節水農業發展論文
時間:2022-07-02 10:11:00
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1.節水農業綜合措施
(1)大力發展節水高效的灌溉技術。我國目前年灌溉用水量3500m3,占全國總用水量的67%,是最大的用水戶。但我國灌區的灌溉水利用系數僅0.4左右,即從水源到田間,約有一半以上的灌溉水因滲漏、蒸發和管理不善等原因沒有被作物直接利用。灌溉后農田水的利用效率也很低,每立方米水生產的糧食不到1kg,僅為發達國家的2/5。因此,近年來大力發展節水高效的灌溉技術,提高灌溉水的利用率和水分生產效率,已成為我國節水農業發展的重點。
節水高效的灌溉技術包括節水工程技術和節水管理技術。節水灌溉工程技術是世界上為高效利用農業水資源所采取的最廣泛、最有效的技術措施,包括地上灌溉工程技術、地面灌溉工程技術和地下灌溉工程技術。地上灌溉工程技術主要是噴灌和滴灌,是目前最先進也是最省水的灌溉技術,我國目前主要應用在經濟作物上,但近年來,隨著我國水資源日益緊缺和提高農作物產量的需求,噴灌已在大田作物灌溉上得到較大規模發展,滴灌也開始試驗應用在大田糧食作物上。與此同時,進一步引進國外先進技術和生產設備,結合我國國情提高我國現有噴、滴灌設備的生產的質量和降低造價,并開展新產品的研制和開發。地面灌溉工程技術包括渠道防滲、低壓管道輸水、田間地面灌溉等,我國目前灌溉面積的98%是地面灌溉。由于其投入低,適合我國農村經濟發展水平,當前仍是我國主要的灌溉工程形式。為加快渠道防滲的進程,已開發研究采用新型材料和結構形式,提高輸水效率和降低造價,研制和開發高效低耗的防滲襯砌機械,提高施工效率。低壓管道輸水灌溉在我國北方井灌區發展迅猛,為提高管材的質量和降低成本,正在開展新型管材研制,并增加各級管件的種類和標準化,提高配套性能,完善田間配水設備。與此同時,也在研制適合渠灌區應用的大口徑輸水管材及管件,為今后有條件的灌區實現以管代渠提供技術儲備。田間地面灌溉工程最常用的有平整土地、劃小畦塊、短溝或細流溝灌,由于投資少見效快、農民易于掌握,是當今面積最大的田間節水灌溉工程技術。為提高工效省勞力,已開展研究的開發節能、高效、價廉的平地、開溝或打畦的施工機械,并對我國特有的膜上灌水技術、坐水種技術的水平進一步提高,并擴大應用范圍。地下灌溉工程技術包括滲灌和地下滴灌,目前仍處于試驗性階段,重點攻克提高設備性能和質量、降低造價的難題。國內外的實踐經驗證明,灌溉節水的潛力50%在管理方面,節水管理技術的基礎是節水高效灌溉制度,它是根據作物的需水規律,把有限的灌溉水量在灌區內及作物生育期內進行最優分配,達到節水高產高效的目的。在我國北方已進入實用的有灌關鍵水的非充分灌溉技術,小麥優化灌溉技術;在南方地區已得到較大面積應用的水稻“薄、淺、濕、曬”灌溉技術都是一些投入很低,群眾極易掌握、效果十分顯著的節水高效灌溉制度,目前正在組織大面積推廣應用。土壤墑情監測預報和灌溉預報以及優化配水是節水高效灌溉管理的手段,目前在我國仍處于試驗階段,但已加大了研究的力度,為提高灌溉用水管理技術水平提供技術儲備。
(2)對現有灌區實行以水資源高效利用為目標的技術改造。我國現有灌區大多數是50年代末到60年代初和70年代這三個時期建造的,由于建設標準低、配套不完善,加之經過幾十年運行和低水平的維護,灌溉工程普遍老化失修,致使灌溉水資源和利用效益很低。當前影響我國灌區水資源高效利用的主要問題有:一是灌溉保證率低,由于多數灌區設施完好率低,水源有限和用水損失大,灌溉面積的灌溉保證率低,現有灌區內中低產田面積的一半以上是由于缺水干旱而造成的。目前全國灌區年缺水量達300億m3,特別是連續干旱年份,由于保證率低,灌區用水得不到保證。二是工程配套差,特別是大、中型灌區,骨干工程由國家投資建設得較好,但支渠以下的工程要靠群眾自籌,由于經費不落實等原因,或配套不全或質量低劣,加上老化失修,人為破壞嚴重,灌溉水跑水、漏水的現象嚴重,灌溉輸水,用水的效率很低。三是灌水方法落后,目前絕大多數灌區采用的是傳統地面灌溉技術,加上溝、畦過長,田面不平整,大水漫灌、田間水利用率低。四是灌水定額大,絕大多數灌區目前仍采用充分灌溉,不但灌水次數多,而且每次灌水量大,致使農田水分生產率很低。五是灌溉管理水平低,由于絕大多數灌區經費短缺,主要靠多種經營來維持,灌溉管理水平低下,技術手段落后。針對灌區存在的上述主要問題,近年來,在全國范圍內對老灌區開展了以水資源高效利用為目標的技術改造。采用綜合治理的辦法,根據各個灌區自身的特點,對從水源、輸水、配水、灌水直到作物用水的整個過程及管理體制進行深入的調查研究,找準主要矛盾以及搞清相互之間的關系,進行系統的技術改造與建設。在總體上要從三個方面入手,首先要提高灌溉保證率,對水源工程作進一步的合理開發,完善水源工程并對灌溉水源進行優化調配;二是結合種植結構的調整,采用節水高效的灌溉制度,提高灌溉水的生產率;三是提高管理水平,搞好渠系配套,推廣先進的灌溉技術,降低灌溉成本,提高灌溉水利用率。對不同的灌區采取不同的改造措施,渠灌區重點放在完善渠系和建筑物的配套,提高渠道防滲率;井灌區改造的重點是挖潛和配套,提高機井裝置效率,降低能耗,通過渠道防滲或管道輸水提高灌溉水利用率;在井渠結合灌區除采用上述措施外,重點對地面水和地下水進行優化調度,在保持生態平衡的條件下,使地面水與地下水得到合理開發利用;在提水灌區,重點放在更新陳舊的機電設備,提高機泵效率,對于高揚程灌區采用先進的節水高效灌溉技術,如噴灌或滴灌,以達到節水、節能、提高效益的目的。在對老灌區進行技術改造時,應遵循資源優化配置的原則,充分論證,優化設計,以較少的投入取得較大的效益為目標,優選必須改造的工程項目,切莫盲目上馬。特別在選擇何種節水高效灌溉形式作為改造手段時,一定要充分考慮投入能力、技術管理水平、當地農業生產發展的長遠要求,不能只顧眼前利益,搞短期行為,避免將來重復投入。
(3)開發新水源,增加農業供水能力。要從根本上解決我國農業用水的供需矛盾,除了提高現有水資源的利用水平和效率外,必須積極開發新水源,做到節流和開源并舉。新的水源建設首先要充分合理地開發當地水資源。我國北方地區雖已修建了大量水庫,但還有少量河流可修建水庫,有些河流還有相當大的棄水,可增建水源工程。此外,還有一些地區的地下水仍有相當的開發潛力。由于我國水土資源在地區上的分布不相匹配,要解決一些地區的缺水問題,必須在更大的范圍內尋求資源優化配置,調整資源與經濟發展的格局。為根本解決北方地區的缺水問題,迫切需要修建一批跨流域的調水工程。目前一些小流域的調水工程已經修建發揮效益,還有一些正在實施,更大的跨流域調水工程也已開展前期的論證工作。
雨水利用是一種古老且具有巨大潛力的農業水資源開發利用形式,隨著干旱加劇、水資源短缺,人們已重新注意雨水這一可再生資源的開發及高效利用。干旱半干旱地區是我國的貧水區,至今尚有6.2億畝耕地因水資源短缺而無法灌溉,占該地區農業耕地面積的60%。特別是西北黃土地區,面積62.62萬km2,區內多年平均降水總量2757億m3,為當前區內年用水量的9.2倍。但由于降水時間分布不均,降水期常與作物生理需水期錯位,降水利用率很低,約為降水量的30%~40%,降水生產效率僅為每畝每毫米0.2~0.4kg,尚有60%~70%的降水以地表徑流和無效蒸發的方式而損失。試驗表明,采用有限補充灌溉,合理栽培管理,降水利用率可顯著提高,糧食畝產由不灌溉的80~100kg提高1~2倍是可能的。我國目前已在西北干旱半干旱地區大面積發展雨水匯集和利用技術,而且取得了顯著成效。雨水匯集工程技術主要包括蓄水工程、防滲處理技術和集雨區表面處理技術。常用的蓄水工程有窯窖、澇池、蓄水池及塘壩或塘庫。蓄水工程的防滲技術有夯實底土、或用黏土、紅土墊底,以膠泥涂沫池壁或巖石孔隙,較好的辦法是用混凝土薄殼和混凝土磚石密封底部或側壁。如土壤特性不宜于壓實或化學處理,則可用膜狀物、塑料薄膜或硬面襯料,也可用瀝青、塑料、合成橡膠和水泥鋪底。集水區表面處理技術可用拍光夯實改變土壤結構、采有化學處理封閉地面土壤孔隙、用瀝青或混凝土建立不透水的集水區、用不透水薄膜覆蓋集水區地面等。
劣質水包括生活與工業污水以及微咸水,也是一種可開發的農業水資源。我國1993年城鎮生活污水與工業污水的排放量高達636億m3,但污水的處理率及其利用率很低,目前污水回用約為27億m3。隨著工業和城鎮生活用水的進一步發展,污水排放量將會大幅度增加,預計到2000年,全國污水排放總量將高達900億m3。如果將這部分污水資源化并加以回收,進行合理開發利用,可在一定程度上緩解水資源的供需矛盾。我國還有相當數量的咸水和微咸水資源,僅華北平原淺層地下咸水面積就約占平原總面積的60%,其中礦化度2~3g/L的微咸水面積約為3.6萬km2,占咸水區面積的40%。據計算,華北平原淺層地下咸水天然資源量為75億m3/年,其中礦化度2~3g/L的微咸水資源量為36億m3/年,大于3g/L的咸水資源量為39億m3/年。因此,將劣質水回收利用發展節水農業,對于解決我國日益嚴重的農業缺水問題,具有重要的現實意義。劣質水的資源化措施主要是采用工程和化學技術處理劣質水,使其達到灌溉水質的標準。
(4)采用綜合農業措施,提高農田水分利用效率。我國“雨養農業”區旱地面積占全國耕地面積50%左右,糧食平均畝產不足200kg,糧食總產僅占全國糧食總產的30%,主要糧食作物小麥平均畝產不足60kg,僅為全國小麥平均畝產的1/4。旱地農業生產力低而不穩的主要原因是水土流失嚴重、土面蒸發強烈、作物對土壤儲水利用不足、土壤瘠薄、品種落后、栽培管理不當等,致使作物水分利用效率低,僅為0.2~0.4kg/(mm·畝)。通過推廣以提高農田水分利用效率為中心的旱農綜合增產技術,使水分利用效率提高0.1~0.2kg/(mm·畝)是完全可能的,即按本地區平均降水量水平,每畝可增加糧食50~100kg、皮棉15~20kg、油料20~30kg。在占全國耕地面積50%左右的灌溉農田,既缺水而又灌溉水浪費嚴重,農田水分利用效率很低,糧食作物的灌水利用效率不足1.0kg/(mm畝),農田水分利用效率僅0.50~0.70kg/(mm·畝)。其主要原因是作物的非必需灌水量多,無效耗水量大;傳統栽培造成作物以消耗灌溉水為主,未能發揮“土壤水庫”的儲水供水和對水分的調控功能,常因季節性干旱或供水不及時、質量差而發生旱害,造成嚴重減產。因此,在工程開源節流提高水資源利用率的基礎上,采取綜合農業節水措施,提高農田整體水分和作物水分利用效率,是高效利用農業水資源和持續提高農田生產力的核心。
高效利用有限水資源的關鍵是提高降水和灌溉水的利用效率。即灌溉農業在節約大量灌溉用水的同時實現高產;在旱地農業中如何增加土壤蓄水供水或補充少量供水,達到顯著增產的目的。其有效途徑:一是減少水的蒸發、滲漏和流失,增加土壤入滲量和儲水量;二是增強作物對土壤儲水特別是深層儲水的利用;三是提高作物水分利用效率,即最大限度地提高作物的經濟產量/生物量/蒸騰量/耗水量(ET)/供水量(降水、灌溉水)的比率。
當前,采用的綜合農業技術措施主要有:根據旱農地區的降水和干旱發生特點及農作物的需水耗水規律,調整作物布局,建立與水資源相適應的種植制度。選擇抗旱、節水、高產作物和品種,可根據抗旱性指標、耗水系數、蒸騰效率和水分脅迫指數等綜合指標,從目前大量而豐富的品種資源中,篩選出具有御旱性、高產、高水分利用效率的品種進行推廣。進行合理的土壤耕作及采用各種保水保土措施,蓄保降水,減少土壤水分蒸發和流失,創造良好的土壤水分條件。合理施肥和培肥地力,充分發揮水肥協同效應和激勵機制,提高抗旱力和水分利用效率和在不增加施肥量的條件下,獲得最大的經濟效益。覆蓋栽培保墑、增溫、節水防旱、改善土壤理化性狀、提高土壤肥力及有效性,提高作物有效耗水比,促使作物早熟和增產。應用化學物質和調控技術提高抗旱播種的出苗率,抑制作物生長發育過程中的過度蒸騰防止奢侈耗水,減輕干旱危害,促進根系提高對土壤深層儲水的利用。
2.節水農業的管理與政策
(1)提高管理水平,促進節水農業發展。我國節水農業的發展已取得了很大的成績,積累了許多經驗,為了充分發揮節水農業工程的效益,提高管理水平已受到各方面的重視。加強節水農業的管理:一要進一步提高認識,增加緊迫性,使節水成為全社會的共識;二要加強組織領導,盡快健全有關節水的配套政策法規,調動廣大基層干部、億萬農民參與的積極性;三要千方百計增加投入;四要總結過去發展節水農業的經驗教訓,認真掌握客觀規律,減少盲目性。為此需要建立有利于節水農業發展的管理體系,即建立促進我國節水農業發展的政策和法規;建立適合我國市場經濟條件的農業用水管理體制;建立農業水資源高效利用管理機制和運行機制;采用高效的節水農業管理技術,包括農業水資源高效利用的需求管理技術、水資源高效利用標準、集成化的農業水資源高效利用技術與措施、動態交互式水資源開發利用管理技術等;加強對水資源的統一規劃與科學管理,優化配置水資源,制定支持我國農業可持續發展的節水農業長遠發展規劃。
(2)實行差別水費制度,調動發展節水農業的積極性。對水資源的嚴格管理,不僅要采用先進的管理技術,而且要按照市場經濟的規律來管理。對所有的用水戶都要實行按量收費、采用計劃供水和對超額用水進行懲罰的差別收費制度。目前我國農用水費太低,沒有按照商品價值的規律,依據水的實際價值收費,節水對農民來說沒有得到多少實惠,而對國家來說,節水會產生巨大的經濟效益和社會效益。因而造成發展節水農業國家非常重視,但農民群眾積極性卻不高。由于水價太低,也造成不少灌區的灌溉管理機構經費短缺,不得不主要依靠多種經營來維持,灌溉管理反而成了副業,還有一些灌溉管理機構由于多種經營難度大,而水費又很低,為了創收,只好鼓勵農民多用水。目前,這種低水價的弊端已引起了各級部門的重視,已開始制定并實行有利于鼓勵發展節水農業的水費政策,將灌溉用水納入市場經濟和法規管理的軌道,逐步實行按水的成本征收水費,并采用水費累進制,對超標準用水,加倍收取水資源占用費。為鼓勵修建節水農業工程,可根據其節水效果的高低程度,給予不同數額的投資補助,以激勵發展先進的節水農業技術。當工業及其它產業擠占農業水資源或征用已有灌溉設施的耕地時,要強制其拿出一定的比例的產值來發展節水農業,對污染或破壞農業水資源的行為,不但要實行經濟制裁,嚴重的要繩之以法。對灌溉管理機構,也要制定鼓勵節水的政策,如事業費和管理水平掛鉤,節水給予獎勵,超額用水予以經濟處罰等。
(3)建立有利節水農業發展的投入機制。節水農業比傳統農業需要更多的投入,我國在發展節水農業的過程中,經歷了由無償投入到有償投入,建立起節水農業的投資由國家、地方、群眾三方籌采的投入機制,使節水農業的發展走上了比較穩步、健康的軌道。為了推廣節水農業新技術,國家從1985年開始分5年安排了第一期噴灌貼息貸款,總金額達2.13億元,分別由中國農業銀行和中國工商銀行發放,用于噴灌、滴灌工程建設、噴灌農產品深加工、節水灌溉設備生產企業技術改造及國外先進設備生產線的引進,貸款的貼息由財政部負擔。1990年又開始發放第二期節水灌溉貼息貸款,5年總計3億元,其中2億元貸款的貼息由中央財政和地方財政負擔,1億元貸款貼息由水利部負擔。從1991年起,中國銀行又決定每年新增1億元節水灌溉貼息貸款,這樣“八五”期間每年用于節水灌溉工程建設的貼息貸款金額達到1.5億元。實踐證明,采用貼息貸款發展節水農業是一項很好的投入政策,兩期貼息貸款的發放共發展節水灌溉面積近千萬畝,取得了顯著的經濟效益,同時使我國節水農業技術水平亦有了很大提高。1996年國務院又正式批準“九五”期間,在全國建設300個節水增產重點縣,并在北方選擇具備開發地下水資源條件的地方支持群眾打井,發展新的節水型井灌區。建設資金以地方自籌和農民投入為主,國家扶持為輔。為此,1996年國家安排15.5億元節水灌溉、打井貸款,由財政部給予部分貼息,貸款數額以后還要逐年適當增加。另外,為配合300個節水灌溉重點縣的建設,國家計委又從國家預算內水利專項資金中安排2000萬元,專門用于節水灌溉示范項目的建設。這些投入政策措施,必將有力推進我國節水農業的發展。但是,根據目前我國國情,農業的基礎還比較薄弱,農民收入水平還比較低,應在目前行之有效的投入政策基礎上,制定一個鼓勵發展節水農業的投入政策,可考慮采用“三三制”即國家、地方和農民各負擔三分之一的辦法籌集投入資金,并配套引發各方面投入積極性的政策。
(4)強化發展節水農業的保障體系。節水農業是一個多科學、多部門、跨地區的系統工程,必須發揮國家、地方和個人三者的積極性,有關的各部門要打破門戶之見,通力合作。要通過各種媒介,開展宣傳活動,樹立水資源和水危機的意識,對“水是取之不盡,用之不竭”這一錯誤觀念進行更新。要樹立水是不可替代的生存資源意識,水資源的短缺不僅影響到農業的發展,也將影響到整個社會經濟的發展,最終影響到人類的生存,因此,必須珍惜水資源,保護水環境。還要樹立水資源有償使用的意識,由各種水利工程提供的水,是通過人類開發投入物質和勞動取得的,具有明顯的商品屬性,這種水是商品,使用必須是有償的。通過宣傳教育,使農業水資源的高效利用由政府、部門行為,變為社會行為。要大規模發展節水農業,必須有投入來支持。國家應大幅度增加投入,通過財政專項、國家基本建設、銀行政策性貸款及利用外資等多種途徑,開辟資金來源。同時實行中央、地方和群眾綜合的多層次、多渠道籌集資金辦法。國家應設立節水農業專項發展資金,增加貼息貸款,在安排農水補助費、城市占地費、地方財力、農業發展資金、不發達地區資金、扶貧資金、以工代賬等多項支農資金時,應對發展節水農業工程技術予以重點扶持。對于所需要的鋼材、水泥、塑料以及農業生產資料,國家要適當安排生產,并由各地區列入計劃,保證供應。
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