在我國(guó)农业生产中，水资源紧缺问题越来越突出。我國(guó)现有(yǒu)耕地中灌溉面积9.25亿亩、旱作近10亿亩，年灌溉用(yòng)水3600亿方、缺口300亿方，每年受灾面积高达4~5亿亩、损失粮食600亿斤。以國(guó)产卷盘式喷灌机為(wèi)代表的节水灌溉设备成為(wèi)实现水资源高效利用(yòng)，化解地下水超采危机，降低农业劳动成本，保证我國(guó)农业可(kě)持续发展的战略选择。

生态恶化，粗放型灌溉模式必须要改/界20%的人口，我们不得不提高耕地复种指数，甚至在生态脆弱地區(qū)垦荒种地，这对水资源需求量很(hěn)大。”日前，全國(guó)农技中心节水处处長(cháng)高祥照在第三届中國(guó)农机手大赛“节水灌溉讲堂”上讲到。我國(guó)每年用(yòng)水5800亿方，其中农业用(yòng)水3600亿方，占62%。但我國(guó)水资源仅占世界的6%，年缺口300亿方，每年受灾面积高达4~5亿亩、损失粮食600亿斤。

虽然，我國(guó)于上世纪90年代就开始推广节水灌溉，但以“小(xiǎo)白龙”為(wèi)主，农民(mín)拉着水管在地里浇水。这种灌溉模式仍然属于粗放型大水漫灌，浪费很(hěn)严重而且效率很(hěn)低，3个人1天才灌七八亩地，新(xīn)疆500亩的棉花(huā)地要14个人灌半个月。水利条件稍好的地方有(yǒu)沟渠灌溉，但由于蒸发量大，水资源利用(yòng)率依然很(hěn)低。此外，沟渠的修建，占用(yòng)了约14%的耕地，又(yòu)造成了耕地资源的浪费。

不仅如此，粗放型农田灌溉模式还是我國(guó)农业生产“肥多(duō)、药多(duō)、膜多(duō)、投入多(duō)”的主因之一。以施肥為(wèi)例，传统的犁地翻土施撒固體(tǐ)肥料，化肥实际利用(yòng)率仅為(wèi)20%。比如最常见的氮肥尿素，极易溶于水。据一项调查显示，如果在施肥后灌溉，作物(wù)对尿素的实际吸收率一般维持在15%左右。由于化肥使用(yòng)率低，农民(mín)不得不增加化肥使用(yòng)量，对土壤、水资源造成了严重污染。

近年来，通过发展集雨灌溉、地膜覆盖作业，我國(guó)西北年均降水量300毫米左右的旱作农业區(qū)曾创下了玉米亩产达1500斤的农业奇迹。但那里属于本不应该发展农业的生态脆弱區(qū)，耕种会破坏沙质土壤表面的保护壳、降低土壤蓄水能(néng)力，成為(wèi)我國(guó)北方沙尘暴源头之一。所以，应当在中东部地區(qū)大力发展节水灌溉，提高水资源利用(yòng)率和粮食总产量，在生态脆弱區(qū)退耕还林保持我國(guó)生态环境的平衡。

“在生态约束趋紧的情况下，大力推行节水灌溉已经刻不容缓。”高祥照说，而且节水本身不仅是省水，更能(néng)省肥省药，是推进化肥、农药使用(yòng)量零增長(cháng)行动的关键途径。

立足國(guó)情，推广节水灌溉机械要因地制宜

為(wèi)发展节水灌溉，國(guó)家于2012年开始大力推广大型喷灌机。这是一种广泛应用(yòng)于欧美國(guó)家的先进节水灌溉机械，一次性灌溉面积可(kě)达上千亩，既节水又(yòu)高效。

江苏华源节水股份有(yǒu)限公司总经理(lǐ)邱志(zhì)鹏介绍说，大型喷灌机要求单口机井出水量在60吨以上，欧美國(guó)家水资源相对丰富没有(yǒu)问题。而我國(guó)地下水资源如此充沛的地區(qū)却不多(duō)，在中西部地區(qū)出水量太小(xiǎo)根本无法运转。

大型喷灌机还对地块有(yǒu)要求，需要土地规模连片，不能(néng)有(yǒu)沟、不能(néng)有(yǒu)渠、不能(néng)有(yǒu)树、不能(néng)有(yǒu)電(diàn)線(xiàn)杆，不然就转不了。一台大型喷灌机效率最高的时候要达到500亩以上才能(néng)产生效益，否则就不划算。在目前我國(guó)农业生产经营分(fēn)散的情况下，它也是不大适用(yòng)的。因此，在我國(guó)大部分(fēn)地區(qū)，體(tǐ)型庞大、单次灌溉面积大的大型喷灌机难以“施展拳脚”。

同时，我國(guó)也从以色列引进了微型滴灌技术和设备。以色列國(guó)土面积狭小(xiǎo)、极為(wèi)缺水，设施农业发达、大田农业很(hěn)少。与之截然相反，我國(guó)以大田农业居多(duō)、设施农业较少。“滴灌节水效率很(hěn)高，适合在设施农业园區(qū)推广，要在大田农业生产中推广成本太高，农民(mín)难以接受。”邱志(zhì)鹏说。

“因此，我國(guó)发展节水灌溉，绝对不可(kě)能(néng)完全照搬某一國(guó)家的模式，一定要根据國(guó)情进行自主创新(xīn)。”邱志(zhì)鹏说，我國(guó)各地區(qū)自然环境差异大，要根据各地自然环境特点因地制宜地选择灌溉设备，所以我國(guó)一定是多(duō)种灌溉模式并存。

机艺融合，将水肥一體(tǐ)化与喷灌机结合使用(yòng)

“我國(guó)大田农业為(wèi)主、规模化程度不高的农情，决定了中型喷灌机是节水灌溉适用(yòng)机械。”邱志(zhì)鹏说，中型卷盘式喷灌机机动灵活、自动化程度高、投资低，适合大中小(xiǎo)不同规模作物(wù)的规模化作业，是适用(yòng)性较广的节水灌溉设备之一。

传统國(guó)产卷盘式喷灌机，采用(yòng)國(guó)外上世纪80年代技术，存在传动级数多(duō)、驱动单元效率低和机械式速度控制偏差大的问题，致使设备能(néng)耗高、灌溉均匀度低。

“对此，我们进行了四处关键技术创新(xīn)，解决了传统卷盘式喷灌机存在的问题。”邱志(zhì)鹏介绍，一是研发太阳能(néng)供電(diàn)的直流電(diàn)机直接驱动变速箱，入机压力降低10%、耗能(néng)低；二是采用(yòng)蜗轮蜗杆+直齿圆柱齿轮的传动组合，传动效率提高20%，體(tǐ)积减小(xiǎo)10%；三是建立了卷盘综合参数传感与速度控制技术，速度偏差由國(guó)内普遍存在的20%降低到5%左右，灌溉均匀度超出國(guó)家标准；四是建立灌水量-移动速度决策方法，操作简单，只需输入灌水量，即可(kě)自行运行。该设备单条作业、机动灵活，可(kě)以有(yǒu)效应对地面坑渠，地块腹宽70米、長(cháng)度10米即可(kě)作业。同时，可(kě)根据地块長(cháng)度延伸作业，不受限制。只需3吨水就可(kě)以作业，也更加符合我國(guó)缺水的实际。

这种光伏電(diàn)驱动卷盘式喷灌机节水喷灌效果比大田漫灌节省30%以上，自动化程度较高，一台机器就可(kě)以作业200亩地，一个人能(néng)控制4台左右。“不少种粮大户和农机合作社已经认识到科(kē)學(xué)灌溉对于增产增收的作用(yòng)，而且还能(néng)成為(wèi)一项新(xīn)的农机作业服務(wù)内容，农民(mín)自行采購(gòu)设备增多(duō)，慢慢扭转灌溉机械对政府水利项目过度依赖局面。”农业部农机推广总站总工程师徐振新(xīn)说。

“机艺融合是农机发展的方向。我们与华源正在研究将水肥一體(tǐ)化和喷灌机结合起来，在节水的同时节肥。”江苏大學(xué)教授汤跃说，难点在水肥分(fēn)配关系，要精准，多(duō)了不行少了也不行。少了达不到效果，多(duō)了等于肥料丢失了。

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