聯合國環境與發展大會通過的《21世紀議程》強調：“水是一種有限的資源,不僅為維持地球上的一切生命所必需,而且對一切社會經濟部門都具有生死攸關的重要意義”。隨著世界性水資源、能源的日趨緊張,采用節水、節能的灌水方法已成為全世界灌溉技術發展的總趨勢,推廣節水灌溉也已成為世界各國為緩解水資源危機和實現農業現代化的必然選擇。
1 國外節水灌溉技術發展現狀
發達國家節水灌溉技術的基本特點是高技術、高投入和管理現代化,高效益則是維系節水灌溉能否持續發展的基礎。
1.1 噴灌技術
自20世紀60年代“紅火”以來,噴灌技術一直被作為機械化大面積解決灌溉問題的最主要技術。隨著這項技術在生產中的廣泛應用和各類噴灌機在技術、經濟、適應性等多方面的考核,目前世界上已趨于將軟管卷盤式自動噴灌機、平移式自動噴灌機及人工移管式噴灌機作為受歡迎的三大類機型大面積推廣。
近年來噴灌技術又在噴灑農藥、降低能耗、施水方式等多用途利用方面取得了很大突破。如美國林賽公司在平移式噴灌機上對噴頭裝置和噴灑方式進行了改進,水量損失大大減少,水的利用率可提高到0.9以上。法國等國在提高軟管卷盤式的能量利用率上作了不少工作,使驅動旋轉和過流損失減少了很多,很大程度上改善了這種機型耗能較多的“先天不足”弊病。在綜合利用機型上,英國、美國等國將平移式噴灌機作為田間的綜合作業機械,將所有的作物種植環節以此一機包辦,其不僅可完成作物的所有老觀念種植環節的耕、耙、播、收等,還可以完成其它許多新作業項目。
1.2 微灌技術
20世紀80年代發展起來的微灌技術,近10余年來有了很大的進步,隨著設施農業的發展,微灌技術和設備更是如虎添翼,已趨于完善的地步。
微灌技術的發展最有典型性的應首推以色列,除了大田作物很少應用外,他們幾乎將微灌技術應用到有作物的各處,包括林園、陽臺、花園,甚至于室內裝飾植物。近幾年微灌設備有很大突破,80年代僅灌水器(滴頭、微噴頭等)有100余種,現在逐步淘汰,形式變少,品種系列化。滴灌多采用滴灌帶。微噴頭多采用旋轉與折射相結合的形式,使出水孔口相對變大不易堵塞；射程相對增加使噴灌強度變小,均勻度提高；水滴直徑絕大多數為細小水滴而不是霧狀使能耗大大減少。
1.3 渠道防滲工程技術
世界各國如美國、日本、印度、前蘇聯、巴基斯坦、伊朗、加拿大等,由于渠道滲漏損失的水量很大,均非常重視并積極開展渠道防滲工程研究和建設工作。這些國家渠道防滲工程建設發展快、技術水平高、節水效果顯著。如美國把渠道防滲作為水利工程挖潛措施之一,早在1946年就開始研究,到1990年美國共建防滲渠道9656km。目前已形成統一的設計和施工技術標準,施工機械化程度高,工程質量好。防滲材料多采用混凝土,約1/3采用壓實土防滲,塑膜等新型材料目前正在發展推廣中。日本也十分重視渠道防滲,現有干、支渠道已經全部防滲,田間渠道也基本防滲,它們大量使用工廠化生產的鋼筋混凝土預制構件,現場施工以機械施工為主,渠道防滲工程標準高、質量好。
1.4 管道輸水灌溉技術
管道輸水灌溉技術在國外發展較早。目前,世界發達國家的管道輸水灌溉技術應用十分廣泛,甚至有逐步代替田間地面渠道灌溉系統的趨勢。美國到1984年管道輸水灌溉面積已發展到9648萬畝,占全美國地面灌溉面積的46.9%。蘇聯用地下管道代替明渠的發展速度已超過防滲渠道,到1984年,地埋管道系統已占總灌溉渠系統的63%,管道總長21.8萬km。以色列、英國、瑞典有90%以上的灌溉土地實現了管道輸水。日本已經由部分管道輸水向多級組合的完整的管道系統發展,且管網的自動化、半自動化給水控制設備較完善。其它如羅馬尼亞、保加利亞等國家,管道輸水灌溉技術發展也都比較快。
1.5 地下灌溉
近10余年來,世界上興起了研究新型地下灌溉熱潮,地下灌溉不僅在機理上、技術上、經濟上而且在生態環境保護上、水資源保護上都被認為是最有發展前途的節水灌溉技術。這種技術主要用在草地、果園、棉田、小麥、玉米、蔬菜、花卉等作物上。地下灌溉在意大利、美國、德國、法國、日本、俄羅斯及我國等研究較多,發展較快,面積在穩定增加。
2 國外節水灌溉發展趨勢
2.1 當今世界水為農業服務的關系非常明確,節水灌溉已成為農業現代化的主要標志,有效保護利用淡水資源,合理開發新的灌溉水源已成為農業持續發展的關鍵。
2.2 生態農業、有機農業、設施農業、立體農業等高效節水農業模式和先進節水灌溉技術特別是營養液噴、微灌、地下灌、膜下灌等大有發展潛力。
2.3 噴灌技術進一步向節能節水及綜合利用項目方向發展。從綜合條件考慮,在各類噴灌機中,平移(包括中心支軸)式全自動噴灌機、軟管卷盤式自動噴灌機及人工移管式噴灌機等是推廣重點。
2.4 世界各國非常重視從育種的角度高效節水,一是選擇不同品種的節水的作物；二是培育新的節水品種。
2.5 地下灌溉已被世人公認為是一種最有發展前途的高效節水灌溉技術,盡管目前還存在一些問題,使應用推廣的速度較慢,但科技含量愈來愈高,許多理論實踐問題會逐漸得到解決。
2.6 地面灌溉仍是當今世界占主要地位的灌水技術,輸配水向低壓管道化發展；田間灌水探索節水技術較多,如激光平地、波涌灌溉等；在管理上采用計算機聯網控制,精確灌水,達到時、空、量、質上恰到好處的滿足作物不同生育期的需水；在田間規劃上,由于土地平整度高,多以長溝、長畦、大流量進行田間灌水。
2.7 增墑保水機械化旱地農業大有發展前途,如保護性帶狀耕作技術、輪作休閑技術、覆蓋化學劑保水技術、深松深翻技術等。
