農業用水效率分析論文

導語：農業用水效率分析論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1、提高農業用水效率必要性

1.1用水效率過低，有潛力可挖

我國是世界上13個貧水國之一，同時也是水資源浪費大國。我國農業用水量占總用水量的73.4％(若考慮農村生活用水則占81.7％)。當前我國灌溉用水的利用系數只有0.3—0.4，與發達國家O.7—0.9相比，相差0.4—0.5：農作物水分生產率平均1kg/m3左右，與以色列2.32kg/m3相比，相差一倍以上。從GDP用水效益上來看，美國1990年GDP用水效益為10.3美元/m3，1989年日本為32.4美元/m3，我國1995年用水效益為10.7元/m3，只有美國的1990年1/8，日本1989年的1/25(匯率按1995年1.32美元計算)，說明我國節水潛力很大。

1.2解決16億人口糧食安全的需要

所謂的糧食安全是指“保證任何人在任何地方都得到為了生存和健康所需要的足夠食品”，根據有關糧食安全評價，目前我國糧食安全低于美國、加拿大、澳大利亞和法國，高于俄國、日本、印度和世界平均水平。如果考慮我國龐大的人口群和水土資源供給狀況，未來我國糧食安全水平同現在相比有可能下降。據預測，在2030年左右，我國人口將達到16億高峰，屆時，需要糧食增長到6.4—7.2億噸。為了滿足這種糧食需求，灌溉面積需要發展到9.0億畝，此時，用水量將從現狀的4000億m3增長到6650億m3。從目前我國水資源供需狀況來看，如此大量的農業水資源供給是不可能的，必須通過節水來實現。據估算，如果科學地發展節水農業，到2030年我國灌溉水的利用系數達到0.65，水分生產率達到1.5kg/m3以上，加上10多億畝旱地農業增產的潛力，可以基本滿足我國未來糧食的安全。

1.3生態環境的需要

農業節水與生態環境密切相關。目前，我國的生態環境從整體上來看，還處于不斷惡化階段，因河流斷流而帶來的生態環境問題引入注目。黃河是我們的母親河，由于多年不斷的斷流，有人將之戲稱為“干娘河”。黃河斷流不僅對三角洲生態造成重要影響，而且對全流域生態環境產生極大不利影響。如黃河斷流導致河道淤積萎縮，增加高水位威脅的風險。解決黃河斷流的對策有多種，其中最主要的根本性戰略措施是農業節水，提高農業用水效率。目前黃河流域農業用水占總用水量的92％，大約有4/5灌溉水量是大水漫灌，節水灌溉面積僅2276萬畝，僅占總灌溉面積的20％。另外，西北干旱、半干旱地區降水少，生態環境脆弱，首先應滿足生態用水，當前尚未遵循這一原則，農業用水浪費，過量開荒超載放牧造成沙化面積不斷擴大，沙塵暴增加，需要大面退耕還林還草，耕地減少需要提高單產，因此，只有不斷提高農業用水效率才能有效地解決生態環境用水問題。

1.4工農業發展的需要

1972-1993年，我國工業和城市生活用水量從19.1億立方米增加到1403億立方米，凈增加了1384億立方米。30年來，工業和生活用水基本上引自于農村或灌溉水源地，其中相當一部分是農業節水的支持。在全國范圍出現干旱，農業用水源大量支持工業和城市建設的條件下，糧食總產量由1970年2400億公斤增至1996年4900億公斤，增加了一倍多，這充分地說明了我國農業用水效率的提高，和農業綜合能力的增長，我國在21世紀將成為世界中等發達國家，為了工農業的進一步發展，還要提高工業和農業的用水效率。

2、提高農業用水效率需要變革

2.1轉變水資源供需觀念，由供水管理演變為需水管理

傳統的水資源管理可以統稱為供水管理，其主要的特征是根據工農業用水需求，建立大中型水利工程來實現水資源供需平衡，它為緩解甚至徹底解決水資源供需矛盾發揮了重要作用。隨著水利工程不斷興建，工程難度愈來愈大，成本也不斷增加，而且隨著徑流開發加大，帶來了系列的生態環境問題，水資源供需矛盾也不斷加劇，完全依靠增加工程解決水資源問題已經成為不可能，運用綜合手段緩解水資源供需矛盾成為一種必然。供水管理的最大缺陷是忽略了用水者節水的可能性，它將水資源供需矛盾的解決寄托在水源供給上，其結果是水資源浪費的增加和低效。必須改變供水管理為需水管理。所謂的水資源需水管理就是綜合運用行政的、法律的和經濟的手段來規范水資源開發利用中的人類行為，從而實現對有限水資源優化配置和合理利用，它強調把水資源作為一種稀缺的經濟資源，對水資源的優化利用應著眼于現存的水資源供給，而不是自發的向新的供水能力投資以滿足未來的水的需求。在今后相當長的一段時間內，農業水資源供給量不可能增加，我們必須依靠現在的4000億m3左右水實現農業的可持續發展，通過需水管理是實現這一目標的關鍵所在。

2.2改變單項技術為綜合技術

提高農業用水效率決非一項或幾項工程措施所能實現，而要形成一套節水農業技術體系。首先是充分利用當地水資源，包括降水、地表水、地下水、土壤水和劣質水資源化。在此基礎上引水、調水。在工程措施方面，前兩年給人以誤導，以為節水農業就是噴灌滴灌。現在國家將節水的重點，放在以節水為中心的大中型灌區改造上是正確的，但有的灌區把渠道防滲視為節水的唯一措施，各級渠道防滲到底，不但投資巨大，水的有效利用系數不高，如7級渠道水的利用系數達到O.9，也不過只有0.48，若為0.95也就是0.7。大中型區灌區改造應以骨干渠道防滲、井渠結合，渠系配套和平整土地為節水灌溉的基礎，再加上灌溉技術的改進，提高水的利用率。在農藝措施方面，首先是結合當地自然、資源和經濟條件，進行農業生產結構的調整，推行節水灌溉制度和節水栽培措施，減少農作物蒸發蒸騰，增加產量，提高水的利用效率。在節水管理方面，按流域統一管理地表水和地下水，改革管理體制和機制，建立科學的水價政策。山東桓臺縣是個老井灌區，年降水量550毫米，采取以轉變耗水觀念為突破口，充分利用降水、開發利用土壤水，合理調控地下水，達到采補平衡，農水措施緊密結合實現節水“噸糧縣”。在管理上，建立全縣、鄉、村三級管水體系，加強技術培訓，3年來辦班1035期次培訓班，發放節水明白紙28萬份，受訓25萬人次，使當地水的利用系數達到0.9，水的利用效率達到2.0kg/m3，成為我國農業高效用水的典范。

2.3提高農業用水效率需要多部門聯合

節水農業是一個系統工程，涉及到眾多部門，如農業、水利、科技、氣象、城建、環保、宣傳、計劃和行政等部門，所以，提高用水效率單靠某一部門是難以實現，必須通過有關部門的大力協作來完成。提高農業用水效率就需要農業和水利部門聯合，目前，有關部門缺乏有效的合作機制，各自為戰，難以形成合力發揮最大效益。所以，我們應該(1)設立綜合協調機構，從組織上為部門的聯合創造條件；(2)按項目管理的辦法聯合有關部門組織實施；(3)制訂多部門參與的可行的節水農業規劃，為多部門聯合提供實現的基礎；(4)充分重視發揮地方部門的聯合效益，地方是節水的真正主力，只有充分發揮地方各部門積極性，才能事半功倍。如上所述，桓臺縣組織水利、農業、農家宣傳和鄉、村行政部門聯合共建節水噸糧縣。

十五屆三中全會決定要把推廣節水灌溉當作一項革命措施來抓，即將現代化灌溉帶動農業現代化，如北京發展噴管200萬畝，改變兩年三熟為一年兩熟，小麥玉米可以平播，減少田埂和渠系，擴大了耕地10％-15％，增產增收，促進了農業現代化。但對小麥后期噴灌易倒伏和灌漿不飽滿，需要農業部門聯合，采用矮桿抗倒伏和灌漿效率高的品種及栽培技術，只有農水部門聯合，才能達到節水增產的目的。又如河南唐河縣為砂姜黑土，有水不敢灌溉，因渠水灌了，濕粘干裂，農田灌溉所幫助發展噴管、滴灌種菜，畝產收入8000元，深受群眾歡迎，節水灌溉推動了當地農業的發展。

2.4提高農業用水效率，需要充分發揮農民的節水積極性

提高農業用水效率，離不開農民的參與，一切技術和措施最終通過農民的實踐來實現，農民是節水提高效率的主體，其行為和素質在某種程度上決定節水效率的提高。因此，建立農民參與管理決策的民主管理機制是節水環節不可缺少的重要因素之一。

目前，一種新型的經濟自立灌排區的水管理機制值得關注和探討。它是世界銀行推薦的水管理體制改革的模式，已在我國江蘇、山東、安徽、河南和河北等五省進行了試點，效果較好。所謂的經濟自立灌排區，是指在水利界限清晰、相對獨立的灌排區上建立的旨在逐步減少并最終消除對政府財政依賴、按照市場經濟體制自主經營、獨立核算、經濟上自負盈虧、管理與服務相結合的、強調民眾參與的、非贏利的經濟實體，其主要模式是供水公司+用水者協會。江蘇試點表明，自流灌區可節水量200—300m3/畝(無工程投入)或300500m3／畝(預計有工程投入)，安徽畀史杭灌區1997年試點也表明，基本實現了支渠以下的自我管理、自動維修、自主供水、自發交費、按方結算的有效管理機制，充分調動了農戶參與的管理的積極性，無論是在供水管理、工程管理還是水費計收方面都取得了較好的成績。

2.5提高農業用水效率，需要節水設備和服務產業化

節水效率的提高，要依靠灌溉工具和設備的提高，就要通過節水灌溉的產業化形式來實現。節水灌溉產業化包括節水設備的產業化和服務產業化。

目前，我國生產節水灌溉設備企業已初具規模，但從巨大的需求和產品質量來看，尚處于幼齡期，企業小而分散，產品品種單一，質量得不到保證，由于一些節水灌溉設備不過關，造成不少己建節水灌溉工程不能發揮效益，甚至報廢，生產國產優質的節水灌溉設備，是提高水資源利用效率的重要環節，我們必須將其當作一件大事來抓，從多角度來促進節水灌溉設備的產業化。從國家角度來看，國家采取有利措施，制訂和盡快實施節水灌溉設備產業化計劃，同時加強產品質量監控，規范市場行為；從企業的角度來看，實施創名牌的戰略，有關企業通過強強聯合，在國家有關部門的協調下，組織優勢科技力量，創出一批名牌產品和若干龍頭企業。

節水灌溉服務產業化是節水效率提高的另一重要途徑，也是節水農業發展的必然趨勢。80年代中后期，我國一些地方出現了以噴灌機為手段的服務專業戶，受到農民的歡迎。農民不需購置設備，設備產權明確，由熟練人員操作，設備周轉使用率高，減輕了農民繁重的體力勞動，其運行符合市場經濟規律，在抗旱節水中發揮重要作用。當前，小型水利設施的管理和經營機制正在改革，對小水源，小渠道，小泵站采取服務合作制、拍賣，承包，租賃等改革方式，我們應充分利用灌區改革的機會，促進節水灌溉服務產業化。服務產業化向綜合性的技術轉化，包括發展以科、工、貿相結合，產學研一體化的服份公司，使之具有咨詢、規劃、設計、營銷與培訓相結合為一體的經濟實體，通過多種形式的綜合性的服務，使節水灌溉服務產業化走上健康之路。

3、提高農業用水效率的主要技術途徑

3.1減少無效蒸發

降低無效蒸發是提高農業用水效率的重要技術途徑，具體是減少土壤蒸發和作物奢侈蒸騰。據估算，半干旱區蒸發量占降水量的55—65％，相當于作物總耗水量的1/4—l/2，所以，減少土壤蒸發成為提高農業用水效率的重要途徑。為了減少土壤蒸發，目前比較成熟的技術采用地膜覆蓋和秸稈覆蓋。實踐表明，地膜覆蓋不僅具有增溫保濕、保墑提墑、改善土壤理化性質的作用，而且可以促進種子萌發，促進作物早出苗、出壯苗且早熟高產。地膜覆蓋的作物同不覆蓋相比，一般增產20—50％左右，而且產品的質量也有一定的提高。秸稈覆蓋是一種資源豐富、發展前景廣闊、效益明顯的節水技術，它具有改土培肥、保持水土和增產效果明顯的特點，據有關實驗，砂壤質和中壤質連續覆蓋后，土壤有機質由0.88％、0.94％逐漸增至1.06％和1.17％，農田冬閑期秸稈覆蓋減少土壤蒸發48％，冬小麥夏閑期秸稈覆蓋一般增產10—20％，干旱年份達50％以上，水分利用效率提高0.48—0.85k8/m3。減少奢侈蒸騰在干旱時葉面噴灑黃腐酸可使小麥水分生產率提高15.5％。

3.2調整種植結構，開發培育節水高產品種

由于品種的差異，作物水分利用效率(WUEkg/mm．畝)存在較大的差別，如冬小麥WUE為1.03(山西屯留，1989)、春玉米為1.61(山西屯留，1988)，春谷子為0.75(山西屯留，1989)、春小麥為0.45(內蒙古武川，1989)、馬鈴薯為0.79(內蒙古武川，1987)。有關資料表明，通過調整作物布局，建立適應抗逆型種植制度，一般可使農田整體WUE提高O.150.26kg/m3，增產15-30％。從總的情況來看，玉米等碳4植物比小麥等碳3植物水分利用效率高，根據區域和種植區的實際情況，調整和優化種植結構，對提高農田整體水分利用效率是非常有利的。

值得說明的是，水分利用效率的提高，并不一定意味著經濟效益的提高，在布局調整時，還必須充分考慮市場這只“看不見的手”的調節作用，將水分利用效率和市場有機的結合起來，達到增效增收的目的。

節水高產品種的培育是提高作物產量的重要途徑，培育抗旱增產品種是現代作物育種的一個新方向，也是提高農業用水效率的不可缺的舉措。目前已經初步完成了小麥、水稻、玉米等作物品種染色體基因圖的繪制，使人類按照自己的意愿實現作物基因的重組成為可能。一些品種沒有將抗旱和增產有效地結合起來，出現了抗旱不增產或者增產不抗旱的情況。所以，開發培育節水高產品種，還有一段相當長的路，我們必須利用現代技術，如生物技術、基因工程技術等克隆或者發現抗旱增產基因，為提高水分利用效率作出更大的貢獻。

3.3節水高產施肥、培肥技術

“以肥調水”技術是提高水資源利用效率的重要手段。研究結果表明，作物的產量與溫度、光照、水分、肥料等因素有密切關系，在其他因素不變的條件下，作物的需水量與肥力相互耦合，呈現出規律性變化關系。表l是不同施肥水平作物產量(Y)及水分利用效率(WUE)。

表1不同施肥水平作物產量(Y)及水分利用效率（武川）（公斤/畝，公斤kg/mm·畝）

從表可以看出，在一定的閾值范圍內，作物的產量與肥料水平呈現正相關關系，水分利用效率卻表現出倒U型，最大的WUE值并非出現在超高肥階段，而是出現在高肥區。盡管不同實驗區所得結果略有差異，但所表現出的通過調肥可以獲得較高的WUE結論是一致的。

此實驗給我們的啟示是，通過調節土壤肥力可以獲得較大的WUE。由于在一些地區，特別是干旱或半干旱地區，水分是影響作物生長主導限制因子，因此，可以通過以肥調水，提高農業用水利用效率。各地區應該根據各地的實際情況，尋求以肥調水的最佳方案，在實踐中大力提高水資源利用效率。

3.4大力推進節水灌溉制度

節水灌溉制度是農業高效用水的基礎，它針對農作物的生理特點，通過灌溉和農藝措施，調節土壤水分，對農作物的生長發育實施促、控結合，以獲得最佳經濟產量的灌溉方式。

實踐表明，各種農作物不同發育階段對水分的需求有很大差異，并非全生長期都要求土壤濕潤才能穩產高產。一般而言，在作物營養生長盛期和受粉、受精期需水量較多，而在苗期和營養生長結束，生殖生長開始階段，可以適度水分虧損而不減產。許多旱作物苗期保持較低土壤含水量，可以促進根系深扎，為充分利用土壤水奠定堅實的根基：成熟期為了防止倒伏，保持較低土壤含水量是非常必要的。這是開展節水灌溉的理論基礎。此外，節水灌溉具有投入低、見效快、適合我國國情的特點。

以冬麥為例，如冬前生長旺盛，分蘗已達到產量要求的成穗數，則在春季返青的拔節前期不應灌水，以抑止無效分蘗，減少水分和養分的無效消耗。中國農業科學院農田灌溉所在山西夏縣的試驗結果表明，冬小麥澆3水(127m3／畝)處理，畝產256.41kg，澆5水(220m3/畝)處理，畝處理272.4kg，僅低5.9%，但節水93m3/畝，水分利用效率提高O.24-O.28kg/m3。河北省的試驗也說明了類似規律，過去小麥要灌水5～7次，實施節水灌溉以后，現在僅灌2～3次，產量有增無減。近年來許多地方水稻栽培實行“淺濕曬”的灌溉方式，或“控制灌溉”方式，都達到高產省水效果，證明科學的節水灌溉制度是高效用水的基礎。

3.5積極發展研究農業節水高新技術

節水農業的發展和效益的提高最終依靠科學進步來實現，特別是高新技術，它代表了節水農業發展方向，是中國農業能夠在21世紀跨入世界前列的重要支撐力之一。它包括分子生物學技術、信息技術、精準農業技術、化學節水技術、新材料技術、自動化管理技術、灌溉新技術以及低水耗高產農業的綜合技術等以化學節水中黃腐酸(FA)為例，它是一種理想的抗旱劑，它以黃腐酸為主要原料，并配以植物所需的30多種元素生產出的旱地龍，已經在全國推廣1000多萬畝，使用此產品可使作物增產10-15％，節水20-30%，投入產出比為1：15，經濟作物則達1：20以上。依靠科技進步，減少農田蒸發和作物奢侈蒸騰及增加產量，提高農業用水效率是我們長遠的奮斗目標。

4、結束語

提高農業用水效率是關系到21世紀中國人能否養活、養好16億人口的重大問題，我們必須站在戰略和政治高度處理這個問題。我們的目標是利用農業4000億立方米左右的水，生產出16億人口所需要的富裕的餐桌食物，為了實現這個宏偉的目標，掀起一場提高農業用水效率的革命勢在必行。