水肥一体化在中国为什么推行如此举步维艰？

“水肥一体化”是把灌溉和施肥于一体的农业技术，借助压力原理，将可溶性固体或液体肥料，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量，浸润作物根系发育生长区域，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。

水肥一体化的优势明显，毋庸置疑。

1、节水还省力

水肥一体化是采用滴灌的技术来实施灌溉，自然比大水漫灌的方式节水，通常可节水30%~40%。而且不用人工去灌溉，管好阀门和电源就好了。

2、减少农药使用量，增加化肥的利用率

很多病害是土传病害，随流水传播，采用滴灌可以直接有效的控制土传病害的发生。滴灌能降低棚内的湿度，减轻病害的发生。大幅度地提高了肥料的利用率，精确施肥。

3、提高作物品质，改善土壤

病虫害减少，又精确施肥，自然品质就提升，另外降低土壤容重，增加孔隙度，使土壤微生物的活性增强，这样可以减少养分的流失。

可是水肥一体化优势如此明显，为什么却在中国推广如此缓慢呢？1974年，我国就引进微灌技术，可以说我们国家对于改变落后的生产方式是十分重视的，但是四十几年过去了，中国在这一方面依然举步维艰。这是为什么呢？

一、成本问题是最重要的一个原因

水肥一体化需要通过管道和滴头形成滴灌，成本包括水泵、过滤器、管道、阀门、施工费用（管道埋设的土方和沉淀池等），现场条件不同、材料档次不同投资自然不等。一般一亩投资范围在1000~3000。具体要根据作物的株距和行距用料来决定。可是你种植的作物每年收益又有多少，如果国家不给补贴，以家庭种植为主的农民是用不起滴灌的，更不用说买水肥一体设施了。

二、水溶肥不配套，设施对肥料要求高

国内的一些种植大户使用这一技术，主要是采用从以色列进口的设备，这些设备都对水溶肥的要求高，但是国内的水溶肥品质单一，由于有的添加剂过多，溶解后悬浮物多，极易造成滴头堵塞，选用进口水溶肥价格又居高不下，因而对于大户来说，选择与滴灌设施配套的水溶肥处于两难。

三、农村劳动力不足、农技人员少

铺设管道、建设沉淀池、施工都需要人力物力去支持，但是随着农村劳动力短缺，他们不愿意回到农村，施工和维护成了一大问题。另外如果出现问题，没有专门的农技人员去解决，也是一个问题。

四、水溶肥起步晚、技术落后

我国水肥一体化刚刚起步，与以色列滴灌节水技术还有一定的差距。水溶肥生产技术落后、原材料供应没有保证、配套设施不同步，使用期短、水溶肥产品质量良莠不齐、技术服务力量比较薄弱、水溶肥价格奇高。

五、土地流转加快，流转时间短

中国正在加大力度让土地流转加快，为了适应现代化农业发展这是有必要的，但是中国具有其特殊性，土地的租金变化快使得种植户只能租到短期的土地，如果采用水肥一体化的技术，就大大增加了成本，短期内就要拆除谁还敢用。

中国与以色列国情不同，发展的方式自然是不一样的，探寻一条适合中国国情的水肥一体化还需要很长的路要走。

水肥一体化技术惠及全国并带来可观经济效益

一、现代农业设施技术——水肥一体化

水肥一体化技术是一项现代农业设施技术，其核心是通过滴灌设施，将水、肥及土壤用药直接送达作物的有效根部，从而实现省水、省肥、省工、高效的目的。特别是全地埋式滴灌的引进应用，水肥一体化技术更趋于完善。

1、省水：省水是滴灌技术的基本理念，通过滴灌设施，增加用水次数，减少每次用水数量，根据不同作物和不同生长时期，每次用水量3~10方，仅为沟灌或大水漫灌的10~50分之一，总体用水量仅为沟灌或大水漫灌4~5分之一。

2、省肥：全地埋式滴灌不仅能灌水，而且可施肥，使肥均匀直达作物根部，集中有效施肥，减少了肥料的随水流失、挥发、被土壤固定等损失。

3、肥水均匀：全地埋式滴灌实现了每个滴孔出水均匀，通过该项设施供水、供肥，不仅使整块土地同时均匀得到水、肥，而且能做到按作物需要想什么时间施肥、施多少肥都由你轻松控制。

4、减少田间杂草：由于全地埋式滴灌是埋在土壤中，在雨水来以前，表土干燥，不易滋生杂草。

5、减少病害，减少田间用药：多数病害是因田间湿度过大，水肥一体化技术的应用有效控制了田间湿度，减少了病害的发生，土传病害也能得到有效控制。

6、防止土壤板结：常规灌溉由于水流重力、冲击力，频繁的田间作业，以及水多水少造成微生物特别是好氧性微生物减少等原因，往往使土壤板结，影响农作物生长，水肥一体化技术则是解决这些问题的途径。

7、省工：水肥一体化技术不需再单独花时间灌水、施肥，减少了施药、除草、中耕，大大节约了工时。

8、省成本：省水、省肥、省药、省工，减少了生产成本，提高了生产效益。增加的设施成本，1至3季生产可收回，设施则可多年使用。

9、促进生长，高效生产：除水稻及一些水生作物，大部分作物会因为土壤中的水分多了或少了而影响生长，滴灌则能使作物根部水分始终保持在作物生长需水的最佳状态，使作物在整个生长周期保持持续、旺盛的生长发育，奠定了丰产、优质的基础。

二、促进作物节省提高经济效益

1、节水：可减少水分的下渗和蒸发，提高水分利用率。在露天条件下，微灌施肥与大水漫灌相比，节水率达50%左右。保护地栽培条件下，滴灌施肥与畦灌相比，每亩大棚一季节水80-120立方米，节水率为30%~40%。

2、节肥：实现了平衡施肥和集中施肥，减少了肥料挥发和流失，以及养分过剩造成的损失，具有施肥简便、供肥及时、作物易于吸收、提高肥料利用率等优点。在作物产量相近或相同的情况下，水肥一体化与传统技术施肥相比节省化肥40%~50%。

3、改善微生态环境：保护地栽培采用水肥一体化设备，一是明显降低了棚内空气湿度。滴灌施肥与常规畦灌施肥相比，空气湿度可降低8.5~15个百分点。二是保持棚内温度。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少了通风降湿而降低棚内温度的次数，棚内温度一般高2~4℃，有利于作物生长。三是增强微生物活性。滴灌施肥与常规畦灌施肥技术相比地温可提高2.7℃，有利于增强土壤微生物活性，促进作物对养分的吸收。四是有利于改善土壤物理性质。滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板结，土壤容重降低，孔隙度增加，减少土壤养分流失，减少地下水的污染。

4、减轻病虫害发生：空气湿度的降低，在很大程度上抑制了作物病害的发生，减少了农药的投入和防治病害的劳力投入，微灌施肥每亩农药用量减少15%~30%，节省劳力15~20个。

5、增加产量，改善品质：可促进作物产量提高和产品质量的改善，果园一般增产15%~24%，设施栽培增产17%~28%。

6、提高经济效益：水肥一体化设备经济效益包括增产、改善品质获得效益和节省投入的效益。果园一般亩节省投入300~400元，增产增收300~600元；设施栽培一般亩节省投入400~700元，其中，节水电85~130元，节肥130~250元，节农药80~100元，节省劳动力150~200元，增产增收1000~2400元。

充分有效利用水资源，开发管道灌溉节水新模式

在农业节水工程中，管道灌溉是节水灌溉技术之一，能有效利用水资源，实现灌溉、施肥双结合，可大幅度提高灌溉效率。对于相对贫困的农村来说，一次性投入高效节水技术，投资大，群众难以承受，适应性差。如果先将渠灌发展成管道灌溉，利用管道“输水速度快、损耗小”的特点，结合其他田间节水灌溉技术，在主、分管道不投入的前提下，再分期投资，逐步改造成喷灌或滴灌等高效节水模式，即可大幅度提高农田灌溉水的利用效率，实现高效节水灌溉。

一、管道灌溉技术的优、劣势

（1）优势：灌溉水利用率高，节约用水，在水资源缺乏地区可以实现高产；管道因可埋入地下，节省土地，对管线沿途地面环境影响小；利用管道压力，可以一定程度地适应高低不同的地形变化；使用寿命长，日常维护量小；利用高新科技和技术，可以实现高度自动控制运行和管理，大幅度提高灌溉效率；可以实现灌溉、施肥等农业综合措施的一体化。

（2）劣势：虽然长期看效益可观，但先期一次性投资较大，对经济欠发达地区，特别是在普通农民小规模的常规品种种植模式中推广难度较大；由于采用了一些新材料和先进技术，对运行和管理人员的素质和要求，比传统灌溉方式要高，设计、施工、管材及相关设备的安装需要专业队伍，正常的维护及检修也需要一定的专业知识。

二、管道灌溉的重要环节

（1）主管道、低压管道（低于0.2MPa，主要针对井灌区），设计可以参照低压管道输水灌溉工程技术规范；高压管道，参照水电站压力钢管规范和市政给排水相关规范；主管道设计，重点解决水锤、管道材质及经济管径比选问题。现在离水源较近的土地都已开发完成，对偏远地块的开发及低产田的改造已经逐步展开，长距离、高压管道输水灌溉项目大量增加。这不仅丰富和扩展了管道输水灌溉的内容和概念，也增加了设计难度。

（2）支管及管网：主要参照市政给排水相关规范，设计时重点解决水头损失、压力平衡（支管与管网的压力衔接、二次加压）、过滤及沉淀、经济管径及材质问题。在灌区形状复杂、狭长等情况下，为不浪费水头，需要详细比较、分析支管及管网布置方案，充分利用地形地势。一般采用压力调节池、二次加压，管网串、并、环联合布置等综合措施，能较好地减少水头损失、平衡管网的压力。

（3）田间灌溉：主要解决管灌、喷灌、滴灌（膜下滴灌）各种方式下，压力衔接及平衡、水量控制、机械配备及使用效率等问题。田间设计要结合天然降水过程，充分考虑农作物的农时、生长特点及灌水过程线，科学制定田块的灌溉方式及时机，最大限度地提高灌溉机械的使用效率。

三、管道灌溉与其他田间灌溉的结合形式

（1）管道灌溉与膜上灌溉相结合，利用管道灌溉出水口由软带将水引入覆膜的沟内，使水通过地膜覆盖的放苗孔进入作物的主根区，灌溉水沿主根下渗，四周扩展，局部灌溉，与膜下滴灌的效果相同，可提高灌溉水利用率达到90%以上。

（2）管道灌溉与集雨灌溉相结合，如果灌溉水水源为集雨工程，水量还有一部分没有得到利用，同时附近有地势较低的受灌面积，并且水源与灌溉低自然落差形成的水压可以满足灌溉所需压力，就可以发展成自压管灌或自压喷灌，如压力足够可与单跨自动喷灌机组结合，将部分压力转化为喷灌机组前进的动力。此项技术无需耗能，节省了动力设备投资，是农田高效节水灌溉技术之一。

（3）管道灌溉与滴灌相结合，这种方式就是在管道出水口连接与种植作物行相垂直的耐老化塑料支管，并与若干条铺设在作物行的滴灌带相连，利用管道出水口提供的压力，满足滴灌带滴水所需的能量。系统总扬程=动水位+首部损失+管道输水损失+滴头额定压力。例如与膜下滴灌的组合，首先对泵进行调节，保证出泵水压力在2.5~3之间。原系统结构为：水源——水泵——离心式或砂石过滤器——施肥罐——网式过滤器——主干管——分干管——支管——毛管——滴水带。其中水源、水泵、离心式或砂石过滤器、施肥罐和网式过滤器是首部工程，只需一次性投资，而主干管和分干管利用管道灌溉的地埋管，在管道灌溉的出水口再连接支管、毛管和滴水带，支管和毛管可以重复利用，每年只需更换滴水带，与管道灌溉相比，减少了软带的投资。

（4）管道灌溉与喷灌相结合，这种组合形成半固定喷灌模式，喷灌的喷头工作压力和喷嘴压力要求达到0.35MPa。

雨水收集及农田灌溉技术

传统的雨水利用技术较为简单，完全依赖于天然径流集水，利用传统的红黏土防渗水窖贮水，其建设目的主要是解决干旱山区农村生活用水问题。现如今，雨水利用的目的不再局限于农民的生活用水，进而被推广到农田水利中去。使得有限的降水资源得到了最大限度地利用。

雨水收集技术。通过高效的防渗材料和现代技术的应用，对集流面进行人工防渗处理，以提高集流效率，进行天然降水的收集利用，是雨水集蓄利用技术的关键技术之一。为此，选择一定的集流面防渗材料，进行集流效率的试验是非常必要的。

雨水就地叠加利用技术。雨水就地叠加是近几年新兴的一种田间直接利用雨水的技术，就是在修建集流面、蓄水窖比较困难的干旱、半干旱山区的坡耕地和梯田上，利用覆膜技术和膜侧种植技术，就地集雨，就地利用，达到集水、保墒、抗旱的目的。这种叠加利用技术的特点在于，非种植区的天然降雨供给种植区作物生长利用，具体运用时要充分考虑当地的天然降雨量、气候、作物种类，在不同类型地区对不同作物具有不同的利用模式。

在进行雨水就地叠加利用种植模式时，主要是根据当地气候、降雨量年内分配、地膜集流效率及作物生育期需水情况来确定。常规的做法是在天然降水量400毫米左右地区的田地中，间隔30厘米左右，覆膜40厘米左右，在膜垄的两侧种植作物。这种方法比常规方法空地面积大，采光、通风条件优越，水分比无覆盖的田间多出近一倍，作物生长良好，单产高出普通大田。

秋季塑膜覆盖土壤保墒技术。在通过雨水就地叠加技术实现了空间上的叠加之后，如何在时间上实现对雨水的重新分配和再利用（不借助工程条件），成为重点研究的另一个问题。通过实践，秋季塑膜覆盖土壤保墒技术（简称秋覆膜保墒技术）在生产中收到了很好的效果。该技术是结合秋耕而采用的一种土壤覆膜保墒技术，将蓄存在土壤水库中的秋季降水，通过塑膜覆膜，最大限度地加以保护，以减少秋冬初春土壤水分损失的一种措施。采用秋覆膜技术的前提是土壤中必须有足够的水分含量。根据生产实践，土壤中的含水量不应小于10%，大小失去保墒意义。

塑料大棚雨水高效利用技术。近年来，塑料大棚种植在山区发展迅速的主要原因，是采用了以塑料大棚棚面集雨、棚外水窖蓄水、棚内高效灌溉用水的自给灌溉新技术，从而解决了大棚内作物的灌溉用水问题，使得这一技术在山区应用推广中收到了显著的经济效益。

一、园林灌溉技术分类

（一）传统园林灌溉技术

1、水车拉水，大水漫灌

最传统的灌溉技术。由于能耗高，运行费用大，用水效率低下，将逐步被淘汰。

2、管道输水，皮管浇灌

一次性投资比水车拉水高，但运行费用低，许多地方仍在采用。缺点是用水效率低下，很难满足植物需水需求，不能实施灌溉自动化，拖拉与地面的管道有时严重影响景观。

3、管道输水，农用摇臂喷头喷灌

采用农用摇臂灌溉园林植物的最大问题是安装喷头的立杆及喷头严重影响景观及维护机具作业。此外，由于立杆及喷头高出地面，受风影响会损失洒水量及降低均匀度。

（二）现代园林灌溉技术

1、地埋自动升降草坪灌溉技术

采用地埋自动升降草坪专用喷头灌溉。这种喷头安装时埋藏在地下。灌溉时靠水压将喷头芯体从埋于地下的喷头壳内顶出，实施灌溉。灌溉最适合于草坪灌溉。

2、微喷灌技术

采用射程、流量较小的微喷头灌溉植物。适合于园林花卉，乔、灌木，地被等。

微喷喷头出水量从数十升到数百升不等。喷洒射程通常小于10m。滴灌滴头出水量一般小于10L/h。湿润半径一般不超过两米。微喷灌属于局部灌溉技术。用水效率高。

3、滴灌技术

采用滴头，以滴水形式灌溉植物。滴头的出水量很小，一般在1~10L/h范围内。滴灌可通过管上滴头，内镶滴灌管，滴灌带实施。管上滴头常用于盆栽植物及乔、灌木灌溉。内嵌滴灌管常用于绿篱，花卉及乔、灌木灌溉。滴灌带灌溉花卉、绿篱较好。

滴灌的最大优点就是用水效率高，可通过系统施肥提高肥效，易于满足植物需水、需肥要求。易于自动化控制。

滴头又可分为压力补偿及非补偿两种。

简介几种常用节水灌溉技术

中国现有常用节水灌溉方法包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等，均为人为控制灌溉时机和灌水量，属于“被动式”灌溉模式。
渠道防渗
渠道输水是目前我国农田灌溉的主要输水方式。
传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4—0.5，差的仅0.3左右，也就是说，大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后，一般可使渠系水利用系数提高到0.6—0.85，比原来的土渠提高50%—70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前我国节水灌溉的主要措施之一。
根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①三合土护面防渗；②砌石(卵石、块石、片石)防渗；③混凝土防渗；④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)等。
管道输水
管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉，以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。发达国家的灌溉输水已大量采用管道。目前我国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(软)管及金属管等。管道输水与渠道输水相比，具有输水迅速、节水、省地、增产等优点，其效益为：水的利用系数可提高到0.95；节电20%—30%；省地2%—3%；增产幅度10%。目前，如采用低压塑料管道输水，不计水源工程建设投资(以下同)，亩投资为100元—150元。
在有条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是，管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失，而要真正做到高效用水，还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方，对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求，以避免造成浪费。
喷灌
喷灌是利用管道将有压 喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式，在很多发达国家已广泛采用。喷灌的主要优点如下：(1)节水效果显著，水的利用率可达80%。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1m3水可以当2m3水用。(2)作物增产幅度大，一般可达20%—40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15%—20%的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。(3)大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。(4)减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。(5)有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。(6)避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。
（1）移动管道式喷灌通常将输水主干管固定埋设在地下，田间支管和喷头可拆装搬移、周转使用，因而降低了投资。北京市顺义县全县数万亩粮田均采用这种灌溉形式。10多年来的实践证明：移动式管道喷灌除了具有一般喷灌省水、增产、省工、减轻农民负担和有利于农业机械化、产业化、现代化等优点以外，还具有设备简单、操作简便、投资低、对田块大小和形状适应性强、一户或联户均可使用等优点，是目前较适合我国国情、可以大力推广的一种微型喷灌形式，可适用于大田作物、蔬菜等，亩投资为200元一250元。
（2）固定管道式喷灌　固定管道式喷灌是将管道、喷头安装在田间固定不动， 其灌溉效率高，管理简便，适用于蔬菜、果树以及经济作物灌溉。但是投资较高(亩投资一般在1000元左右)，不利于机械化耕作。
（3）中心支轴式与平移式大型喷灌机只能在预定范围内行走，行走区域内不能有高大障碍物，土地要求较平整。其机械化和自动化程度高，适用于大型农场或规模经营程度较高的农田。使用国产设备，每亩投资为300元-400元。
（4）卷盘式喷灌机 靠管内动水压力驱动行走作业， 与中心支轴式及平移式的大型喷灌机相比，具有机动灵活、适应大小田块、亩设备投资低等优点。 目前进口设备每亩投资为；50元左右， 设备国产化后可进一步降低投资， 这是一种适合我国国情、有发展前景的喷灌形式， 可适用于大田作物、蔬菜等。卷盘式喷灌机有喷枪式和析架式两种， 后者具有雾化好、耗能低的优点。轻小型机组式喷灌，可以手抬或装在手推车或拖拉机上，具有机动灵活、适应性强、价格较低等优点，通常用于较小地块的抗旱喷灌。每亩投资为100元-200元。
微喷
微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用塑料管道输水，通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水，可增产30%以上， 能改善田间小气候，可结合施用化肥，提高肥效。国产设备亩投资一般在500元-800元。主要应用于果树、经济作物、花卉、草坪、温室大棚等灌溉。
滴灌
滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。目前，国产设备已基本过关，有条件的地区应积极发展滴灌。
接管道的固定程度， 滴灌可分固定式、半固定式和移动式三种类型。固定式滴灌，其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作简便、省工、省时， 灌水效果好。国产设备亩投资约为700元(果树)-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌， 其干、支管固定， 毛管由人工移动。亩投资为500元-700元。移动式滴灌，其干、支、毛管均由人工移动，设备简单，较半固定式滴灌节省投资，但用工较多。亩投资为2m元一500元。

覆膜灌
用地膜覆盖田间的垄沟底部，引入的灌溉水从地膜上面流过，并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉，这种方法称作膜上灌，在新疆等地已大面积推广。采用膜上灌，深层渗漏和蒸发损失少，节水显著，在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用，并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地区可将滴灌管放在膜下，或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉，这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点，又具有地膜覆盖的优点，节水增产效果更好。
痕灌
2013年2月26日，华中科技大学对外发布消息，学校痕量灌溉研究中心历时10多年研发出“痕量灌溉”技术，一举打破农作物“被动式补水”传统灌溉模式，改由农作物自主吸水、按需吸水。
“痕灌”是受化学上微量元素与痕量元素概念启发而取名，主要指能在超微流量向作物长久供水，痕灌单位时间的出水量可达到滴灌的百分之一到千分之一。
痕灌技术的核心节水部件是痕灌控水头，由具有良好导水性能的毛细管束和具有过滤功能的痕灌膜组成，控水头埋在作物根系附近，毛细管束一端与充满水的管道相连，另一端与土壤的毛细管相连，感知土壤水势的变化。作物吸水导致根系周围的水势降低，即发出需水信号，控水头内的水不断以毛细管水的形式流向根系周围，直至作物停止吸水；控水头内的痕灌膜可防止毛细管束因杂质而堵塞，保证系统长期稳定工作。[2] 多年田间试验表明，痕灌比滴灌节水50%左右，即使在滴灌无法使用的地区也可推广应用。
痕量灌溉应用前景广阔。痕灌节水技术能耗更少，节水更多。尤其是能够突破在常规节水灌溉很少涉及的荒漠化治理、矿山修复、城市绿化等领域的发展，能为解决粮食安全、生态保护和水资源危机作出贡献。水利部等有关部委已表示将进一步深入研究此项高效节水灌溉新技术，积极创造条件进行大田试验，不断积累经验，逐步完善技术，使之在更大范围推广应用。

中药材高效节水灌溉的涵义

什么是中药材高效节水灌溉？

在充分利用降水和土壤水的前提下高效利用灌溉用水，最大限度地满足中药材需求，以获取中药材生产的最佳经济效益、社会效益、生态环境效益。

一、中药材高效节水示范推广的发展现状

目前我国采用喷灌、微灌和管道输水等先进节水灌溉技术的比例很低，尤其喷、微灌面积在中药材的运用就不言而喻；节水灌溉设备质量差、配套水平低，技术创新与推广体系不健全；另外，全国有效灌溉面积95%以上的地面灌溉普遍存在着土地平整精度差、田间工程不配套、管理粗放的问题；其次，四是灌溉用水管理技术落后，信息技术、计算机、自动控制技术等高新技术在中药材灌溉上的运用就更加少之又少。

二、我国中药材高效节水示范推广发展情况

我国近年来中药材高效节水灌溉的基本思路是，以提高中药材生产水资源利用率为中心，以提高中药材生产水资源利用率为中心，以增强中药材高效节水灌溉综合能力为重点，针对不同类型区域、不同土壤，因地制宜地推广多种形式中药材高效节水灌溉技术，走中国特色的节水农业道路，实现农业节水、农业增效、农民增收、农业可持续发展。重点推广应用了以下技术措施∶

雨水集蓄利用技术、田间工程技术、节水灌溉技术、机械化保护性耕作技术、耕作与保墒技术、节水抗旱品种和高效栽培技术、土壤地力墒情监测与信息管理技术。

三、国内外高效节水灌溉技术的发展趋势和方向

从20世纪50年代初到80年代初，美国新增灌溉面积2亿亩，其中喷灌面积占50%；在此期间，前苏联新增灌溉面积的70%采用喷灌。以色列在推广喷、微灌技术的过程中，研制出多种灌溉兼施肥设备，使肥料与灌溉水混合使用，实现了节水、增产、优质的统一。目前国内外喷、微灌技术正朝着低压、节能、多目标利用、产品标准化、系列化及运行管理自动化方向发展。

日本早在60年代初，就在旱地灌溉系统中用管道取代斗、农明渠；70年代末又开始用大口径管道取代输水干渠；到80年代中期，日本新建灌溉渠系的大部分都采用管道化。美国约有一半的大型灌区实现了管道化输水。我国已基本普及了井灌区低压管道输水技术，今后的发展方向是大型渠灌区渠系管道化，并加快相应大口径塑料管材的开发生产。

贴片滴灌带特点及主要作用

贴片滴灌带是一种塑料运料管。主要用于大棚灌溉。贴片式滴灌带是利用塑料软管（滴灌管）管道将水通过直径约16mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。是通过出流孔口非常小入的滴头或滴灌带，把水一滴一滴地均匀而缓慢地滴在作物根部附近的土壤中。

贴片式滴灌带特点∶

1、内镶扁平滴头滴灌带是把扁平形状的滴头镶在管带内壁上的一体化滴灌带，广泛应用于温室大棚，大田经济作物的灌溉。

2、滴头与管带一体化，安装使用方便，成本低，投资少。

3、滴头有自过滤窗，抗堵塞性能好。

4、采用迷宫式流道，具有一定的压力补偿作用。

5、滴头间距可根据用户要求而定。

贴片式滴灌带作用∶

它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。目前，国产设备已基本过关，有条件的地区应积极发展滴灌。

我国农业节水潜力预测与评价

节水灌溉的节水潜力

我国目前耕地实际有效灌溉率已经接近45%，在5.3×10 hm²的灌溉面积中，水田占2.87×10hm²左右，其余水浇地占灌溉面积的48%左右。

从节水灌溉的发展现状来看，我国5.3×10hm²的灌溉面积中，只有1.87×10hm²进行了初步的节水技术改造，大部分灌溉面积田间工程老化，灌水制度和技术落后，水的浪费严重，灌溉水的利用率只有43%，而且灌溉定额过高，不仅使水资源紧缺的形势日趋严峻，而且也引发了严重的生态环境问题。通过大力推广和普及微喷灌技术、管道输水灌溉技术、渠道防渗技术和改进地面灌溉技术等各项节水灌溉技术，使节水面积由目前的1.87×10hm²提高到4.3×10hm²，其节水的潜力是巨大的。我国现有地面灌溉面积约为5.3×10hm²，其中95%以上采用地面灌溉方法，针对国内实际条件，对改进地面灌溉技术进行的研究表明，与现状相比，改进后的地面灌溉系统可使总的田间水利用率达到75%，也就是说，我国地面灌溉系统总的田间水利用率的提高潜力在22个百分点左右。如果通过节水灌溉使灌溉水的利用率提高10%，则全国相当于节约用水360亿m³，提高20%即可节水720亿m³左右，若其中的50%用于发展灌溉，则可新增灌溉面积1亿，效益是十分明显的。对于缺水地区来讲，发展节水灌溉不仅可以缓解水资源紧缺的矛盾，而且可以强化水资源的生态功能，其潜在的效益也是巨大的。

微喷带与普通灌溉设备的区别

微喷带有什么用，和普通灌溉设备相比有哪些好处？

微喷带简单来说就是多个孔子的管带。用来给菜农喷水什么的，灌溉能节水环保，灌溉均匀。多孔微喷带采用激光穿孔技术，打孔精确，喷洒效果类似微雨，细密均匀，不伤害作物，适用于多种蔬果花卉。

常见的一种多孔式微喷带是直径为40mm的黑色薄壁塑料软管，可拆压成平管。薄壁微喷带壁厚一般为0.2mm、0.3mm、0.4mm，有5排纵向孔，顶上一排，左右各两排，纵向孔间距100-300mm，横向孔间距为10mm，孔径为1mm，最大铺设长度可达100mm。

多孔式微喷带工作压力低，一般为3-18mm，喷洒水对作物冲击小，避免对作物打击损伤，同时喷洒水沿管道铺设方向喷洒成细雨状，保证了灌溉水均匀分布，从而提高了田间水利用系数。

微喷带优点∶

1、微喷带使用水压低，喷灌面积大，可减少配套设备成本。

2、微喷带安装使用简单方便；使用长度长，重量轻，配套使用专用微喷带直通，微喷带旁通等管件，可节省大量劳动力。

3、容易移动和保管；使用配套专用卷收器，使卷收的微喷带便于移动使用和保管。

喷灌设备的正确使用与常见故障排除

现代农业生产中灌溉的重要作用不言而喻，它能够抗旱抗灾，争抢农时，适时作业，在节本增收、发展可持续农业方面发挥着不可替代的重要作用。而对农业灌溉设备的正确使用与维护方面的知识往往得不到应有的重视，造成了灌溉设备的过早损坏，造成了很大损失。为此下面对农田喷灌设备的正确使用与维护进行一下初步探讨。

一、农田喷灌设备的组成

农业生产中通常采用的灌溉方式主要有地面灌溉、地下灌溉、喷灌、滴灌等四种，其中的喷灌，是通过水泵等把水源处的水以一定压力送到田间，然后通过喷头把水喷向空中，水呈雨滴状散落于地面来浸润土壤，灌溉农田。这几种灌溉方法相比较，喷灌的优点是比较省水，有利于土壤团粒结构的保持，对地形的适应性很强，但缺点是投资比较高，维护要求也比较高。喷灌系统一般由水源、喷灌设备和田间工程组成，喷灌设备又主要由水泵动力机组、输水管道和喷头等部分组成，有些喷灌系统还有行走、控制、量测等设备。

二、农田喷灌设备的使用

使用农田喷灌设备时，要根据灌溉的地形、灌溉面积的大小、作物的品种、不同生长期的不同需水量等因素，合理选择喷灌机组和喷头，正确安装和调整，正确使用和保养动力机械和水泵，保证作业质量。

1、管路系统的布置

布置管路系统时，一定要综合考虑现有水利系统、水源的位置、地势、地形、主要的风向、风速、作物的布局和耕作的方向等因素，在经济和技术上进行全面比较和权衡，选出最优方案。

（1）泵站。应布置在整个喷灌系统的中心，最好接近水源，以减少输水损失。

（2）干管。应尽量布置在灌区中央。在坡地应沿主坡方向，经常有风地区应沿主风方向，埋人地下深度应超过60cm，冻土层深的地方，埋人深度要相应增加。

（3）支管。支管应与干管垂直，尽量与耕作方向保持一致，在坡地上应沿等高线布置。支管的间距，应根据所选喷头的射程和配置方案确定。

（4）竖管。竖管应按喷头的组合形式布置，高度一般高出地面1.3-1.5 m，如果作物过高、风力过大等，高度应适当变化。

2、喷头的配置

喷头配置的位置直接影响到喷洒质量，配置时各喷头的喷洒面积与邻近喷头的喷洒面积必须有一定的重叠量，以防漏喷。喷洒方式一般采用全圆喷洒，其特点是喷头间距大，喷灌强度低；由于风力的影响、水土保持的要求、地边地角喷洒需要、移动机组的行走道路等因素，有时也采用扇形喷洒。定点喷灌的喷头配置组合原则是，保证喷洒不留空白，并有较高均匀度。常用的组合形式有四种：全圆喷洒正方形组合，支管间距、沿支管方向喷头间距均为喷头射程的1.42倍，有效控制面积为喷头射程平方的2倍；全圆喷洒正三角组合形，支管间距、沿支管方向喷头间距分别为喷头射程的1.5倍、1.73倍，有效控制面积为喷头射程平方的2.6倍；扇形喷洒矩形组合，支管间距、沿支管方向喷头间距分别为喷头射程的1.73倍、1倍，有效控制面积为喷头射程平方的1.73倍；扇形喷洒等腰三角形组合，支管间距、沿支管方向喷头间距分别为喷头射程的1.856倍、1倍，有效控制面积为喷头射程平方的1.856倍。从上面数据可以看出，全圆喷洒正方形和正二角形组合的有效控制面积最大，但是在风力影响下，往往不能保证喷灌的均匀性。所以，有时视风力的大小和对喷灌均匀性的要求也采用扇形喷洒矩形和等腰三角形组合。

3、喷头的调节

（1）喷孔口径大小的调节。更换备用喷嘴可调节喷孔口径的大小，喷孔口径改变后，喷头的喷水量、水滴直径、射程均发生相应变化。因此，应根据喷头的工作压力和生产对水滴直径、射程的具体要求而调节喷孔口径的大小。

（2）喷枪旋转速度的调节。通过导流板的上、下位置和摇臂弹簧的扭紧程度可调节喷枪旋转速度的快慢，导流板吃水深度越大，摇臂弹簧扭力越大，摇臂对喷管的敲击力越大，旋转速度也越快。旋转速度过快，对射程影响较大；旋转速度过慢，易造成局部积水和产生径流。一般喷枪喷灌时的旋转速度应适中，在不产生径流的前提下，以旋转慢一些为好。

（3）扇面角大小及方位的调节。通过改变轴套上套装的两个限位销的位置，可以调节扇面角大小和方位，喷灌旋转的两个极限位置决定了扇面喷灌的方向和范围，实际生产中应依据作业地块的需要进行适当调节。

三、农田喷灌设备常见故障及其排除

1、喷头常见故障及排除方法

（1）水舌性状异常。产生水舌性状异常故障现象，其原因可能是喷头加工精度的问题，有毛刺或损伤，应把喷头打磨光滑或更换喷嘴；也可能是喷嘴内部损坏严重，应更换喷嘴；也可能是喷头内部有异物阻塞，应拆开喷头清除异物；还可能是整流器扭曲变形，应修理或更换整流器。

（2）水舌性状尚可，但射程不够。出现射程不够故障现象时，原因可能是喷头转速太快，应适当调小喷头转速；也可能是工作压力不够，应按设计要求调高压力。

（3）喷头转动部分漏水。产生喷头转动部分漏水故障现象时，原因可能是垫圈磨损、止水胶圈损坏或安装不当，应更换新件或重新安装；也可能是垫圈中进入泥沙，密封端面配合不严密，应拆开彻底清洗；还可能是喷头加工精度不够，应修理或更换新件。

（4）摇臂式喷头不转动或转动慢。出现喷头不转动或转动慢故障现象时，原因可能是空心轴与轴套之间间隙过小，应车削或打磨加大间隙；也可能是安装时轴套拧得太紧，应适当拧松轴套；还可能是空心轴与轴套间进入的泥沙而堵塞，应拆开清洗千净后重新安装。

（5）摇臂张角太小或甩不开。出现这一故障现象时，原因可能是摇臂与摇臂轴配合过紧，阻力太大，应适当加大间隙；也可能是摇臂弹簧压得过紧，应适当调低弹簧压力；也可能是摇臂安装过高，导水器不能切人水舌，应适当调低摇臂的位置；还可能是供水压力不足，应适当调高供水工作压力。

2、水泵常见故障及排除方法

水泵在正常使用过程中，多出现水力故障，下面以离心泵为例重点分析一下水泵常见故障产生的原因及排除方法。

（1）水泵不出水。产生水泵不出水故障现象，其原因可能是，充水不足或空气未排尽，应继续充水或抽出空气；进水管路进气，应堵严漏气部位；填料漏气严重，应更换填料；进水口被堵塞，底阀不灵活或锈死，应消除堵塞，修复底阀；水泵转向不正确，应改变水泵旋转方向；水泵转速过低，应提高水泵转速；水泵吸程过高，应降低水泵安装位置；水泵总扬程超过规定，应改变安装位置降低总扬程；水泵叶轮严重损坏，要更换水泵叶轮；水泵叶轮螺母及键脱出，要修复并重新紧固。

（2）水泵出水量不足。产生水泵出水量不足故障现象，其原因可能是，水泵的进水管路接头处漏气或漏水，应重新安装接头，堵严漏气或漏水部位；水泵的进水管淹没水深不够，吸人了空气，应增加进水管长度，增加淹没深度；水泵进水管路或叶轮处有水草等杂物，应清除水草等杂物；水泵填料漏气，应旋紧水泵压盖或更换填料；水泵的动力功率不足或转速不够，应更换水泵的动力机械或提高水泵转速；水泵总扬程超过规定，应改变安装位置降低总扬程；水泵吸程过高，应降低水泵安装位置；水泵的减漏环、叶轮磨损严重，应及时修理或更换。

（3）水泵在运行中突然停止出水。产生水泵突然停止出水故障现象，其原因可能是，水泵进水管口吸入大量空气，应增加进水管淹没深度；水泵进水管路突然吸人异物被堵塞，应及时清除堵塞；水泵叶轮被吸人的杂物打坏，必须修复或更换损坏的叶轮。

（4）功率消耗过大。出现功率消耗过大现象时，产生的原因可能是，水泵转速过高，应适当降低水泵的转速；水泵流量和扬程超过使用范围，应适当调整水泵的流量和扬程，使其达到允许范围；水泵进水底阀太重，使进水功耗过大，应更换适当重量的底阀；水泵填料压得过紧，应重新调整压力；直连传动的轴心线对得不准或带传动的传动带过紧，应校正轴心位置或适当调松传动带的张紧度；水泵的泵轴弯曲、轴承磨损，应及时修复或更换。

（5）水泵有杂声和振动。水泵出现杂声和振动现象时，产生的原因可能是，水泵的吸程过高，应适当降低水泵安装位置；泵内进入杂物，应及时清除杂物；直连传动的两轴心线没有对正，应重新校正轴心位置；水泵的基础螺一母松动，应重新旋紧基础螺母；水泵的叶轮损坏或局部堵塞，应更换水泵叶轮或清除杂物；水泵泵轴弯曲、轴承磨损过大，应校正泵轴或更换轴承。