務(wù)產(chǎn)業(yè)化向綜合性的技術(shù)轉(zhuǎn)化,包括發(fā)展以科、工、貿(mào)相結(jié)合,產(chǎn)學(xué)研一體化的服份公司,使之具有咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、營銷與培訓(xùn)相結(jié)合為一體的經(jīng)濟(jì)實(shí)體,通過多種形式的綜合性的服務(wù),使節(jié)水灌溉服務(wù)產(chǎn)業(yè)化走上健康之路。
3、提高農(nóng)業(yè)用水效率的主要技術(shù)途徑
3.1減少無效蒸發(fā)
降低無效蒸發(fā)是提高農(nóng)業(yè)用水效率的重要技術(shù)途徑,具體是減少土壤蒸發(fā)和作物奢侈蒸騰。據(jù)估算,半干旱區(qū)蒸發(fā)量占降水量的55—65%,相當(dāng)于作物總耗水量的1/4—l/2,所以,減少土壤蒸發(fā)成為提高農(nóng)業(yè)用水效率的重要途徑。為了減少土壤蒸發(fā),目前比較成熟的技術(shù)采用地膜覆蓋和秸稈覆蓋。實(shí)踐表明,地膜覆蓋不僅具有增溫保濕、保墑提墑、改善土壤理化性質(zhì)的作用,而且可以促進(jìn)種子萌發(fā),促進(jìn)作物早出苗、出壯苗且早熟高產(chǎn)。地膜覆蓋的作物同不覆蓋相比,一般增產(chǎn)20—50%左右,而且產(chǎn)品的質(zhì)量也有一定的提高。秸稈覆蓋是一種資源豐富、發(fā)展前景廣闊、效益明顯的節(jié)水技術(shù),它具有改土培肥、保持水土和增產(chǎn)效果明顯的特點(diǎn),據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn),砂壤質(zhì)和中壤質(zhì)連續(xù)覆蓋后,土壤有機(jī)質(zhì)由0.88%、0.94%逐漸增至1.06%和1.17%,農(nóng)田冬閑期秸稈覆蓋減少土壤蒸發(fā)48%,冬小麥夏閑期秸稈覆蓋一般增產(chǎn)10—20%,干旱年份達(dá)50%以上,水分利用效率提高0.48—0.85k8/m3。減少奢侈蒸騰在干旱時(shí)葉面噴灑黃腐酸可使小麥水分生產(chǎn)率提高15.5%。
3.2調(diào)整種植結(jié)構(gòu),開發(fā)培育節(jié)水高產(chǎn)品種
由于品種的差異,作物水分利用效率(WUEkg/mm.畝)存在較大的差別,如冬小麥WUE為1.03(山西屯留,1989)、春玉米為1.61(山西屯留,1988),春谷子為0.75(山西屯留,1989)、春小麥為0.45(內(nèi)蒙古武川,1989)、馬鈴薯為0.79(內(nèi)蒙古武川,1987)。有關(guān)資料表明,通過調(diào)整作物布局,建立適應(yīng)抗逆型種植制度,一般可使農(nóng)田整體WUE提高O.150.26kg/m3,增產(chǎn)15-30%。從總的情況來看,玉米等碳4植物比小麥等碳3植物水分利用效率高,根據(jù)區(qū)域和種植區(qū)的實(shí)際情況,調(diào)整和優(yōu)化種植結(jié)構(gòu),對提高農(nóng)田整體水分利用效率是非常有利的。
值得說明的是,水分利用效率的提高,并不一定意味著經(jīng)濟(jì)效益的提高,在布局調(diào)整時(shí),還必須充分考慮市場這只“看不見的手”的調(diào)節(jié)作用,將水分利用效率和市場有機(jī)的結(jié)合起來,達(dá)到增效增收的目的。
節(jié)水高產(chǎn)品種的培育是提高作物產(chǎn)量的重要途徑,培育抗旱增產(chǎn)品種是現(xiàn)代作物育種的一個(gè)新方向,也是提高農(nóng)業(yè)用水效率的不可缺的舉措。目前已經(jīng)初步完成了小麥、水稻、玉米等作物品種染色體基因圖的繪制,使人類按照自己的意愿實(shí)現(xiàn)作物基因的重組成為可能。一些品種沒有將抗旱和增產(chǎn)有效地結(jié)合起來,出現(xiàn)了抗旱不增產(chǎn)或者增產(chǎn)不抗旱的情況。所以,開發(fā)培育節(jié)水高產(chǎn)品種,還有一段相當(dāng)長的路,我們必須利用現(xiàn)代技術(shù),如生物技術(shù)、基因工程技術(shù)等克隆或者發(fā)現(xiàn)抗旱增產(chǎn)基因,為提高水分利用效率作出更大的貢獻(xiàn)。
3.3節(jié)水高產(chǎn)施肥、培肥技術(shù)
“以肥調(diào)水”技術(shù)是提高水資源利用效率的重要手段。研究結(jié)果表明,作物的產(chǎn)量與溫度、光照、水分、肥料等因素有密切關(guān)系,在其他因素不變的條件下,作物的需水量與肥力相互耦合,呈現(xiàn)出規(guī)律性變化關(guān)系。表l是不同施肥水平作物產(chǎn)量(Y)及水分利用效率(WUE)。
表1不同施肥水平作物產(chǎn)量(Y)及水分利用效率(武川)(公斤/畝,公斤kg/mm·畝)
從表可以看出,在一定的閾值范圍內(nèi),作物的產(chǎn)量與肥料水平呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,水分利用效率卻表現(xiàn)出倒U型,最大的WUE值并非出現(xiàn)在超高肥階段,而是出現(xiàn)在高肥區(qū)。盡管不同實(shí)驗(yàn)區(qū)所得結(jié)果略有差異,但所表現(xiàn)出的通過調(diào)肥可以獲得較高的WUE結(jié)論是一致的。
此實(shí)驗(yàn)給我們的啟示是,通過調(diào)節(jié)土壤肥力可以獲得較大的WUE。由于在一些地區(qū),特別是干旱或半干旱地區(qū),水分是影響作物生長主導(dǎo)限制因子,因此,可以通過以肥調(diào)水,提高農(nóng)業(yè)用水利用效率。各地區(qū)應(yīng)該根據(jù)各地的實(shí)際情況,尋求以肥調(diào)水的最佳方案,在實(shí)踐中大力提高水資源利用效率。
3.4大力推進(jìn)節(jié)水灌溉制度
節(jié)水灌溉制度是農(nóng)業(yè)高效用水的基礎(chǔ),它針對農(nóng)作物的生理特點(diǎn),通過灌溉和農(nóng)藝措施,調(diào)節(jié)土壤水分,對農(nóng)作物的生長發(fā)育實(shí)施促、控結(jié)合,以獲得最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的灌溉方式。
實(shí)踐表明,各種農(nóng)作物不同發(fā)育階段對水分的需求有很大差異,并非全生長期都要求土壤濕潤才能穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。一般而言,在作物營養(yǎng)生長盛期和受粉、受精期需水量較多,而在苗期和營養(yǎng)生長結(jié)束,生殖生長開始階段,可以適度水分虧損而不減產(chǎn)。許多旱作物苗期保持較低土壤含水量,可以促進(jìn)根系深扎,為充分利用土壤水奠定堅(jiān)實(shí)的根基:成熟期為了防止倒伏,保持較低土壤含水量是非常必要的。這是開展節(jié)水灌溉的理論基礎(chǔ)。此外,節(jié)水灌溉具有投入低、見效快、適合我國國情的特點(diǎn)。
以冬麥為例,如冬前生長旺盛,分蘗已達(dá)到產(chǎn)量要求的成穗數(shù),則在春季返青的拔節(jié)前期不應(yīng)灌水,以抑止無效分蘗,減少水分和養(yǎng)分的無效消耗。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)田灌溉所在山西夏縣的試驗(yàn)結(jié)果表明,冬小麥澆3水(127m3/畝)處理,畝產(chǎn)256.41kg,澆5水(220m3/畝)處理,畝處理272.4kg,僅低5.9%,但節(jié)水93m3/畝,水分利用效率提高O.24-O.28kg/m3。河北省的試驗(yàn)也說明了類似規(guī)律,過去小麥要灌水5~7次,實(shí)施節(jié)水灌溉以后,現(xiàn)在僅灌2~3次,產(chǎn)量有增無減。近年來許多地方水稻栽培實(shí)行“淺濕曬”的灌溉方式,或“控制灌溉”方式,都達(dá)到高產(chǎn)省水效果,證明科學(xué)的節(jié)水灌溉制度是高效用水的基礎(chǔ)。
3.5積極發(fā)展研究農(nóng)業(yè)節(jié)水高新技術(shù)
節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展和效益的提高最終依靠科學(xué)進(jìn)步來實(shí)現(xiàn),特別是高新技術(shù),它代表了節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展方向,是中國農(nóng)業(yè)能夠在21世紀(jì)跨入世界前列的重要支撐力之一。它包括分子生物學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、化學(xué)節(jié)水技術(shù)、新材料技術(shù)、自動化管理技術(shù)、灌溉新技術(shù)以及低水耗高產(chǎn)農(nóng)業(yè)的綜合技術(shù)等以化學(xué)節(jié)水中黃腐酸(FA)為例,它是一種理想的抗旱劑,它以黃腐酸為主要原料,并配以植物所需的30多種元素生產(chǎn)出的旱地龍,已經(jīng)在全國推廣1000多萬畝,使用此產(chǎn)品可使作物增產(chǎn)10-15%,節(jié)水20-30%,投入產(chǎn)出比為1:15,經(jīng)濟(jì)作物則達(dá)1:20以上。依靠科技進(jìn)步,減少農(nóng)田蒸發(fā)和作物奢侈蒸騰及增加產(chǎn)量,提高農(nóng)業(yè)用水效率是我們長遠(yuǎn)的奮斗目標(biāo)。
我國水資源整體上短缺。我國年平均降水總量約6.188萬億立方米,年水資源總量約2.7萬億立方米,居世界第六位,但人均占有量僅2250立方米,只有世界平均水平的1/4,按畝均算只有1300立方米,只有世界平均水平的一半。目前,全國已有600多座城市缺水,每年城鎮(zhèn)缺水200億立方米以上,而農(nóng)業(yè)用水每年虧缺300億立方米,農(nóng)村有2000萬人口飲水困難。水資源短缺是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的首要資源環(huán)境問題之一。隨著國民經(jīng)濟(jì)快速增長,水資源“瓶頸”問題日益顯現(xiàn),如何解決這個(gè)問題,成為社會普遍關(guān)注的問題。
據(jù)預(yù)測,在2030前后我國人口將達(dá)到16億高峰,需要糧食增長到6.4~7.2億噸才能滿足需求,按照現(xiàn)有水平預(yù)測,為了滿足這種糧食需求,灌溉面積需要發(fā)展到9.0億畝,此時(shí),用水量將從現(xiàn)狀的4000億m3增長到6650億m3。從目前我國水資源供需狀況來看,如此大量的農(nóng)業(yè)水資源供給是不可能實(shí)現(xiàn)的。出路只有一條,提高水資源利用率和利用效率,節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展是必由之路。
目前,我國的耕地灌溉率已經(jīng)高達(dá)40%,農(nóng)田灌溉用水總量3600~3800億m3,占全國總用水量的65%。據(jù)中國工程院預(yù)測,在不增加灌溉用水的條件下,2030年全國缺水高達(dá)1300~2600億m3,其中農(nóng)業(yè)缺水500~700億m3。如果我們把農(nóng)業(yè)灌溉水的利用率由目前的0.45提高到發(fā)達(dá)國家的0.7,則僅節(jié)水灌溉一項(xiàng)即可節(jié)水900~950億m3!不僅可以解決7億噸左右食物生產(chǎn)的用水,還可以富裕出400~500億m3的水用于國民經(jīng)濟(jì)的其它重要領(lǐng)域。,因此,農(nóng)業(yè)節(jié)水已經(jīng)成為國家安全的重要組成部分,具有緊迫性。
2、我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,我國十分重視節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。取得了農(nóng)業(yè)用水幾乎零增長的條件下滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的驕人業(yè)績。根據(jù)水利統(tǒng)計(jì)公報(bào),2004年全國有效灌溉面積達(dá)到56252千公頃;萬畝以上灌區(qū)達(dá)到5800處,有效灌溉面積25506千公頃;30萬畝以上大型灌區(qū)280處,有效灌溉面積13771千公頃。2004年大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造完成干支渠骨干渠道襯砌防滲1300公里,改造、加固、配套建筑物7800余座,新增年節(jié)水能力11億立方米。我國節(jié)水技術(shù)大綱已經(jīng),其中農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)成為重要組成部分。未來,農(nóng)業(yè)用水量零增長成為重要的目標(biāo)。
3、我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問題
盡管我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展取得了一定成就,但也存在一定的問題,主要表現(xiàn)在:
3.1節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)不普及
目前,我國水資源短缺與粗放低效利用的狀況并存,而水資源的粗放低效利用,又加劇了水資源短缺程度。目前,農(nóng)業(yè)灌溉用水約占全社會用水量的70%,但由于輸水方式、灌溉方式、農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施、耕作制度、栽培方式等方面的問題,我國農(nóng)業(yè)用水的利用率很低,渠道灌溉區(qū)只有30%~40%,機(jī)井灌溉區(qū)也只有60%,和一些發(fā)達(dá)國家(達(dá)80%)相比有很大差距。同時(shí),我國目前農(nóng)業(yè)用水利用效率也很低,每單位凈耗水的糧食生產(chǎn)效率不足1kg/m3,和一些發(fā)達(dá)國家單位凈耗水2-3kg/m3的水平相比差距很大。目前黃河流域農(nóng)業(yè)用水占總用水量的92%,大約有4/5的面積是大水漫灌,節(jié)水灌溉面積僅2276萬畝,占總灌溉面積的20%。我國西部地區(qū)普遍缺水,其中西北干旱少雨,西南土層瘠薄,農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱。但現(xiàn)狀是農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)嚴(yán)重。
3.2理論認(rèn)識上存在偏差
目前,在我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展問題上認(rèn)識還存在一些偏差,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,節(jié)水農(nóng)業(yè)看技術(shù)含量,認(rèn)為高新節(jié)水技術(shù)才識節(jié)水,研究、推廣得到足夠的重視,而那些技術(shù)實(shí)用性強(qiáng),效率比較高的“土”技術(shù)沒有得到足夠的重視;第二,注重工程節(jié)水,忽視農(nóng)藝節(jié)水,主要表現(xiàn)在將節(jié)水農(nóng)業(yè)等同于農(nóng)業(yè)工程節(jié)水,把節(jié)約水在輸送和灌溉過程中的浪費(fèi)作為主要技術(shù)內(nèi)容,節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)該包括農(nóng)藝、工程和管理技術(shù),是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,是綜合利用各種農(nóng)業(yè)節(jié)水措施的技術(shù)集成;第三,節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)和旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)分離,目前由于管理的原因,在節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)和旱作農(nóng)業(yè)方面存在分工,水利部門基本注重灌區(qū),農(nóng)業(yè)關(guān)注旱區(qū),兩者有不相往來的趨勢,旱作節(jié)水與灌區(qū)節(jié)水發(fā)展不平衡,制約了節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
3.3節(jié)水農(nóng)業(yè)創(chuàng)新水平不高
但從整體上看,我國節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)引進(jìn)的多,自主開發(fā)的少,產(chǎn)業(yè)化程度低,整體配套性差,如噴微灌設(shè)備、節(jié)水作業(yè)農(nóng)機(jī)具、難以滿足顯示需求。我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的節(jié)水高新技術(shù)還很少,推廣國外產(chǎn)品,成為一些技術(shù)推廣部門的經(jīng)營的主項(xiàng)目,提高農(nóng)業(yè)節(jié)水創(chuàng)新水平,滿足我國農(nóng)業(yè)節(jié)水的需求,是擺在我國節(jié)水面前的重大課題。
3.4農(nóng)業(yè)節(jié)水系列標(biāo)準(zhǔn)的不完善
農(nóng)業(yè)節(jié)水系列標(biāo)準(zhǔn)是衡量節(jié)水農(nóng)業(yè)的尺子,具有可操作性的東西。盡管目前采取了多種節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,但如何進(jìn)行衡量和度量還缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系,很多。如投資與效益的比例,多大才是節(jié)水效益優(yōu)的,效益的衡量的時(shí)空范圍多大,都沒有明確界定,這樣,對于衡量節(jié)水農(nóng)業(yè)是導(dǎo)致眾說紛紜。對于一個(gè)節(jié)水工程而言,局部是節(jié)水效益高的,但從整體上來考察則是不節(jié)水無效益的。
3.5注重單項(xiàng)技術(shù),缺乏深入的節(jié)水技術(shù)綜合集成
目前在我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中,往往只注意單項(xiàng)的工程技術(shù)如渠道防滲、低壓管道輸水、噴灌和微灌的推廣,缺乏將這些技術(shù)和農(nóng)業(yè)措施緊密結(jié)合的綜合集成技術(shù),導(dǎo)致單一技術(shù)的推廣出現(xiàn)困難,甚至夭折現(xiàn)象的出現(xiàn)。工程節(jié)水技術(shù)與非工程節(jié)水技術(shù)相結(jié)合,形成高度集成的綜合節(jié)水技術(shù)體系是當(dāng)前節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向,也是許多國家研究的熱點(diǎn)
3.6農(nóng)業(yè)節(jié)水投資力度不足
長期以來,我國節(jié)水農(nóng)業(yè)資金不足,制約了節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。1996年,經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn),“九五”期間在全國建設(shè)300個(gè)節(jié)水增產(chǎn)重點(diǎn)縣。全國在此方面已投入節(jié)水灌溉資金250億元。在旱作農(nóng)業(yè)示范區(qū)建設(shè)方面,目前國家每年為此投入的資金,大約為2000萬元左右。全國農(nóng)田水利基本建設(shè)共投入資金約580億元,對213個(gè)大型灌區(qū)和23個(gè)重點(diǎn)中型灌區(qū)進(jìn)行了續(xù)建配套節(jié)水改造,開展了150個(gè)節(jié)水示范項(xiàng)目、50個(gè)牧區(qū)節(jié)水灌溉試點(diǎn)和99個(gè)山區(qū)雨水集蓄利用項(xiàng)目建設(shè)。但這些資金同巨大的資金需求相比相差很大,投資不足,依然制約節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
4、我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展幾點(diǎn)方向
4.1進(jìn)一步確立節(jié)水農(nóng)業(yè)的重點(diǎn)
確立節(jié)水農(nóng)業(yè)的重點(diǎn),是我國節(jié)水農(nóng)業(yè)“有所為,有所不為”的具體體現(xiàn),是確立投資重點(diǎn)的方向性問題。目前,我國節(jié)水農(nóng)業(yè)的重點(diǎn)是在灌區(qū)的節(jié)水工程上,應(yīng)該進(jìn)行戰(zhàn)略性地調(diào)整,確立我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展灌區(qū)和旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)并重的節(jié)水方針,節(jié)水的重點(diǎn)是田間。
從糧食產(chǎn)量而言,灌區(qū)的產(chǎn)量高于旱區(qū),從水資源利用量而言,灌區(qū)的水資源利用量很大,他直接取自江河或者地下,對地下水和下游產(chǎn)生一定的影響,注重灌區(qū)節(jié)水是非常重要的,但不能因此而忽視旱區(qū)節(jié)水。從總體而言,旱區(qū)生活比較貧困,其群眾的生活比較困難,但旱區(qū)的糧食潛力很大,只要充分挖掘其降水潛力,對于維護(hù)我國糧食安全是十分重要的,旱區(qū)節(jié)水對于增加農(nóng)民收入,改善其生活條件是十分有意義的。
無論是旱區(qū)還是灌區(qū),節(jié)水重點(diǎn)應(yīng)該放在田間,通過農(nóng)藝等多種措施,減少無效蒸發(fā),提高水資源利用率和利用效率。
4.2建立完善的用水計(jì)量體系
計(jì)量體系,是節(jié)約用水的基礎(chǔ)性工作。目前,我國許多灌區(qū)缺乏完善的計(jì)量體系,致使灌區(qū)不能按量收費(fèi),制約了水資源高效利用。產(chǎn)生計(jì)量設(shè)施不完善的主要原因是在灌區(qū)建設(shè)過程中我國的投資配套政策決定的。在灌區(qū)建設(shè)時(shí),我國基本上采取了國家頭骨干工程,地方建配套工程的配套政策,導(dǎo)致國家投資到位,地方配套工程沒有落實(shí)的“半拉子”工程,工程無法實(shí)現(xiàn)其設(shè)計(jì)效益。因此,將灌區(qū)計(jì)量設(shè)施體系進(jìn)行完善,是目前的重要性工作,必須進(jìn)行完善,才能為水資源計(jì)量收費(fèi)奠定基礎(chǔ)。國家對“配套的”投資政策進(jìn)行反思和評估,科學(xué)地評定起合理性,促進(jìn)國家有限資金的高效利用。
4.3建立長效的節(jié)水農(nóng)業(yè)機(jī)制
通過機(jī)制的建立,促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的長效的發(fā)展,是目前我國節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的重要課題。長期以來,我國的節(jié)水農(nóng)業(yè)靠政府推動,一些地方出現(xiàn)了非常尷尬的局面,一些節(jié)水工程成了“參觀工程”,成了擺設(shè),國家政府推廣的時(shí)候,用一用,之后有的就廢棄了,即浪費(fèi)了資金,也在農(nóng)民中造成惡劣的影響。應(yīng)該建立長效的節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)制,充分調(diào)動農(nóng)民的積極性,讓其在節(jié)水農(nóng)業(yè)中獲得實(shí)實(shí)在在的利益,在市場條件下變成自覺的行動。為此,政府應(yīng)該采取多種措施,主要包括,建立科學(xué)的農(nóng)業(yè)水價(jià)體制,讓百姓在充分享受WTO規(guī)則的“綠箱政策”的同時(shí),考慮農(nóng)民的承受能力,指定有利于節(jié)水的水價(jià)政策;其次,充分認(rèn)識節(jié)水農(nóng)業(yè)的公益性,對節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)貼,鼓勵其發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè);第三,建立科學(xué)的獎勵懲罰制度,規(guī)范其行為;第四,通過建立農(nóng)業(yè)水權(quán)體系,維護(hù)農(nóng)民的利益,并且在農(nóng)業(yè)水權(quán)轉(zhuǎn)移過程中得到好處。
4.4將節(jié)水農(nóng)業(yè)作為戰(zhàn)略性工程實(shí)施
節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展不僅是農(nóng)業(yè)本身的過程,而是涉及到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大系統(tǒng)工程,國家將其作為一項(xiàng)戰(zhàn)略性工程來實(shí)施。作為戰(zhàn)略性工程,國家應(yīng)該加大起投資力度,采取各種措施進(jìn)行優(yōu)惠,吸引各種資金投入節(jié)水農(nóng)業(yè)工作中。完善其法律法規(guī)。加強(qiáng)起領(lǐng)導(dǎo),運(yùn)用科學(xué)的發(fā)展觀統(tǒng)籌節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展,將其納入國家的發(fā)展規(guī)劃并嚴(yán)格的加以實(shí)施。
4.5建立適合我國國情的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系
我國的農(nóng)業(yè)基本國情是地塊零碎的一家一戶土地承包制、農(nóng)業(yè)發(fā)展不均衡、經(jīng)濟(jì)發(fā)展欠發(fā)達(dá)、地域廣闊、農(nóng)民的掌握科技的整體素質(zhì)不高等,節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的建立必須建立在這個(gè)基本的國情之上,只有適合我國農(nóng)業(yè)基本國情,農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)才能得以普遍推廣,才能產(chǎn)生明顯的效益。
目前,適合我國的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系尚為建立起來,曾經(jīng)“一刀切”式的噴滴灌技術(shù)推廣遇到了前所未有的阻力而未成功。因此,為了建立適合我國國情的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系,需要開展以下幾個(gè)方面工作:
第一,建立“傻瓜式”的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù),傻瓜式的節(jié)水技術(shù)能夠加快節(jié)水技術(shù)的推廣,并不是降低節(jié)水結(jié)束的科技含量,而是增加了起含量,“傻瓜相機(jī)”在民眾得意推廣就是同一道理;
第二,實(shí)施“區(qū)域不均衡發(fā)展”的節(jié)水技術(shù)推廣戰(zhàn)略,對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展快的地區(qū),可以以現(xiàn)代節(jié)水技術(shù)為目標(biāo)推廣高新技術(shù),對于欠發(fā)達(dá)地區(qū),以投資小,見效大的傳統(tǒng)的節(jié)水技術(shù)為主體推廣節(jié)水技術(shù);
第三,將現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)與傳統(tǒng)的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)有機(jī)結(jié)合,因地制宜,推廣節(jié)水技術(shù);
第四,建立我國節(jié)水設(shè)備研制、開發(fā)和推廣技術(shù)體系,成本低廉,實(shí)用性強(qiáng),服務(wù)方便到位。第五,建立節(jié)水農(nóng)業(yè)科技示范區(qū)
1.1過濾技術(shù)膜過濾技術(shù)與機(jī)械技術(shù)是過濾技術(shù)的2種主要方式。膜過濾技術(shù)通過利用具有不同孔徑的膜對顆粒物進(jìn)行濾除,對不同粒徑的顆粒物進(jìn)行有效截留,超濾技術(shù)與橫流式微濾是有效去除小粒徑顆粒物的方法,主要應(yīng)用于具有較高養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水產(chǎn)品的廢水處理;機(jī)械過濾利用過濾設(shè)備根據(jù)吸附作用對養(yǎng)殖排水中的餌料進(jìn)行去除,還能有效清除養(yǎng)殖生物的排泄物以及重金屬等污染物。
1.2泡沫分離技術(shù)泡沫分離技術(shù)主要將大量空氣注入污水,在微小氣泡上附著水的表面活性物,在氣泡上升至水面時(shí)形成泡沫,在這種情況下采用分離水面泡沫的方法就能有效去除污水中的懸浮態(tài)污染物,這種技術(shù)能夠?qū)⑷芙庋跆峁┙o養(yǎng)殖水,避免有毒物質(zhì)的積累,但是因?yàn)樯鷳B(tài)農(nóng)業(yè)園中的淡水養(yǎng)殖缺乏足夠的電解質(zhì),不能形成較多的泡沫,所以會導(dǎo)致其應(yīng)用效果不佳。
1.3其他處理技術(shù)其他水產(chǎn)養(yǎng)殖排水水質(zhì)改善技術(shù)還包括機(jī)械增氧技術(shù)與排換水技術(shù)兩種,此外,反滲透技術(shù)、高分子重金屬吸附技術(shù)以及活性炭吸附技術(shù)也是有效改善水產(chǎn)養(yǎng)殖排水水質(zhì)的技術(shù)與手段。
2化學(xué)處理技術(shù)
2.1混凝沉淀技術(shù)混凝沉淀技術(shù)就是利用化學(xué)原理,將混凝劑加入水中,對水中的污染物進(jìn)行有效去除,石灰鐵鹽與有機(jī)絮凝劑等常用的混凝劑因?yàn)槠渚哂幸欢ǖ亩拘裕圆荒苤苯釉陴B(yǎng)殖用水中應(yīng)用,而是用在水產(chǎn)養(yǎng)殖排水水質(zhì)的處理上。
2.2臭氧氧化技術(shù)臭氧如果具有強(qiáng)氧化性,就能在水中迅速自行分解,避免造成二次污染,具有除臭、殺菌、脫色以及去除有機(jī)物的作用,是一種比較有效的綠色氧化藥劑,這種技術(shù)主要運(yùn)用于海水工廠養(yǎng)殖排水水質(zhì)的處理中,具有較強(qiáng)的氧化作用,能夠有效分解、溶解以及降解水中的有機(jī)物。
2.3紫外輻射技術(shù)紫外輻射技術(shù)利用紫外輻射對水體進(jìn)行消毒,不僅能夠破壞水中殘留的臭氧,還能將大量的病菌殺死,具有無毒、高效以及低成本的特征,紫外輻射技術(shù)是一種比較成熟的養(yǎng)殖排水水質(zhì)改善技術(shù),主要應(yīng)用于水產(chǎn)生殖排水的循環(huán)過程中。
3生物處理技術(shù)
3.1人工浮床凈化技術(shù)人工浮床凈化技術(shù)通過模擬自然界的各種變化規(guī)律,利用高分子材料和混凝土等載體,對水生植物進(jìn)行種植,使其發(fā)揮清除水體污染物的作用,這種技術(shù)能夠凈化水質(zhì)、美化水體景觀,為生物創(chuàng)造生存空間的功能,促進(jìn)周圍生物的多樣性發(fā)展,加強(qiáng)其生態(tài)系統(tǒng)的完善,能夠很好地適用于生態(tài)農(nóng)業(yè)園區(qū)的水產(chǎn)養(yǎng)殖排水中。
3.2人工濕地凈化技術(shù)人工濕地凈化技術(shù)能夠按照水體的具置和實(shí)際情況,模擬濕地的結(jié)構(gòu)與功能,綜合凈化與處理污水,構(gòu)成水體、基層、微生物以及水生植物等人工濕地的主要元素,對銨、氮、硝酸鹽以及亞硝酸鹽等化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行有效清除。
3.3水生動物凈化技術(shù)水生動物凈化技術(shù)就是將水生動物放養(yǎng)于水產(chǎn)養(yǎng)殖所用水體中,不僅能夠起到凈化水質(zhì)的作用,還能提高生態(tài)農(nóng)業(yè)園水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益,是一種兼具實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性的水質(zhì)凈化技術(shù)。
1引言
保水劑作為一種化學(xué)節(jié)水技術(shù),于20世紀(jì)70年代在美國農(nóng)業(yè)部北方研究中心開發(fā)成功。隨后美國、日本、法國等國家對保水劑在農(nóng)林業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究,并進(jìn)行了大面積的推廣使用。國內(nèi)對保水劑的研究開始于20世紀(jì)80年代中期,目前大部分產(chǎn)品已有一定規(guī)模。在“八五”和“九五”期間共在全國示范推廣達(dá)1100多萬畝。目前,土壤固化劑、復(fù)合土工膜料、坡面積雨固土材料、植物蒸騰抑制劑、種衣劑等大批保水劑已經(jīng)在我國農(nóng)林業(yè)中得到了實(shí)際應(yīng)用。
2保水劑的一般性質(zhì)
保水劑是一種具有三維交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的新型功能高分子材料,采用含有羧基、羥基或氨基等的親水性單體,在引發(fā)劑和交聯(lián)劑的作用下,通過聚合、交聯(lián)等化學(xué)反應(yīng)而形成。高吸水性樹脂能通過水合作用迅速吸收自重幾百倍乃至上千倍的水而呈凝膠狀,常壓下對其施加壓力,水也不會從凝膠中逸出,常稱其為高吸水性聚合物。高吸水性材料或超強(qiáng)吸水樹脂等。
保水劑作為農(nóng)作物干旱時(shí)的“微型水庫”,具有應(yīng)用范圍廣,高保水性,改良土壤,促進(jìn)生長,節(jié)約肥料等多方面優(yōu)點(diǎn)。據(jù)資料顯示,在相同水肥條件下,使用保水劑可明顯增加作物產(chǎn)量。增產(chǎn)幅度達(dá)10%~30%。節(jié)水節(jié)肥5%~20%#在花卉等經(jīng)濟(jì)作物上,使用保水劑可明顯延長澆水時(shí)間(3天~7天),花蕾大,持續(xù)時(shí)間長,經(jīng)濟(jì)效益高I在旱農(nóng)試驗(yàn)區(qū)開展的保水劑應(yīng)用試驗(yàn)。結(jié)果顯示保水劑對保蓄雨水效果較好,尤其促使了作物生長后期根區(qū)土壤水分的補(bǔ)充和提高。
近年來由于新原料的選用和材料的復(fù)合化,保水劑的類別不僅包括傳統(tǒng)的淀粉類、纖維素類、合成類(聚丙烯酸類、聚丙烯酰胺類等)。還包括生物降解類(氨基酸類、殼聚糖類等)、有機(jī)一無機(jī)復(fù)合類、緩釋功能類(腐殖酸類)。保水劑的聚合工藝主要有水溶液聚合法和反相懸浮聚合法,也可采用輻射引發(fā)聚合、微波引發(fā)聚合以、噴霧聚合、高溫快速反應(yīng)法等方法。目前,國內(nèi)生產(chǎn)和供應(yīng)保水劑的廠家多達(dá)40多家,主要有勝利油田長安集團(tuán)、北京裕德隆科技發(fā)展有限公司、河北科瀚樹脂有限公司、天津晨光化工有限公司等。
3保水劑的發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)在我國實(shí)施農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和中西部開發(fā)戰(zhàn)略,農(nóng)業(yè)重點(diǎn)推廣旱作節(jié)水技術(shù),而抗旱保水技術(shù)是其重要內(nèi)容。近年來,保水劑越來越受到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重視,研究重心也開始從如何提高保水劑的性能向其在農(nóng)林業(yè)的實(shí)際應(yīng)用轉(zhuǎn)移。有關(guān)保水劑的研究進(jìn)展主要集中在以下幾個(gè)方面:
3.1開發(fā)保水劑的制備新方法
新的制備方法要在保證產(chǎn)品具有優(yōu)良的吸水保水性能的基礎(chǔ)上,提高吸水速率、改善耐鹽堿性能和產(chǎn)品凝膠強(qiáng)度以及熱穩(wěn)定性能,目前主要采用以下措施:引人非離子型親水基團(tuán)到主鏈上;使用含有大量親水基團(tuán)交聯(lián)劑;用表面活性劑對樹脂進(jìn)行外層處理等。天津三農(nóng)金科技有限公司用玉米淀粉作原料,在引發(fā)劑作用下,用乙烯或丙烯單體在淀粉的天然高分子骨架上接枝共聚,最后接枝共聚物靠爆聚放熱自交聯(lián),從而生產(chǎn)出高效抗旱保水劑。該方法稱為原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。楊瑞成等利用高溫快速反應(yīng)法成功制備了聚丙烯酸/蒙脫上高吸水性納米復(fù)合材料。在外界溫度為20℃時(shí),該復(fù)合材料水凝膠所需干燥時(shí)間為128h,此復(fù)合材料可望廣泛應(yīng)用于西部高溫干旱地區(qū)的沙漠化治理。
3.2研究保水劑的有機(jī)一無機(jī)復(fù)合
通過有機(jī)一無機(jī)復(fù)合方法,可制備出性能優(yōu)良、成本低廉、實(shí)用性強(qiáng)的吸水材料。趙娜制備出了白鱔泥/(丙烯酸一丙烯酰胺)高吸水保水材料,吸蒸餾水的倍數(shù)可以達(dá)到1900左右,同時(shí)吸自來水倍數(shù)可以達(dá)到380倍左右,吸生理鹽水能夠達(dá)到124倍,在4000r/min的情況下離心1h后,其保水能力為98.97%。內(nèi)蒙古水利科學(xué)研究院首次采用丙烯酸或丙烯酰胺與凹凸棒土合成有機(jī)一無機(jī)復(fù)合保水劑。抗鈣、鎂離子性能明顯提高,原料成本進(jìn)一步降低,與環(huán)境更友好。產(chǎn)品吸水倍率≥400倍;吸鹽倍率≥70倍;該保水荊適合中國西部年降水量小于400mm,降雨比較集中,沙漠化、鹽堿化嚴(yán)重的特點(diǎn)。
3.3將常量元素、微量元素、植物生長調(diào)節(jié)劑、殺蟲劑、殺菌劑等添加到保水劑中,實(shí)現(xiàn)其多功能化
制備多功能化保水劑主要有兩種方法:一種是進(jìn)行簡單的包裹;另一種是使兩者發(fā)生某種形式的化學(xué)反應(yīng)。林晶將保水劑與化學(xué)肥料按比例配合制得了既能吸水保水抗旱保墑,又具有緩釋肥料功效的保水緩釋肥,并以藥用植物板藍(lán)根為試驗(yàn)對象進(jìn)行盆栽試驗(yàn),對其保水效應(yīng)及板藍(lán)根生長狀況進(jìn)行觀察分析,得出了保水緩釋肥可以提高土壤的水分利用率、合理釋放土壤有效養(yǎng)分、促生長作用明顯的結(jié)論。
3.4研究高吸水性樹脂在實(shí)際應(yīng)用中與土壤、作物、肥料等的效應(yīng)問題,以及對灌溉模式。耕作制度和農(nóng)業(yè)設(shè)施等的影響
目前國內(nèi)關(guān)于保水劑的實(shí)際應(yīng)用的研究大多集中在增加入滲、抑制蒸發(fā)等方面。但是大面積推廣應(yīng)用尚缺少理論基礎(chǔ)與技術(shù)指導(dǎo)。莊文化采用離心機(jī)法,分別研究了聚丙烯酸鈉與聚丙烯酰胺在不同的條件下對砂土、壤土、黏土持水能力的影響。結(jié)果表明高分子對砂土的作用效果要優(yōu)于壤土與黏土,因此大面積推廣應(yīng)用應(yīng)首先選擇在土壤偏砂的地區(qū),實(shí)驗(yàn)證明8/1萬~20/1萬用量效果較好其高分子吸持水分的約83.7%可釋放出供植物利用。楊瑞香等以華南赤紅壤為基質(zhì),采用盆栽法研究了保水劑對桉樹幼苗抗寒生長及存活率的影響。結(jié)果表明保水劑可以有效提高華南赤紅壤的保溫性能,有利于桉樹苗木抗寒生長。
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