联合国环境与发展大会通过的《21世纪议程》强调：“水是一种有限的资源,不仅为维持地球上的一切生命所必需,而且对一切社会经济部门都具有生死攸关的重要意义”。随着世界性水资源、能源的日趋紧张,采用节水、节能的灌水方法已成为全世界灌溉技术发展的总趋势,推广节水灌溉也已成为世界各国为缓解水资源危机和实现农业现代化的必然选择。
1 国外节水灌溉技术发展现状
发达国家节水灌溉技术的基本特点是高技术、高投入和管理现代化,高效益则是维系节水灌溉能否持续发展的基础。
1.1 喷灌技术
自20世纪60年代“红火”以来,喷灌技术一直被作为机械化大面积解决灌溉问题的最主要技术。随着这项技术在生产中的广泛应用和各类喷灌机在技术、经济、适应性等多方面的考核,目前世界上已趋于将软管卷盘式自动喷灌机、平移式自动喷灌机及人工移管式喷灌机作为受欢迎的三大类机型大面积推广。
近年来喷灌技术又在喷洒农药、降低能耗、施水方式等多用途利用方面取得了很大突破。如美国林赛公司在平移式喷灌机上对喷头装置和喷洒方式进行了改进,水量损失大大减少,水的利用率可提高到0.9以上。法国等国在提高软管卷盘式的能量利用率上作了不少工作,使驱动旋转和过流损失减少了很多,很大程度上改善了这种机型耗能较多的“先天不足”弊病。在综合利用机型上,英国、美国等国将平移式喷灌机作为田间的综合作业机械,将所有的作物种植环节以此一机包办,其不仅可完成作物的所有老观念种植环节的耕、耙、播、收等,还可以完成其它许多新作业项目。
1.2 微灌技术
20世纪80年代发展起来的微灌技术,近10余年来有了很大的进步,随着设施农业的发展,微灌技术和设备更是如虎添翼,已趋于完善的地步。
微灌技术的发展最有典型性的应首推以色列,除了大田作物很少应用外,他们几乎将微灌技术应用到有作物的各处,包括林园、阳台、花园,甚至于室内装饰植物。近几年微灌设备有很大突破,80年代仅灌水器(滴头、微喷头等)有100余种,现在逐步淘汰,形式变少,品种系列化。滴灌多采用滴灌带。微喷头多采用旋转与折射相结合的形式,使出水孔口相对变大不易堵塞；射程相对增加使喷灌强度变小,均匀度提高；水滴直径绝大多数为细小水滴而不是雾状使能耗大大减少。
1.3 渠道防渗工程技术
世界各国如美国、日本、印度、前苏联、巴基斯坦、伊朗、加拿大等,由于渠道渗漏损失的水量很大,均非常重视并积极开展渠道防渗工程研究和建设工作。这些国家渠道防渗工程建设发展快、技术水平高、节水效果显著。如美国把渠道防渗作为水利工程挖潜措施之一,早在1946年就开始研究,到1990年美国共建防渗渠道9656km。目前已形成统一的设计和施工技术标准,施工机械化程度高,工程质量好。防渗材料多采用混凝土,约1/3采用压实土防渗,塑膜等新型材料目前正在发展推广中。日本也十分重视渠道防渗,现有干、支渠道已经全部防渗,田间渠道也基本防渗,它们大量使用工厂化生产的钢筋混凝土预制构件,现场施工以机械施工为主,渠道防渗工程标准高、质量好。
1.4 管道输水灌溉技术
管道输水灌溉技术在国外发展较早。目前,世界发达国家的管道输水灌溉技术应用十分广泛,甚至有逐步代替田间地面渠道灌溉系统的趋势。美国到1984年管道输水灌溉面积已发展到9648万亩,占全美国地面灌溉面积的46.9%。苏联用地下管道代替明渠的发展速度已超过防渗渠道,到1984年,地埋管道系统已占总灌溉渠系统的63%,管道总长21.8万km。以色列、英国、瑞典有90%以上的灌溉土地实现了管道输水。日本已经由部分管道输水向多级组合的完整的管道系统发展,且管网的自动化、半自动化给水控制设备较完善。其它如罗马尼亚、保加利亚等国家,管道输水灌溉技术发展也都比较快。
1.5 地下灌溉
近10余年来,世界上兴起了研究新型地下灌溉热潮,地下灌溉不仅在机理上、技术上、经济上而且在生态环境保护上、水资源保护上都被认为是最有发展前途的节水灌溉技术。这种技术主要用在草地、果园、棉田、小麦、玉米、蔬菜、花卉等作物上。地下灌溉在意大利、美国、德国、法国、日本、俄罗斯及我国等研究较多,发展较快,面积在稳定增加。
2 国外节水灌溉发展趋势
2.1 当今世界水为农业服务的关系非常明确,节水灌溉已成为农业现代化的主要标志,有效保护利用淡水资源,合理开发新的灌溉水源已成为农业持续发展的关键。
2.2 生态农业、有机农业、设施农业、立体农业等高效节水农业模式和先进节水灌溉技术特别是营养液喷、微灌、地下灌、膜下灌等大有发展潜力。
2.3 喷灌技术进一步向节能节水及综合利用项目方向发展。从综合条件考虑,在各类喷灌机中,平移(包括中心支轴)式全自动喷灌机、软管卷盘式自动喷灌机及人工移管式喷灌机等是推广重点。
2.4 世界各国非常重视从育种的角度高效节水,一是选择不同品种的节水的作物；二是培育新的节水品种。
2.5 地下灌溉已被世人公认为是一种最有发展前途的高效节水灌溉技术,尽管目前还存在一些问题,使应用推广的速度较慢,但科技含量愈来愈高,许多理论实践问题会逐渐得到解决。
2.6 地面灌溉仍是当今世界占主要地位的灌水技术,输配水向低压管道化发展；田间灌水探索节水技术较多,如激光平地、波涌灌溉等；在管理上采用计算机联网控制,精确灌水,达到时、空、量、质上恰到好处的满足作物不同生育期的需水；在田间规划上,由于土地平整度高,多以长沟、长畦、大流量进行田间灌水。
2.7 增墒保水机械化旱地农业大有发展前途,如保护性带状耕作技术、轮作休闲技术、覆盖化学剂保水技术、深松深翻技术等。
