西北节水农业的发展策略与思路，本文主要内容关键词为：思路论文,策略论文,农业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
我国实施的西部大开发的战略决策在经济和政治上都具有重大的现实意义和深远的历史意义。西部地区，特别是西北地区具有特殊的自然条件和社会经济发展状况。土地辽阔、水资源稀缺的基本特征，既构成了这一地区极为脆弱的生态环境基础，又使水资源成为该地区最具有战略意义的资源。因此，水资源的合理开发利用是实施西部地区大开发战略极为重要的内容。
节水将是我国可持续发展需要解决的最重要问题，对于占消费水量80％左右的农业用水的合理使用和发挥最大效益应该说具有非常重要的意义。我国旱地农业面积约占耕地面积一半以上，多分布于我国西北地区，这些干旱地区水资源因灌溉的开发余地几乎枯竭。然而，我国灌溉用水利用率却很低，约有60—70％的水资源因灌溉方法不当而浪费。从作物需要来讲，水分有效利用率仅0.3—0.4，个别省份只有0.2，与先进国家的0.7—0.8相比，浪费惊人。所以，节水农业是我国和西北地区农业科技革命的重要内容之一。
一、发展节水农业的紧迫性与必要性
水资源短缺是西北地区工农业生产发展和恢复生态平衡最重要的制约因素。西北五省（区）面积占全国的1／3，水资源量却为全国的1 ／12。黄土高原（包括河套）单位耕地平均与人均水量分别仅占全国平均水平的14％和24.1％；西北内陆区单位面积水资源量占全国平均水平的1／6。一些局部地区的缺水更为严重。西北地区水资源不足的矛盾，已对当地农业的持续发展构成了严重的威胁。由于灌溉水的大量浪费，致使农业用水占各项总用水量的比值过大，如西北内陆区高达95％，黄土高原区达87.3％，而一些发达国家仅占50％左右。由于西北地区的灌溉水生产效率还远远低于全国平均水平，其提高的潜力最大。
发展西北节水农业，对推动西北地区农业、农村经济发展和生态环境将发挥极大作用。西北地区在我国的农业和农村经济发展中占有重要的战略作用，其耕地面积约占我国总耕地面积的32.6％。西北地区纵跨温带和暖温带几个气候带，有利于农作物产量的形成和产品品质提高。西北地区节水农业增产潜力比较大，目前降水利用的开发程度平均只有37.6％，农作物年均亩产只有全国平均的74％。党中央、国务院十分重视西北地区农业的发展。“九五”期间，国家拿出资金3亿元， 重点建立了240个旱作节水农业基地，一批节水农业科研高科技示范园区， 西北地区农业和农村经济发展取得了显著成绩，探索出多种节水农业发展模式，形成了保水、蓄水设施、灌溉节水、耕作栽培节水、生物节水、化学节水等五大技术体系。
目前，西北地区节水农业生产实践中普遍存在以下几个方面的问题：工程老化失修情况未得到扭转，灌溉效益仍在不断衰减；一些灌区水源紧缺状况日益加剧；灌水技术比较落后，水利用率低；管理水平低，节水意识淡薄；投入不足，灌溉面积减少。
二、节水农业技术的发展现状
发展节水农业的关键在于控制从水源到作物产量形成过程中的水分无效损失，包括输水损失、田间储水损失和作物蒸腾损失三部分，主攻方向是指提高水分有效性，把水分的损失降低到最低限度。技术创新重点放在生物节水，技术集成以工程节水和农艺、管理节水为主。
在节水灌溉技术研究方面，有关科研单位对喷灌、微灌、管道输水灌溉、渠道防渗以及地面灌水技术改进方面作了较为深入的研究，从水资源开发利用、输水配水、田间灌水技术、灌溉制度、农业栽培等各个环节开展了节水型农业综合技术体系研究。通过研究，初步形成了采用低压管道输水、膜上灌、节水灌溉制度、选育抗旱品种、培肥改土、施用保水剂等成套综合节水技术，并取得了一些重要成果，且已在较大面积上推广应用，结合发达国家的发展经验，农业水高效利用技术表现出以下4个方面的发展趋势，并取得了较好的节水增产结果。
高效节水技术精细化
喷、微灌溉技术是当今世界上节水效果最明显的技术，目前已成为节水灌溉发展的主流，发展迅速。目前，约有80多个国家和地区推广应用微灌技术。目前喷微灌技术的发展趋势是朝着低压、节能、多目标利用、产品标准化、系列化及运行管理自动化方向发展。其它先进的节水高效技术如封闭式管道输水、渠道输水、渠道膜料防渗衬砌、波涌灌、水平畦田灌以及自动化管理技术也获得迅速发展。
农业高效用水工程规模化
农业高效用水工程规模大，才能实现从水资源的开发、调度、蓄存、输运、田间灌溉到作物的吸收利用，形成一个综合的完整系统，不断提高节水工程标准和质量，不断降低农业高效用水的成本，适应现代农业发展的需求。
农业高效用水设备产业化
将先进的节水技术和设备、成套施工机械、特殊材料和系统软件等形成产业化，强调生产的规模化、工艺操作的规范化和技术产品的标准化，发展名牌产品。
农业高效用水管理制度化
一般认为灌溉节水的潜力50％在管理方面，也只有科学的管理才能使其它节水措施得以顺利实施。节水管理技术是指按流域对地表水、地下水资源进行统一规划、统一管理、统一调配并根据作物的需水规律控制、调配水源，以最大限度地满足作物对水分的需求，实现区域效益最佳的农田水分调控管理技术。
三、节水农业研究的趋势
节水农业的本质是依靠科学技术最大限度地提高农业生产过程中单方水的产出，达到节水致富的目标。发展节水农业，应当探索把“水”同其他农业生产要素有机结合的道路与模式，提高农田水利设施的效益，改变现阶段只重视水的利用率，而忽视租用效益的倾向，把农业真正纳入节水高效的轨道。
节水农业发达的国家和地区的经验是：节水农业走高技术、高投入、高风险、高收益的道路，运用节水灌溉和现代旱作技术，发展优质高效农业。这正是现阶段我国农业急需解决的问题，即：通过发展节水农业，大力调整农业产业结构，启动农业产品生产和市场，走短缺水资源的技术和资金替代的道路。
农业高效用水包括蓄水、输水、灌水、保水、高效用水等多个环节，是涉及到多学科、多种措施的复杂系统。必须探索农业高效用水理论体系，达到同时提高水的利用率和水的生产效率的目的。目前，需要从以下方面拓宽其研究思路，开辟具有广阔应用前景的研究领域。由于干旱缺水，农业灌溉用水需由“丰水高产型灌溉”转向于“节水优产型”的非充分灌溉，其作物需水量的计算也应由过去充分供水时的最大作物需水量转向于胁迫条件下的最佳耗水量计算，相应的灌溉基本理论的研究也由常态试验转向劣态试验；需由单纯的水量在时间上的分配转向根区空间调节的研究，建立适当的“湿润边界”与“控制边界”、“湿润方式”，达到既节水又增产；农业高效用水需要由静态用水转向动态用水的新理论；需要从单一的水量管理转向水量水质联合管理的新理论；需要由微观的农田区域水循环与水平衡转向大区域、流域尺度水平衡与水资源可持续利用的理论；应由单纯的灌溉学科研究转向充分利用以土壤物理学、植物生理学、农业气象学、农田生态学的交叉渗透、形成综合性和交叉性的新领域，同时充分利用系统工程学、预测学、数学仿真技术，实现学科从实践性质向定量科学的转化，建立其相关学科的本质联系，开辟高层次、综合、交叉性的研究领域。
四、节水农业发展的政策环境
现阶段包括节水农业设施产权制度的变革和管护机制的改革、节水农业适度规模经营、农田水利基本设施建设的投融资渠道、水价等在内的软环境对我国节水农业发展的制约是显而易见的，需要探索联产承包土地经营体制下节水农业的运行机制，制定促进节水农业发展的政策和措施。
西北地区农产品生产已经基本摆脱长期短缺的状况，但农业正处于战略性结构转轨时期。中国已加入WTO，农产品市场必然部分开放， 势必影响农业生产的交易成本、技术成本、资源成本和食物生产布局，相应的农产品生产数量和质量、农产品进出口、水资源的交易成本等必然做出相应的调整。面对“绿色壁垒”和农产品价格竞争劣势，在农业缺水的背景下，应及早对农业结构调整和生态环境建设、适宜的农业品价格和贸易策略、适宜的节水农业和水环境保护技术等重大问题进行深入研究。
搞好节水农业，还需要加快节水农业基础设施的产权制度变革和建立切实可行的西北节水农业评价指标体系。建立适合家庭土地联产承包经营的、有利于民办节水农业的投融资政策。节水农业的发展最终目标是把“水”当作与种子、化肥、农机等一样的农业生产来管理，引入与当前土地经营相适应的经营体制。
五、节水农业发展的若干关键技术
我国通过近20多年的努力，在工程节水和农艺、管理节水的技术储备已初步具备，目前的主要任务是进行节水技术优化集成，实现低成本空间扩散。以后发展节水农业的关键是应用现代高新科技和信息技术，提高作物自身的水分转化效率，技术集成和创新应以生物节水为主，结合管理和工程节水技术。
生物技术用于农业节水 目前人们越来越认识到“只有提高作物自身的水分利用效率才有可能取得节水上的新突破”。我们可以通过调整作物类型、品种和种植制度，培育优良抗旱品种，提高农业灌溉和抗旱技术等生物性节水措施，必将低投入高效益地减少干旱造成的损失，增加农业产出。通过调动生物体的生理和基因潜力以增加农业产出的生物性节水是相对于以减少无效耗水的工程性节水而言，二者相辅相成，不可替代。由于工程性节水技术性强、开发程度高、投入大，而生物性节水需要深厚的理论基础，难度大，目前开发程度低，但具有潜力大、低投入高产出、厚积薄发的特点。分子生物学和生物技术的兴起和发展正在揭开这个崭新而诱人的领域，生物性节水的蹊径正在开拓中。抗旱性分子育种与新品种培育、作物生理过程和根—土微生态系的调控、提高作物水分利用效率的灌溉技术和施肥技术、抗旱性制剂的研制和施用等将逐渐形成生物性节水的技术体系。低投入高产出的生物性节水与工程性节水相结合，将成为具有中国西北特色的农业节水之路。
农业管理措施一体化技术 在工程节水技术的基础上发展综合一体化农业管理节水技术，发挥各项农业节水技术的综合优势，达到节水、高产、高效是当前世界各国研究的一个热点。未来的田间农业管理，如灌溉、施肥、农药、除草剂等同时在智能系统控制和引导下，依据农田作物生长状况来判别作物生长是否受到土壤或大气水分亏缺及亏缺程度如何，作物体内养分平衡和土壤养分供应状况，作物病害类型和严重程度，田间杂草的种类和位置等信息，以便使智能控制系统定时、定量、定点使用水分、肥料、农药和除草剂等，可达到明显的节水、增产、降耗目的。美国和以色列的水—肥预测预报技术服务体系，较准确地预报墒情及施肥水平，其氮素利用率达到60％以上，单方水生产率达2.3kg以上。今后，各个学科应联合攻关，使各专业形成有机交叉渗透，在作物对土壤干旱逆境信号感知及其传递，作物水分利用效率和抗旱性的改善与调控，不同农业措施（覆盖、施肥、耕作等）条件下的水、热、肥运动、吸收、转化利用规律，不同作物水分、养分状况分析与土壤水分有效性的自动判别，作物水分—养分—环境—生产力形成的综合模拟模型等方面都需要进行深入、系统的研究。
高效用水的精细灌溉技术 3S技术与信息高速公路相结合，就有可能做到精细地指导农田抗旱和灌溉，空间遥感的大力发展为3S技术的实用化提供了可能。所以，3S技术非常适合应用在农业高效用水技术上，可使农业用水效率有较大幅度的提高，这也是未来的田间农业和农业高效用水技术发展的方向。
目前应重点开展各种精细地面灌溉技术要素优化组合软件开发，环境胁迫下遥感机理和遥感标志研究；遥感和GIS 的集成对作物胁迫作用的诊断理论；作物生长环境和收获产量实际分布的空间差异机理和环境胁迫作用与产量形成的遥感定量关系，信息监测控制与数据采集系统的研制开发等内容的研究，为我国21世纪农业高效用水，乃至农业的可持续发展奠定科技基础。
雨水集蓄利用技术 其实质是通过对降水地表径流的调控，实现雨水资源高效利用的一种水资源开发利用技术，降水地表径流的调控是手段，利用是目的。雨水集蓄利用技术的应用有它一定的适应性，应因地制宜，一般不会对区域水环境的变化带来负效应，在适当区域大面积推广发展集雨灌溉是可行的，有可能发展成为高效农业，甚至精细农业，而且对区域生态环境改善也有促进作用。雨水集蓄利用技术的研究，目前应着重集中在技术的区域适应性、雨水资源潜力及利用模式，技术的标准化、集流与防渗材料，提水与灌溉设备，以及城市雨洪利用技术等方面。
农业高效用水智能决策系统 近十年来，随着信息、通讯技术的发展及硬软件价格的不断下降，信息技术已广泛应用于农业生产的各个领域。在发达国家，信息技术已成为提高农业生产的最有效手段。今后应将专家系统、模拟模型、资源数据库、控制技术、计算机网络等技术有机结合起来，形成适合不同水资源状况的水资源开发调配，农田输水与灌溉方式，农田水分与养分管理的农业高效用水决策支持系统，为农业生产可持续发展服务。
因此，建立农民参与的水管组织，大力进行旱作农业技术体系建设，建立节水种植制度和节水灌溉制度，建立墒情测报与节水农业决策支持系统，进行节水农业综合技术体系建设，实施节水农业高新技术示范工程以及启动节水农业科技创新工程，对关键重大科技问题进行多学科联合攻关研究，解决国内实用技术瓶颈，对于西北发展节水农业都是需要逐步开展的工作。
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