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美國加州農業(yè)節水灌溉及其啟示
摘要： 加州農業(yè)發(fā)達而水資源相對貧乏，為解決這一矛盾，加州采取了各種節水工程技術(shù)措施，可以說(shuō)世界先進(jìn)節水灌溉技術(shù)在加州都得到了較好應用。以下就加州節水灌溉的一些主要措施作一介紹。
關(guān)鍵詞： 美國加州 農業(yè) 節水灌溉
1 美國加州節水灌溉的主要技術(shù)措施
加州農業(yè)發(fā)達而水資源相對貧乏，為解決這一矛盾，加州采取了各種節水工程技術(shù)措施，可以說(shuō)世界先進(jìn)節水灌溉技術(shù)在加州都得到了較好應用。以下就加州節水灌溉的一些主要措施作一介紹。
1.1 地面灌水技術(shù)
地面灌水技術(shù)在美國農業(yè)灌溉中占主導地位，60%以上的農業(yè)灌溉采用這種灌水技術(shù)，其方法主要有溝灌、畦灌。美國的溝灌與畦灌是經(jīng)過(guò)技術(shù)改良的，它融合著(zhù)現代最新技術(shù)成果與科研成就，所以傳統的灌溉方法在美國仍然具有較高的科技含量。
(1)溝灌。溝灌是美國地面灌溉的主體，約占地面灌溉的70%以上，主要應用于果樹(shù)和棉花、花生、蔬菜等行棵型種植作物。對果樹(shù)而言，根據行距的不同，一般兩行果樹(shù)之間開(kāi)3～5個(gè)灌水溝，大田作物則根據其種植特點(diǎn)布置灌水溝。與溝灌相配套的灌水器材主要有：①多口門(mén)給水栓，這種給水栓露出地面30～40 cm，給水栓周?chē)鶆蛟O置若干個(gè)小閘門(mén)出水口，每個(gè)出水口出水量不大，分別對應一個(gè)灌水溝，這種給水栓最多設有8個(gè)口門(mén)，同時(shí)可給8條灌水溝灌水。②多出口輸水管，這種管多是鋁合金管，在鋁合金管上與灌水溝的間距對等布設小閘門(mén)，每個(gè)小閘門(mén)對應一個(gè)灌水溝，灌溉時(shí)可根據供水量或需要，開(kāi)啟一個(gè)或多個(gè)口門(mén)進(jìn)行灌溉，亦可進(jìn)行輪灌。這種管屬地面移動(dòng)管，作物耕種時(shí)收起來(lái)，種植完后將管擺放在地頭，直至收割期。③虹吸管，這種管就是普遍的橡膠管或軟塑料管。水是通過(guò)防滲渠道送到田間，通過(guò)節制閘將水位提高，使水位高出田面，利用虹吸原理，一溝一管將水送到田間。④脈沖溝灌發(fā)生器。水流通過(guò)管道時(shí)，脈沖發(fā)生器根據指令，左右放水，水流流量一般較大，在灌水溝中快速向前推進(jìn)，間隔一段時(shí)間后，再進(jìn)行第二次、第三次沖灌，直至達到灌水要求，利用這一技術(shù)較常規溝灌可節水25%～30%，畦長(cháng)也可增加。⑤尾水利用技術(shù)，由于流量較大時(shí)，溝灌水流向前推進(jìn)的速度很快，短時(shí)間內就可灌到地頭，而這時(shí)田間灌水量還沒(méi)達到灌水要求，為此要持續一段時(shí)間，這樣水就會(huì )源源不斷從地頭流出，為利用這些尾水，美國因此而采取尾水回收利用技術(shù)，就是在地頭挖一集水溝，把尾水收集起來(lái)，利用低揚程泵重新將水送進(jìn)管道，循環(huán)利用。
(2)畦灌。在美國畦灌主要應用于大田密植作物如小麥等，畦寬度10 m左右，畦長(cháng)200 m左右，灌溉時(shí)采取大流量快速推進(jìn)方式，每一畦配套一個(gè)給水栓，一次灌一畦，畦田規格根據農場(chǎng)、作物、水源情況確定，同時(shí)畦田都經(jīng)過(guò)嚴格的激光平整。因此，美國的畦灌還是相當省水的。這種灌水方式，主要分布在水源相對豐富的河流兩岸，或地下水豐富的地區。
美國的地面灌水技術(shù)無(wú)論是溝灌或畦灌，其田間大部分都是采用管道輸水，水通過(guò)管道直送溝、畦，即使在自流灌區也是如此，因此，輸水過(guò)程的水損失相當少。田間通過(guò)激光平整、脈沖灌水、尾水回收利用等技術(shù)，灌水均勻度很高，水流均勻入滲，從而提高灌水效率。輸水防滲、田間改造加之相應的配套設備，構成美國地面灌溉節水的三個(gè)核心內容。
1.2 噴灌
美國的噴灌形式多種多樣，時(shí)針式、滾移式、平移式、卷盤(pán)式、支架式都有。支架式從微噴、小噴灌到噴灌呈系列化。滾移式、時(shí)針式、平移式、卷盤(pán)式與世界各地的形式?jīng)]有大的區別，使用范圍上有所側重，草皮養植場(chǎng)以平移式為主，大田作物則多用時(shí)針式、平移式或卷盤(pán)式。
支架式噴灌即固定式或半固定式噴灌，固定式噴灌與我們常說(shuō)的概念一致，就是常年不動(dòng)，從支架到噴頭常年放置野外，這種固定式與相應的耕作機構相配套，不會(huì )對耕作造成影響。在畦灌支撐桿與輸水管道的聯(lián)接上，以及噴頭管材、管件設計上，美國都有獨到之處。半固定式與我們習慣概念不完全一樣，準確的稱(chēng)謂應為“季節性固定噴灌”。就是耕種時(shí)收起來(lái)，耕種結束后再放置到田間，直到收割期。小噴灌在美國隨處可見(jiàn)，主要用于低矮密植作物，如蔬菜、草莓等。小噴灌是介于微灌和噴灌之間的一種形式，投資省、適用性強。微灌在美國主要用于果樹(shù)和環(huán)境綠化。
1.3 滴灌
滴灌也是美國應用較多的一種節水灌溉技術(shù)，主要應用于葡萄。葡萄園采用的都是滴灌技術(shù)，滴灌可提高葡萄產(chǎn)量、改善葡萄品質(zhì)，從而進(jìn)一步提高葡萄酒的品質(zhì)， 所以滴灌技術(shù)倍受農場(chǎng)主和葡萄酒商的青睞。針對滴灌技術(shù)易堵塞的弱點(diǎn)，美國對水質(zhì)過(guò)濾處理極其嚴格，一般采取3～4級過(guò)濾。壓力可補償式滴頭的研制與應用是滴灌在美國能得以快速發(fā)展的一個(gè)主要原因。
1.4 浸潤灌溉
在我國稱(chēng)這項技術(shù)為小管出流灌溉，早在1993年山東省新泰市在北京農業(yè)大學(xué)劉嬰谷教授指導下，率先在全國進(jìn)行研究與試點(diǎn)工作，發(fā)展面積達1 333萬(wàn)hm2以上。但是由于受灌溉質(zhì)量所限，這項技術(shù)發(fā)展速度不快。美國同樣如此，但其具有雄厚經(jīng)濟實(shí)力，使其在浸潤材料研制與應用上，有長(cháng)足發(fā)展，因而使這一技術(shù)展現了較好前景。
2 幾點(diǎn)啟示
(1)總體上看，美國農業(yè)灌溉的節水主要是針對輸水、灌水、田間三個(gè)環(huán)節，地面灌溉特別強調通過(guò)提高田間入滲均勻度，實(shí)現節水，同時(shí)做到輸水管道化。美國從60年代發(fā)展管道輸水灌溉，我國80年代初期開(kāi)始，目前僅山東省管道灌溉面積達173萬(wàn)hm2以上。長(cháng)期以來(lái)，我國田間改造推行長(cháng)畦改短畦，寬畦改窄畦。在經(jīng)濟條件較好的地方，自80年代以來(lái)大力發(fā)展噴灌、微灌技術(shù)，還結合自身特點(diǎn)強化渠道防滲，并不斷完善有關(guān)政策，以實(shí)現節水灌溉的硬措施與軟措施的有機結合。
(2)必須下大力氣提高農業(yè)灌溉的科技含量。我國的灌溉水平與美國相比還有相當大的差距，比如地面平整，美國用激光控制平整，而且一茬作物一平整，而我國用目測，好一點(diǎn)的用水準儀控制平整，且多年不整一次。再如灌溉適宜時(shí)間的選擇，我國大多憑經(jīng)驗，而美國是通過(guò)精密儀器選擇灌水時(shí)機，張力計、葉面濕度測定儀等被廣泛采用。近幾年，美國將原本用于軍事的測量系統，稱(chēng)之為T(mén)DR技術(shù)，應用于墑情測報，效果非常好。另外還有一些農場(chǎng)主通過(guò)微機中心進(jìn)行操作，幾百英畝的農場(chǎng)灌溉，在一間屋里就可控制完成。
(3)節水灌溉技術(shù)的發(fā)展取決于國家的政策。美國對農業(yè)采取強有力的保護政策，聯(lián)邦以及州政府都盡可能降低農業(yè)生產(chǎn)成本，比如水價(jià)，美國主體水利工程，諸如水庫、主干渠道等的投入都由政府承擔，且工程建成后，不計入水成本，所以加州雖然水資源短缺，但農業(yè)水價(jià)并不高。電費也是如此，農業(yè)用電每千瓦時(shí)只有0.08美元左右(合人民幣0.7元)，而我國目前的農業(yè)用電也不低于這個(gè)水平，有的還要高出這個(gè)水平，達到1元以上，這對于并不富裕的農民來(lái)說(shuō)負擔確實(shí)太重了，對發(fā)展噴灌、微灌等高新技術(shù)構成瓶頸制約。因
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