1、微灌技術在現代化進程和節水農業中的地位與發展戰略建議 (摘要李光永(中國農業大學水利與土木工程學院,北京 1000831、微灌在節水農業與現代化建設中的地位與作用(1 微灌技術是一種最為節水的精細灌溉技術,這是眾所周知的。 微灌能 夠有效地控制每一株植物的灌水量,微灌技術是灌溉水利用率可達 90%以上, 微灌自動化灌水程度高, 田間管理工作量少; 微灌可改善作物生長環境, 提高產 量,改善品質。(2 微灌是一種環境友好的灌水技術。 微灌不僅可以提高肥料和農藥的使 用效率, 減少化學物質的施用量, 有效防止地下水污染, 同時還可以利用污水 (地 下滴灌 或微咸水灌溉, 并且微灌在防止沙漠化、 生

2、態改良等方面也具有重要的 作用。微灌技術在減少農田污染、沙漠化治理、荒漠綠洲農業、改善西部生態環 境、水土保持等方面也將發揮巨大的作用。(3 微灌更是是現代農業的重要組成部分。 微灌是一種集機械化、自動化 灌溉有機結合起來的現代農業技術,是促進區域農村經濟發展,增加農民收入、 加快農業現代化步伐的重大技術之一。 微灌技術的發展符合中央的、 國家的宏觀 經濟、宏觀決策、政治穩定。2、國際微灌發展態勢(1近二十年,微灌面積平均每年都以 33%的速度增長,發展中國家的微灌 發展速度驚人。 從 1981年開始至今, 全世界微灌面積目前已達 3,767,154公頃, 以色列、約旦、塞浦路斯、南非、西班牙

3、、澳大利亞、法國美國(5%等國微灌 面積占灌溉面積比例超過 5%。美國微灌面積已達 1,050,000公頃,占世界總微 灌面積的 27.9%。印度近十年間微灌面積增加了 372%。(2地下滴灌技術日趨成熟,已成為研究熱點之一。 加利福尼亞州大學灌溉 技術中心主任 David F.Zoldoske予言:灌溉的未來將是地下滴灌!地下滴灌有 著其它灌水方法無可比擬的優點, 如基本沒有地表蒸發, 灌水利用率高, 更為重 要的是而可利用生活污水灌溉和沒有地表大田滴灌每年的滴灌帶回收和鋪設問 題。美國從 80年代后期,開始研究和與推廣地下滴灌,對地下滴灌理論、技術 和管理等進行了深入的研究,目前已成為世界

4、地下滴灌面積最大的國家,達 150萬畝。(3微灌理論研究更注重田間灌溉管理理論基礎和對環境的友好性研究。 微 灌條件下作物 -水 -肥 (藥 -土壤 -關系模型、 微灌灌水器的抗堵塞機理與田間運 行方式、 各種作物對微灌技術的適應性、 經濟性田間評價、 微灌技術標準與經濟水平、生產效率的適應性研究等已成為研究重點。(4與本國經濟水平相適應的微灌設備及自動化設備的研制開發成為各國 開發的重點。(5注重研究的連續性與長期性。 從 1972年, 美國便開始了一項個龐大的微 灌研究項目(W128項目 ,一直持續到今。最近一期五年計劃,來自 15個州的 大學、研究所、推廣站、農業部的幾百位科學家參與了研

5、究;以色列 70年代便 開始了確定微灌主要作物最優灌溉制度的研究,進行了 250多項灌溉試驗。美、 以、 加、 澳等國通過長期得試驗研究, 已提出了各自的階段性的微灌規劃設計與 田間管理技術指標和措施。3、我國微灌的總體水平與差距微灌技術受到廣泛重視, 應用日益普及。 形成了長江以南以溫室大棚微灌為 主,果樹微灌為輔,山東、東北、華北溫室大棚蔬菜、果樹微灌并進,西北以棉 花、果樹為主,其次為荒山和道路綠化、荒漠化治理的大局面。全國微灌面積已 達 400萬畝。微灌產品門類和系列基本配套, 形成了灌水器、 管材與管件、 凈化過濾設備、 施肥設備、控制及安全裝置等五大類微灌設備,基本可滿足各類用戶(

6、林果、溫 室大棚、大田、道路綠化、荒山綠化、園林草坪的需要,質量也得到了較大幅 度的提高。但是我國微灌技術的發展還不容樂觀,微灌面積占總灌溉面積比例僅為 0.5%。已落后于與我國在水資源、人口、土地面積、經濟發展水平等方面相類似 的印度, 與我國節水灌溉發展和農村經濟結構調整的要求不相適應。 問題主要表 現在以下幾方面:(1認識 -對微灌在我國農業現代化進程和西部開發與改善生態環境中的 作用和地位缺乏必要的認識。(2技術 -對指導微灌健康發展的應用基礎理論研究不夠,對適宜我國國 情的微灌技術形式和體系、不同微灌形式的適宜范圍和條件缺乏深入的研究。 (3設備 -微灌設備關鍵技術均為受到各國企業專

7、利保護或保密,我國微 灌企業創新能力嚴重不足,對技術訣竅缺乏必要的研究,還基本處于仿制階段; 設備品種門類、 規格系列不全, 質量檢測體系和標準體系不完善; 世界幾個最著 名的企業均已在或即將在我國建立工廠,我國微灌企業將面臨著前所未有的危 機。(4制度 -現行政策不適應微灌的健康發展,沒有形成適宜微灌發展的管 理和推廣技術體系。4、微灌技術發展戰略與未來發展的重點領域微灌技術是集現代農業、 高分子材料與加工、 精密機械制造、 自動化等技術 于一體的高科技技術。戰略上, 全面認識微灌在節水農業與農業現代化建設和提高農民收入中的地 位與作用, 建立微灌全面持續發展的指導思想, 加強微灌技術基礎研

8、究, 增強研 發創新能力。 制定一些鼓勵發展微灌的國家政策, 建全和完善技術推廣服務體系, 建立完善的標準化體系與質量監督體系。近 5-10年微灌技術研究與技術創新重點領域:(1微灌基礎理論研究微灌作物 -土壤 -水分 -養分關系不同作物不同地區微灌的生產效率及最優水分養分管理實踐地下滴灌技術應用基礎及關鍵技術(如堵塞、苗期灌溉、埋深、鹽分積 累與淋洗、灌溉施肥制度、流量變化、滴頭和滴灌帶間距、鼠害、系統 運行管理等技術微灌灌水器流道水力學與抗堵塞機理(2微灌設備研制開發。 兩個主攻方向:傳統微灌系統設備的完善與改進。其目的是追蹤世界先進水平。自動控制系統 (控制網絡、控制器、自動閥、施肥設備

9、, 田間信息 采集 開發全自動過濾器組壓力補償灌水器單元調壓設備產品系列規格完善(如灌水器系列、壓力調節器系列、注肥裝置系 列等滴灌管(帶擠出生產線機電一體化與精密模具加工開發研制一次性更加廉價的微灌設備,使系統設備畝投資由目前的 400元以上(一次性滴灌帶構成的系統降低到百元左右或甚至更低。其目 的是創制適合我國國情的微灌技術。在不降低 (或略降低 微灌系統水力性能的前提下, 通過材料創新、 配套創新、技術創新,使“貴族化、奢侈化”的微灌技術“平民化、廉 價化” 。 如低水頭超薄壁滴灌系統, 溫室大棚小直徑或超薄壁滴灌管帶 系統等。【作者簡歷】李光永,男, 1963年 9月生,山西平遙人。

10、1983年 7月畢業于太原工學 院農田水利工程專業,獲學士學位。 1995年 9月畢業于中國農業大學農業水土 工程專業, 獲博士學位。 1983.9-1995.9在山西省水科所從事節水灌溉技術研究、 規劃設計和推廣工作, 1993.12-1994.4在澳大利亞維多利亞州持續農業灌溉研究所從事調虧灌溉技術合作研究, 1998.5-1999.5 在以色列農業研究組織從事節 水農業合作研究。 現任中國農業大學水利與土木工程學院水利系主任、 中國以色 列國際農業培訓中心副主任、農業水土工程學科教授、博士生導師。任中國水利學會農田水利專業委員會微灌工作組副組長、 中國水利企業協會 灌排設備分會副理事長、

11、 國家節水灌溉 (石河子 工程技術研究中心技術委員會 委員、 遼寧水利科學研究院客座教授、 中國農業工程學會農業水土工程專業委員 會委員, 現為美國灌溉協會 (IA會員, 美國農業工程師學會 (ASAE會員。 曾任中 國水利學會農田水利專業委員第三屆微灌學組副組長, 第四屆微灌學組常務副組 長。自 1983年以來一直從事噴微灌技術的研究工作,熟悉國內外噴微灌技術研 究的新進展, 在噴微灌系統規劃設計、 噴微灌設備、 噴微灌水力學及灌溉管理等 方面進行了較系統的研究,并取得了較豐富的成果, 95年以來先后主持的項目 有國家自然科學基金項目滴灌土壤水三維運動機制及其高效調控系統模式 、 滴灌條件下

12、水鹽運移特性與高效調控技術研究 、 紊流滴頭設計理論與抗堵塞 滴頭設計 等 3項, 國家重大科技專項課題 溫室微灌系統關鍵設備及產品研制 與產業化開發 、 大田微灌系統關鍵設備及產品研制與產業化開發 子課題 壓 力補償滴頭研制開發 等 2項, 國家 863計劃項目 噴微灌設備研制 子課題 全 自動過濾器與壓力調節器研制 1項, 國家十五攻關項目 溫室智能化環境控制 子課題灌溉施肥一體化設備開發 1項,山西省九五攻關項目地下滴灌系統 研究 1項,國際合作項目利用重力滴灌技術提高果園水利用率的示范研究 、 利用現代灌溉和果樹管理技術提高華北平原水利用率和水果生產率示范研究 等 2項。完成的成果先后獲 2003年山西省政府科技進步二等獎、 1998年農業部 科技進步二等獎、 2001年北京市政府教育成果二等獎、 2003年中國農科院科技 成果一等獎、 2000年校優秀成果獎、 2000年校教改成