微灌技术在现代化进程和节水农业中的地位与发展战略建议

1、微灌技术在现代化进程和节水农业中的地位与发展战略建议 (摘要李光永(中国农业大学水利与土木工程学院,北京 1000831、微灌在节水农业与现代化建设中的地位与作用(1 微灌技术是一种最为节水的精细灌溉技术,这是众所周知的。 微灌能 够有效地控制每一株植物的灌水量,微灌技术是灌溉水利用率可达 90%以上, 微灌自动化灌水程度高, 田间管理工作量少; 微灌可改善作物生长环境, 提高产 量,改善品质。(2 微灌是一种环境友好的灌水技术。 微灌不仅可以提高肥料和农药的使 用效率, 减少化学物质的施用量, 有效防止地下水污染, 同时还可以利用污水 (地 下滴灌 或微咸水灌溉, 并且微灌在防止沙漠化、 生

2、态改良等方面也具有重要的 作用。微灌技术在减少农田污染、沙漠化治理、荒漠绿洲农业、改善西部生态环 境、水土保持等方面也将发挥巨大的作用。(3 微灌更是是现代农业的重要组成部分。 微灌是一种集机械化、自动化 灌溉有机结合起来的现代农业技术,是促进区域农村经济发展,增加农民收入、 加快农业现代化步伐的重大技术之一。 微灌技术的发展符合中央的、 国家的宏观 经济、宏观决策、政治稳定。2、国际微灌发展态势(1近二十年,微灌面积平均每年都以 33%的速度增长,发展中国家的微灌 发展速度惊人。 从 1981年开始至今, 全世界微灌面积目前已达 3,767,154公顷, 以色列、约旦、塞浦路斯、南非、西班牙

3、、澳大利亚、法国美国(5%等国微灌 面积占灌溉面积比例超过 5%。美国微灌面积已达 1,050,000公顷,占世界总微 灌面积的 27.9%。印度近十年间微灌面积增加了 372%。(2地下滴灌技术日趋成熟,已成为研究热点之一。 加利福尼亚州大学灌溉 技术中心主任 David F.Zoldoske予言:灌溉的未来将是地下滴灌!地下滴灌有 着其它灌水方法无可比拟的优点, 如基本没有地表蒸发, 灌水利用率高, 更为重 要的是而可利用生活污水灌溉和没有地表大田滴灌每年的滴灌带回收和铺设问 题。美国从 80年代后期,开始研究和与推广地下滴灌,对地下滴灌理论、技术 和管理等进行了深入的研究,目前已成为世界

4、地下滴灌面积最大的国家,达 150万亩。(3微灌理论研究更注重田间灌溉管理理论基础和对环境的友好性研究。 微 灌条件下作物 -水 -肥 (药 -土壤 -关系模型、 微灌灌水器的抗堵塞机理与田间运 行方式、 各种作物对微灌技术的适应性、 经济性田间评价、 微灌技术标准与经济水平、生产效率的适应性研究等已成为研究重点。(4与本国经济水平相适应的微灌设备及自动化设备的研制开发成为各国 开发的重点。(5注重研究的连续性与长期性。 从 1972年, 美国便开始了一项个庞大的微 灌研究项目(W128项目 ,一直持续到今。最近一期五年计划,来自 15个州的 大学、研究所、推广站、农业部的几百位科学家参与了研

5、究;以色列 70年代便 开始了确定微灌主要作物最优灌溉制度的研究,进行了 250多项灌溉试验。美、 以、 加、 澳等国通过长期得试验研究, 已提出了各自的阶段性的微灌规划设计与 田间管理技术指标和措施。3、我国微灌的总体水平与差距微灌技术受到广泛重视, 应用日益普及。 形成了长江以南以温室大棚微灌为 主,果树微灌为辅,山东、东北、华北温室大棚蔬菜、果树微灌并进,西北以棉 花、果树为主,其次为荒山和道路绿化、荒漠化治理的大局面。全国微灌面积已 达 400万亩。微灌产品门类和系列基本配套, 形成了灌水器、 管材与管件、 净化过滤设备、 施肥设备、控制及安全装置等五大类微灌设备,基本可满足各类用户(

6、林果、温 室大棚、大田、道路绿化、荒山绿化、园林草坪的需要,质量也得到了较大幅 度的提高。但是我国微灌技术的发展还不容乐观,微灌面积占总灌溉面积比例仅为 0.5%。已落后于与我国在水资源、人口、土地面积、经济发展水平等方面相类似 的印度, 与我国节水灌溉发展和农村经济结构调整的要求不相适应。 问题主要表 现在以下几方面:(1认识 -对微灌在我国农业现代化进程和西部开发与改善生态环境中的 作用和地位缺乏必要的认识。(2技术 -对指导微灌健康发展的应用基础理论研究不够,对适宜我国国 情的微灌技术形式和体系、不同微灌形式的适宜范围和条件缺乏深入的研究。 (3设备 -微灌设备关键技术均为受到各国企业专

7、利保护或保密,我国微 灌企业创新能力严重不足,对技术诀窍缺乏必要的研究,还基本处于仿制阶段; 设备品种门类、 规格系列不全, 质量检测体系和标准体系不完善; 世界几个最著 名的企业均已在或即将在我国建立工厂,我国微灌企业将面临着前所未有的危 机。(4制度 -现行政策不适应微灌的健康发展,没有形成适宜微灌发展的管 理和推广技术体系。4、微灌技术发展战略与未来发展的重点领域微灌技术是集现代农业、 高分子材料与加工、 精密机械制造、 自动化等技术 于一体的高科技技术。战略上, 全面认识微灌在节水农业与农业现代化建设和提高农民收入中的地 位与作用, 建立微灌全面持续发展的指导思想, 加强微灌技术基础研

8、究, 增强研 发创新能力。 制定一些鼓励发展微灌的国家政策, 建全和完善技术推广服务体系, 建立完善的标准化体系与质量监督体系。近 5-10年微灌技术研究与技术创新重点领域:(1微灌基础理论研究微灌作物 -土壤 -水分 -养分关系不同作物不同地区微灌的生产效率及最优水分养分管理实践地下滴灌技术应用基础及关键技术(如堵塞、苗期灌溉、埋深、盐分积 累与淋洗、灌溉施肥制度、流量变化、滴头和滴灌带间距、鼠害、系统 运行管理等技术微灌灌水器流道水力学与抗堵塞机理(2微灌设备研制开发。 两个主攻方向:传统微灌系统设备的完善与改进。其目的是追踪世界先进水平。自动控制系统 (控制网络、控制器、自动阀、施肥设备

9、, 田间信息 采集 开发全自动过滤器组压力补偿灌水器单元调压设备产品系列规格完善(如灌水器系列、压力调节器系列、注肥装置系 列等滴灌管(带挤出生产线机电一体化与精密模具加工开发研制一次性更加廉价的微灌设备,使系统设备亩投资由目前的 400元以上(一次性滴灌带构成的系统降低到百元左右或甚至更低。其目 的是创制适合我国国情的微灌技术。在不降低 (或略降低 微灌系统水力性能的前提下, 通过材料创新、 配套创新、技术创新,使“贵族化、奢侈化”的微灌技术“平民化、廉 价化” 。 如低水头超薄壁滴灌系统, 温室大棚小直径或超薄壁滴灌管带 系统等。【作者简历】李光永,男, 1963年 9月生,山西平遥人。

10、1983年 7月毕业于太原工学 院农田水利工程专业,获学士学位。 1995年 9月毕业于中国农业大学农业水土 工程专业, 获博士学位。 1983.9-1995.9在山西省水科所从事节水灌溉技术研究、 规划设计和推广工作, 1993.12-1994.4在澳大利亚维多利亚州持续农业灌溉研究所从事调亏灌溉技术合作研究, 1998.5-1999.5 在以色列农业研究组织从事节 水农业合作研究。 现任中国农业大学水利与土木工程学院水利系主任、 中国以色 列国际农业培训中心副主任、农业水土工程学科教授、博士生导师。任中国水利学会农田水利专业委员会微灌工作组副组长、 中国水利企业协会 灌排设备分会副理事长、

11、 国家节水灌溉 (石河子 工程技术研究中心技术委员会 委员、 辽宁水利科学研究院客座教授、 中国农业工程学会农业水土工程专业委员 会委员, 现为美国灌溉协会 (IA会员, 美国农业工程师学会 (ASAE会员。 曾任中 国水利学会农田水利专业委员第三届微灌学组副组长, 第四届微灌学组常务副组 长。自 1983年以来一直从事喷微灌技术的研究工作,熟悉国内外喷微灌技术研 究的新进展, 在喷微灌系统规划设计、 喷微灌设备、 喷微灌水力学及灌溉管理等 方面进行了较系统的研究,并取得了较丰富的成果, 95年以来先后主持的项目 有国家自然科学基金项目滴灌土壤水三维运动机制及其高效调控系统模式 、 滴灌条件下

12、水盐运移特性与高效调控技术研究 、 紊流滴头设计理论与抗堵塞 滴头设计 等 3项, 国家重大科技专项课题 温室微灌系统关键设备及产品研制 与产业化开发 、 大田微灌系统关键设备及产品研制与产业化开发 子课题 压 力补偿滴头研制开发 等 2项, 国家 863计划项目 喷微灌设备研制 子课题 全 自动过滤器与压力调节器研制 1项, 国家十五攻关项目 温室智能化环境控制 子课题灌溉施肥一体化设备开发 1项,山西省九五攻关项目地下滴灌系统 研究 1项,国际合作项目利用重力滴灌技术提高果园水利用率的示范研究 、 利用现代灌溉和果树管理技术提高华北平原水利用率和水果生产率示范研究 等 2项。完成的成果先后获 2003年山西省政府科技进步二等奖、 1998年农业部 科技进步二等奖、 2001年北京市政府教育成果二等奖、 2003年中国农科院科技 成果一等奖、 2000年校优秀成果奖、 2000年校教改成