美國加州農業節水灌溉及其啟示
摘要： 加州農業發達而水資源相對貧乏，為解決這一矛盾，加州采取了各種節水工程技術措施，可以說世界先進節水灌溉技術在加州都得到了較好應用。以下就加州節水灌溉的一些主要措施作一介紹。
關鍵詞： 美國加州 農業 節水灌溉
1 美國加州節水灌溉的主要技術措施
加州農業發達而水資源相對貧乏，為解決這一矛盾，加州采取了各種節水工程技術措施，可以說世界先進節水灌溉技術在加州都得到了較好應用。以下就加州節水灌溉的一些主要措施作一介紹。
1.1 地面灌水技術
地面灌水技術在美國農業灌溉中占主導地位，60%以上的農業灌溉采用這種灌水技術，其方法主要有溝灌、畦灌。美國的溝灌與畦灌是經過技術改良的，它融合著現代最新技術成果與科研成就，所以傳統的灌溉方法在美國仍然具有較高的科技含量。
(1)溝灌。溝灌是美國地面灌溉的主體，約占地面灌溉的70%以上，主要應用于果樹和棉花、花生、蔬菜等行棵型種植作物。對果樹而言，根據行距的不同，一般兩行果樹之間開3～5個灌水溝，大田作物則根據其種植特點布置灌水溝。與溝灌相配套的灌水器材主要有：①多口門給水栓，這種給水栓露出地面30～40 cm，給水栓周圍均勻設置若干個小閘門出水口，每個出水口出水量不大，分別對應一個灌水溝，這種給水栓最多設有8個口門，同時可給8條灌水溝灌水。②多出口輸水管，這種管多是鋁合金管，在鋁合金管上與灌水溝的間距對等布設小閘門，每個小閘門對應一個灌水溝，灌溉時可根據供水量或需要，開啟一個或多個口門進行灌溉，亦可進行輪灌。這種管屬地面移動管，作物耕種時收起來，種植完后將管擺放在地頭，直至收割期。③虹吸管，這種管就是普遍的橡膠管或軟塑料管。水是通過防滲渠道送到田間，通過節制閘將水位提高，使水位高出田面，利用虹吸原理，一溝一管將水送到田間。④脈沖溝灌發生器。水流通過管道時，脈沖發生器根據指令，左右放水，水流流量一般較大，在灌水溝中快速向前推進，間隔一段時間后，再進行第二次、第三次沖灌，直至達到灌水要求，利用這一技術較常規溝灌可節水25%～30%，畦長也可增加。⑤尾水利用技術，由于流量較大時，溝灌水流向前推進的速度很快，短時間內就可灌到地頭，而這時田間灌水量還沒達到灌水要求，為此要持續一段時間，這樣水就會源源不斷從地頭流出，為利用這些尾水，美國因此而采取尾水回收利用技術，就是在地頭挖一集水溝，把尾水收集起來，利用低揚程泵重新將水送進管道，循環利用。
(2)畦灌。在美國畦灌主要應用于大田密植作物如小麥等，畦寬度10 m左右，畦長200 m左右，灌溉時采取大流量快速推進方式，每一畦配套一個給水栓，一次灌一畦，畦田規格根據農場、作物、水源情況確定，同時畦田都經過嚴格的激光平整。因此，美國的畦灌還是相當省水的。這種灌水方式，主要分布在水源相對豐富的河流兩岸，或地下水豐富的地區。
美國的地面灌水技術無論是溝灌或畦灌，其田間大部分都是采用管道輸水，水通過管道直送溝、畦，即使在自流灌區也是如此，因此，輸水過程的水損失相當少。田間通過激光平整、脈沖灌水、尾水回收利用等技術，灌水均勻度很高，水流均勻入滲，從而提高灌水效率。輸水防滲、田間改造加之相應的配套設備，構成美國地面灌溉節水的三個核心內容。
1.2 噴灌
美國的噴灌形式多種多樣，時針式、滾移式、平移式、卷盤式、支架式都有。支架式從微噴、小噴灌到噴灌呈系列化。滾移式、時針式、平移式、卷盤式與世界各地的形式沒有大的區別，使用范圍上有所側重，草皮養植場以平移式為主，大田作物則多用時針式、平移式或卷盤式。
支架式噴灌即固定式或半固定式噴灌，固定式噴灌與我們常說的概念一致，就是常年不動，從支架到噴頭常年放置野外，這種固定式與相應的耕作機構相配套，不會對耕作造成影響。在畦灌支撐桿與輸水管道的聯接上，以及噴頭管材、管件設計上，美國都有獨到之處。半固定式與我們習慣概念不完全一樣，準確的稱謂應為“季節性固定噴灌”。就是耕種時收起來，耕種結束后再放置到田間，直到收割期。小噴灌在美國隨處可見，主要用于低矮密植作物，如蔬菜、草莓等。小噴灌是介于微灌和噴灌之間的一種形式，投資省、適用性強。微灌在美國主要用于果樹和環境綠化。
1.3 滴灌
滴灌也是美國應用較多的一種節水灌溉技術，主要應用于葡萄。葡萄園采用的都是滴灌技術，滴灌可提高葡萄產量、改善葡萄品質，從而進一步提高葡萄酒的品質， 所以滴灌技術倍受農場主和葡萄酒商的青睞。針對滴灌技術易堵塞的弱點，美國對水質過濾處理極其嚴格，一般采取3～4級過濾。壓力可補償式滴頭的研制與應用是滴灌在美國能得以快速發展的一個主要原因。
1.4 浸潤灌溉
在我國稱這項技術為小管出流灌溉，早在1993年山東省新泰市在北京農業大學劉嬰谷教授指導下，率先在全國進行研究與試點工作，發展面積達1 333萬hm2以上。但是由于受灌溉質量所限，這項技術發展速度不快。美國同樣如此，但其具有雄厚經濟實力，使其在浸潤材料研制與應用上，有長足發展，因而使這一技術展現了較好前景。
2 幾點啟示
(1)總體上看，美國農業灌溉的節水主要是針對輸水、灌水、田間三個環節，地面灌溉特別強調通過提高田間入滲均勻度，實現節水，同時做到輸水管道化。美國從60年代發展管道輸水灌溉，我國80年代初期開始，目前僅山東省管道灌溉面積達173萬hm2以上。長期以來，我國田間改造推行長畦改短畦，寬畦改窄畦。在經濟條件較好的地方，自80年代以來大力發展噴灌、微灌技術，還結合自身特點強化渠道防滲，并不斷完善有關政策，以實現節水灌溉的硬措施與軟措施的有機結合。
(2)必須下大力氣提高農業灌溉的科技含量。我國的灌溉水平與美國相比還有相當大的差距，比如地面平整，美國用激光控制平整，而且一茬作物一平整，而我國用目測，好一點的用水準儀控制平整，且多年不整一次。再如灌溉適宜時間的選擇，我國大多憑經驗，而美國是通過精密儀器選擇灌水時機，張力計、葉面濕度測定儀等被廣泛采用。近幾年，美國將原本用于軍事的測量系統，稱之為TDR技術，應用于墑情測報，效果非常好。另外還有一些農場主通過微機中心進行操作，幾百英畝的農場灌溉，在一間屋里就可控制完成。
(3)節水灌溉技術的發展取決于國家的政策。美國對農業采取強有力的保護政策，聯邦以及州政府都盡可能降低農業生產成本，比如水價，美國主體水利工程，諸如水庫、主干渠道等的投入都由政府承擔，且工程建成后，不計入水成本，所以加州雖然水資源短缺，但農業水價并不高。電費也是如此，農業用電每千瓦時只有0.08美元左右(合人民幣0.7元)，而我國目前的農業用電也不低于這個水平，有的還要高出這個水平，達到1元以上，這對于并不富裕的農民來說負擔確實太重了，對發展噴灌、微灌等高新技術構成瓶頸制約。因
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