农业机械的研究：节水灌溉机械化技术的发展前景

文|古今闲客

编辑|古今闲客

●○前言○●

我国是一个农业大国，也是以灌溉农业立国的国家，了解节水农业的国情，对发展我国农业的节水灌非常重要。

我国节水农业的国情是人口多、耕地少,水资源十分紧缺。我国人均占有粮食只是发达国家的 1/4 ~1/2，因此节水农业是解决粮食问题的主要目标。

人均水资源不到世界平均水平的1/4，而且水资源时空分布组合错位,70%雨量集中在6~9月份，而在播种定植季节的春旱、秋旱严重,故节水灌溉要非常重视解决春旱、秋旱期的灌溉问题;我国山地约占耕地面积的62%。

地块小、地形复杂,灌溉设备应以小、中型为主。国力薄农村经济以小农经济为主，农民文化素质较低，灌水技术要简单实用，设备价格低廉。

我国农村小型拖拉机，小型动力及农用车等农用动力保有量大。节水设备应充分利用这些动力设备。只有以此为前提研究我国的节水灌溉模式，探讨节水灌溉的理论依据及作物节水灌溉的途径，才能做到有的放矢，事半功倍。

为了因地制宜,指导各地节水农业的发展,按照“归纳相似性区别差异性,照顾行政区界”的原则,把气候、地形、地貌等自然地理条件基本一致或相似。水资源条件、节水农业的发展途径基本相同的归为同一发展模式。

适当考虑已有农业区划、水利区划的成果，照顾县级行政区界和已有水利设施的完整性。按照上述准则确定的我国不同区域节水灌溉机械化模式。

节水灌溉农业机械化新技术主要有:

1.与生物技术相结合的作物调控灌溉技术

基于上述思路,从作物生理角度出发,在一定时期主动施加一定程度有益的亏水度,使作物经历有益的亏水锻炼,改善品质,控制上部旺长,实现矮化密植,达到节水增产的目的。

该方法不仅适用于果树等经济作物,对玉米苗期进行中度亏水、拔节期辅以轻度亏水的调控灌溉处理，也取得了良好的效果。

作物调控灌溉技术尚不完善,对不同作物的最佳调控阶段、调控程度,不同养分条件下的调控指标、调控灌溉综合技术体系等还有待进一步研究。但作物调控灌溉技术具有良好的发展前途和应用前景。

2.应用3S技术的精细灌溉技术

精细灌溉是“精细农业”的一个组成部分。“精细农业”代表着20世纪90年代农业生产的最高水平,是信息和人工智能高新技术相结合在大农业中的应用,主要内容是运用全球卫星定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)遥感技术(RS)和计算机控制系统。

实时获取农田小区作物生长实际需求的信息，通过信息处理与分析，基于小区农作条件的空间差异性,采取有效的调控措施，最大限度地优化组合各项农业投入,对作物实施定位按需变量投入和精细管理，以获得最高产量和最大的经济效益，同时保护自然资源与农业生态环境。

精细农业的技术思想非常适用于节水灌溉，在当今水资源日渐紧缺的形势下,精细灌溉技术与智能化的决策管理系统，将成为我国21世纪农田灌学科发展的热点和农业新技术革命的重要内容。

3.智能化节水灌溉装备技术

近年来，我国根据自己的生产实际和已有条件,在开拓中国式节水道路方面取得了显著进展。实验表明,利用农村保有量最多的拖拉机为动力,配套赋予一定技术含量的灌水装置和作业机具,在作物播种和关键生育期进行局部节水灌溉的行走式节水灌溉技术,是密切结合我国国情的有效的机械化节水灌溉技术。

但由于还不能实时地检测土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求来实施变量施水，因此不能达到最优的节水增产效果。微电子应用技术的发展，为研制智能型的节水灌溉装备提供了条件。

作为实现高效节水灌溉机械化重要载体,应用生物学、自动控制、微电子、人工智能、信息科学等高新技术的集成,研制适合我国国情的新一代智能化节水灌溉机械与设备,根据作物与土壤不同的需水要求,实现节水灌溉机械的智能化变量施水,将是今后节水灌溉机械化研究的重要方面。

我国发展节水灌溉技术的历史，几乎与我国近代灌溉的历史一样长，新中国成立以来,各地在推广节水灌溉方面做了大量的工作,取得了一些宝贵的经验和显著的成绩。

特别是近10 年来,节水灌溉技术的推广为我国农业的再上新台阶发挥了作用,并为今后大规模普及节水灌溉探明了道路，积累了经验，但也存在一些不容忽视的问题,主要有以下几个方面：

1.节水灌溉技术水平低

目前我国节水灌溉面积还不到有效灌溉面积的一半,喷灌、微灌等节水灌溉方式仅占灌溉面积的 2.6% 左右，与发达国家相比还有很大的差距。水的利用率和利用效率的提高有很大的潜力,节水灌溉设备的生产和性能，还不能满足节水灌溉发展的需要。

2.认识不到位

思想上要从丰水灌溉转向节水优产灌溉，从给土壤灌溉转向给作物灌溉，要高度认识水资源的有限性，树立水资源的危机感，不能只顾眼前利益和短期效益，过量引水和超采地下水，搞大水满灌。

发展节水灌溉,既不能照搬国外的做法，也不能搞一刀切，全国一个模式。普及推广节水灌溉技术要从各地的实际出发，因地制宜，采取各种适用的节水灌溉技术和模式。

在推广节水灌溉技术时,要注意做到开源与节流相结合，大、中小微相结合，农业措施与工程措施相结合,建设与管理相结合,软件与硬件相结合,形成适合当地客观条件的节水灌溉技术集成。要纠正只有实行喷灌、微喷灌、滴灌才是节水灌溉的片面观念。

为了使我国节水灌溉农业机械化技术在现阶段能获得较高的经济效益，并在今后的发展中迅速崛起,必须做好两个方面的转变工作，一是从单一修建水力工程扩大灌溉面积转向挖潜、节水扩大灌溉面积；二是由单向性研究开发向综合性研究开发方向转化，打破现有行业、部门、学科之间的界线，实行各部门、各学科联合攻关,才能最大限度地提高水的利用率。

●○结语○●

当今世界上对水为农业服务的认识已非常明确，合理有效地保护和利用有限的淡水资源是农业和生态环境可持续发展的关键。目前，有生态农业、有机农业、设施农业、立体农业等多种高效节水农业的模式。在田间节水灌溉机械化技术方面，喷灌、微灌、渗灌膜下灌等技术仍为发展的主流。

(1)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术，尽管目前还存在一些问题,应用推广速度较慢,但随关键技术的解决,今后将会得到迅速发展。

(2)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术，输配水向低压管道化方向发展，与生物技术相结合的高效田间灌水技术将会有大的发展。

(3)节水综合性技术的开发利用，是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的主要方向。

参考文献：

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[5] Development of flood forecasting technique for scenarios of collapse of old reservoir[J]. Kim, Dong Hyun,Choi Chang Hyun,Kim Hung Soo.

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