浅析西北地区节水农业理论与技术创新

浅析西北地区节水农业理论与技术创新史海滨陈亚新魏占民（内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特，010018）西北地区水资源矛盾突出，区外来水稀少，地下水利用条件差，多数地区年降雨量在400mm以下，且年际年内分布极为不均，降雨又多为暴雨集中在6-9月，是造成本区水土流失的主要原因。本区是我国重要的农牧业生产区，光热资源丰富，可供开发的耕地和草地资源潜力很大。但由于水资源有限，有些地区人畜饮水也存在困难，水资源的短缺严重影响着本区资源优势的发挥，干旱缺水是制约西北山丘区农牧业发展的中心问题。形成一方面造成水资源的浪费，另一方面又长期遭受水资源短缺的困扰的怪圈。如何充分合理利用当地水资源，发展节水农业是西北地区农牧业生产可持续发展的战略性问题。1、雨水资源的高效利用途径随着水资源的日益紧缺，用水矛盾不断加剧，雨水已成为干旱半干旱地区的重要水资源。国外雨水资源利用发展迅速，不少缺雨国家发展也较快，雨水资源的利用已向生活用水和城市供水方向发展（如日本、美国、澳大利亚、以色列、荷兰等国）。我国雨水利用历史悠久，涉及13个省（市、自治区），700多个县，国土面积200多万km2，但仍没有产生规模效益。今后需深入研究的内容有：（1）雨水积蓄工程系统中，研制开发经济高效的集流面材料，研究各类集雨工程的适用条件和优化模式；（2）研究雨水积蓄节水灌溉的方式、优化灌溉制度及与现代旱作节水农业相结合，使雨水利用效益最大化；（3）研究雨水积蓄家庭供水安全性问题。2、劣质水的合理利用应充分利用水资源，加强劣质水的开发与利用。主要是工业废水的再利用与微咸水的合理利用。2003年春夏黄河水资源紧张，内蒙古河套灌区打深井4000多眼，浅井16000多眼利用微咸水灌溉，保证了灌区的农业生产正常发展。同时，也要加强劣质水灌溉对环境的影响研究，包括土壤中盐分、重金属和硝态氮的时空分布，在土壤中的运移、吸收、转换等动态过程。3、盐渍化地区节水灌溉理论与技术研究\n西北地区土壤母质含盐，土壤盐渍化严重。研究土壤水分与盐分对作物的联合胁迫影响对于在盐渍化土壤地区开展节水灌溉显然是至关重要的。在盐分胁迫下，水盐胁迫机制更加复杂，研究难度增大。除了基质势的作用外，又加上渗透势的影响，强烈减少土壤有效水分含量。其直接影响作物的根系吸水性能和正常生长，与非盐渍化地区有显著不同。在学科前沿对于干旱盐渍化土壤地区，节水灌溉和高效用水及防治盐害的新原理仍是空白。根据作物不同生育期的耐盐程度和需水要求适时适量地进行科学灌溉，调控盐分，制定满足双重目标的科学管理模式。探索节水调盐的灌溉新原理，具有广泛开发的应用前景。4、节水工程实施后区域水环境等问题研究节水农业是对传统农业用水习惯的一场革命，节水农业实施后，改变了原来的生态平衡，其对生态环境会有一定的影响，我们采取的节水农业措施应保证生态环境处于良性的循环状态，不能引起环境恶化。需从可持续发展的角度出发，研究节水农业实施后，诸如对区域水资源状况、农田土壤水分动态、农田小气候等的环境影响。目前对大型灌区节水改造工程实施后的地下水位下降并由此引起的水盐动态变化及对环境影响的额量化评价尚属研究空白。微观水动力弥散方程虽然可较好的描述微小尺度的溶质运动规律，但由于有效弥散的非常数性变化具有尺度效应，还不能直接用于大中尺度的田间预测。节水工程实施比较匆忙，前期技术储备不足，加上工程运行管理不善，造成部分新建工程破坏（淤积、冲刷、冻涨）严重。应加大支持前瞻性研究课题的力度。5、管理节水技术我国非工程节水措施仍是薄弱环节，在采取工程措施节水中决不能忽视非工程措施的节水功能。非工程措施节水实际上是应用软科学，实施吸水、保水、控水、调水四个方面节水。采用先进的技术手段和灌溉管理专家决策支持系统，进行土壤墒情监测、区域水情预报，使灌溉管理更具合理化、科学化。6、农业综合节水技术我们应重视农业节水技术，以节水增效为中心，走资源节约型道路，逐步向高效、低耗、节能、节水方向发展。只有使水利工程和农业技术结合，才能更好地提高用水效率。通过节水农业措施，减少作物的蒸发蒸腾量，才是真实的节约水资源量。节水农业措施包括节水的轮作制度、节水灌溉制度与管理制度、抗旱高产优质品种、耕作栽培、培肥施肥和化控技术等。通过调整农业、林业、牧业的结构，减少耗水量大的作物种植比例，选种与降雨相适应的优良抗旱品种，强化作物抗性调促。发展适应旱地生态环境的牧草，退耕还林、还牧，保持自然生态平衡。加强农田基本建设，地面灌溉若要节水，除采取缩小畦块，平整土地也是重要的节水措施。激光平地技术的应用将为今后地面灌溉的进一步发展做出保证。【作者简历】\n史海滨，1961年6月生，山西太谷人。1982年毕业于内蒙古农牧学院水利工程系，1990年获农业水土工程工学硕士学位，曾留学于意大利和日本，1998年3月在日本冈山大学获博士学位，是学有所成有突出贡献的留学回国学子。现任内蒙古农业大学教授、博士生导师，水利与土木建筑工程学院副院长。兼内蒙古自治区重点学科农业水土工程学科主任；中国高等学校水利水电类教学指导委员会委员、中国水利教育协会高教分会常务理事、中国水利学会农田水利专业委员会委员、中国农业工程学会农业水土工程专业委员会副主任、内蒙古青年科技协会副会长、内蒙古农业工程学会副理事长、内蒙古水利学会常务理事。主要从事农田水利科学理论教学与研究工作，在节水灌溉理论与技术应用、土壤水盐运移预测及数值模拟、土壤水盐空间变异性及区域监测预报和土壤盐渍化防治与改良等方面的理论研究和应用推广等方面均取得了突出成就。主持或主要参加国家或自治区自然科学基金项目，自治区重点攻关项目，国家教育部基金项目，中-日合作项目，世界银行－中国北方灌溉项目等20余项。在国内外一级学报《水利学报》、《土壤学报》、《农业工程学报》、《地质论评》、《灌溉排水》及国际会议论文集共发表学术论文80余篇。数篇论文收入SCI与EI等，受到国内外有关专家的关注与好评。出版专著2本，主编、参编全国统编教材各1部，曾获内蒙古自治区优秀教学成果一等奖１项，自治区科技进步三等奖１项，水利科技进步一等奖１项，内蒙古优秀科技成果奖１项，荣获内蒙古优秀青年知识分子称号并入选内蒙古自治区“321人才工程”第一层次与自治区“111人才工程”第一层次。【通讯地址】内蒙古呼和浩特市昭乌达路306号，内蒙古农业大学1273#信箱水利与木土建筑工程学院；电话:0471-4301546；E-mail:shb@imau.edu.cn