分析中国列控系统的发展历程及趋势 中国节水农业发展历程及趋势

　　中国是一个水资源严重匮乏的国家，人均水资源占有量2300m3，仅为世界人均水平的1/4，并且有限的水资源在空间上分布极不均匀，占国土面积60%以上的北方地区拥有的水资源量不足全国总量的20%。正因如此，在各种自然灾害中，旱灾在中国发生的频率最高、危害最大。据邓云特在《中国救荒史》中的统计：自公元前206年至公元1936年间发生了1035次旱灾，平均约每2年发生1次。新中国成立后也不例外，几乎每年都发生或轻或重的旱灾，而且往往在同一地区连季发生。
　　中华民族作为世界上最古老的民族之一，在漫长的生存发展过程中创造了灿烂的节水农业文明。节水农业是一项以农业节水工程、农业节水技术为核心，以水资源的保护、涵养与科学管理为基础，以提高水利用率、实现水资源的良性循环和农业可持续发展为目标的系统工程。农业节水工程包括渠道防渗、管道输水、喷灌、微灌、畦灌、沟灌等，农业节水技术包括抗旱保墒的栽培耕作制度、适水种植、集雨灌溉、抗旱育种、水肥耦合、非充分灌溉、灌溉制度优化及合理的轮作和间混套作、化学节水（施用化学覆盖剂、保水剂、抗蒸腾剂等）等。
　　中国古代的节水农业
　　撂荒农业
　　在原始社会，人少地多，地无主，当土地连种几年不能再生产出比播种量更多的收成时，就弃耕另辟新的生荒地（生荒制）；人类定居后，地有主，不能任意开垦，必须耕种之前曾被耕过、弃荒后得以恢复的土地（熟荒制）。这两种撂荒农业虽属粗放的耕作制度，却能依靠降水的补充，使土壤水分得以恢复，从而起到时空调水的作用。
　　抗旱种植结构
　　黄河中游是我国原始旱农业形成和发展的中心。从新石器时代遗址中，发现炭化了的黍、稷和油菜等作物的籽粒，说明在7300～7800年前，所种植的多是比较耐旱的作物。到2000多年前的秦汉时期才开始发展灌溉农业，但广大农田仍以旱作为主。
　　抗旱育种
　　到了宋代，耕作制度和技术进一步提高，出现了抗旱育种技术，如在江淮、两浙地区引种越南占城早稻。占城稻是早籼稻，性耐旱。广大农民经过长期精心栽培和选育，还创造出许多适应当地气候、土壤条件的新占城稻良种。
　　抗旱耕作技术
　　中国的抗旱耕作技术可上溯至公元前1000年前后的战国时代。当时金属冶炼技术的发明，也带来了较为先进的抗旱保墒耕作方法。《吕氏春秋》记载了“上田弃亩，下田弃田川”的高旱地种垄沟、低湿地种垄台的防旱涝的种植方式，又指出“稼欲生于麈，而殖于坚”的防旱播种技术，还指出要观察土的颜色，尽量在土壤水分适宜的时候进行播种。汉代奠定了我国北方旱地农业的基础，其基本原则沿用至今。汉代的《氾胜之书》（公元前1世纪）论述了多种作物从种到收整个生产过程的农业技术，提倡精耕细作、间种和混种以及耙、耢、镇压等各种抗旱保墒的技术措施。赵过发明能耐风旱又能多产的“代田法”，先把土地开成深广各一尺的田川，田川旁堆成高广各一尺的垅。下种时把种子播在田川内，用垅上的土和耨除的草培植苗根。盛夏垅土用尽，田川垅培平，作物的根既深且固，不畏风旱。氾胜之又发明区田法，把耕地分成方方小区，区与区之间培出土埂。分区的大小、坑内挖土的深浅，根据作物而定，从而做到深翻、保墒、集中施肥浇水，适合于当时北方黄土地带种植旱作物的特点。
　　魏晋南北朝时期，继承并发展了汉代的旱农业耕作技术。贾思勰的《齐民要术》总结了耕耙耱抗旱保墒、绿肥轮作、用地养地等黄河流域的农业生产技术经验，说明在公元6世纪以前，我国北方防旱保墒的生产技术体系已基本形成。唐宋时期发展缓慢，只有南宋《农书》介绍了在旱田“获刈才毕，随即耕治晒暴，加粪壅培，而种豆、麦、蔬菇”的经验。
　　元、明乃至清代，史料对抗旱耕作技术的阐述更为详细。元代《王桢农书》（公元14世纪）则对黄河流域旱作区的农业生产进行了综述。《韩氏直说》在阐明秋耕时，提出了类似浅耕灭茬的措施，详细阐述了秋耕和春播前一系列的耕耙耢防旱保墒措施。在甘肃、宁夏和青海的一些地区，劳动人民还创造了一种蓄水保墒、抗旱稳产增产的特殊覆盖免耕方式——砂田法。这一方法不仅蓄水保墒，而且能提高地温，促使作物早熟。清末，国外农业技术的引进，对历史悠久的抗旱耕作技术影响不大。直到现代的良种、农具、新农业技术等的引进，才对我国抗旱耕作技术的发展起到推动作用。
　　径流灌溉技术
　　商代，由于井田制的采用，我国已经有了水田灌溉和排水渠道。井田制在西周得以继承和发展，形成了沟洫灌溉，犹如现代的灌溉体系。春秋战国时期打破了井田制和沟洫灌溉，兴建了大型渠系以适应灌溉的需求。西汉时期，在南方丘陵地区，就已有利用丘陵起伏地修建陂塘蓄水、蓄到一定水量后再引水灌溉的抗旱方式。通过进一步发展，人们把各种大小的陂塘串联起来，将分散的陂塘水源集中起来统筹使用，根据天气的旱涝情况和灌溉用水的多寡，开放一个或几个陂塘，供给整个灌区使用，合理调剂，以达到抗旱灌溉的目的。后汉时兴建的木渠（木里沟）与陂塘相连，到宋朝时已形成渠网化的河流，“通旧陂四十九，渺然相属，如联鉴，高蓄下泄”。到了唐朝，也不乏径流灌溉工程，《浙江通志·水利·通省水道》说：“山漳溪壑之水，利在堰埭陂闸。”到了元代，开始兴建梯田，层层利用山水。
　　灌溉工程与水资源管理
　　在公元前11世纪末至8世纪西周时期的沟洫灌溉建设中，已有犹如现代称谓的干渠、支渠、斗渠、农渠、毛渠组成的灌溉系统。《周礼·地官司徒·稻人》说：“掌稼下地，以潴蓄水，以防止水，以沟荡水，以遂均水，以列舍水，以浍泄水。”《诗·小雅·黍苗》更有“原隰既平，泉流既清”，讲的是平整土地、修理灌溉渠道、清理水源。可见，西周时期，灌溉系统相当完备，且有专职人员管理。除此而外，历史上很多朝代都设置水官，负责兴建农田水利，如汉元帝时南阳太守召信臣重视灌溉管理工作，“为民作均水约束，刻石立于田畔以防纷争”。
　　中国现代的节水农业
　　直到新中国成立初期，我国大部分农田灌溉仍沿用旱田大水漫灌、水田串畦淹灌的方法。到了20世纪50～60年代，水利部开始实施节水农业技术和以提高灌溉水有效性为目标的农业灌溉工程。到70年代初，某些技术已在生产中推广应用，如在自流灌区大力推广衬砌渠道工程、平整土地、划小畦块，并开始发展喷灌技术，并于1974年引进滴灌技术。“七五”期间，国家科委把低压管道输水灌溉技术列入重点科技攻关项目。20世纪70年代后期至80年代初在丘陵区推广抗旱灌溉，主要推广喷、微灌等先进灌水技术，并于70～80年代间提出了地膜覆盖栽培、节水栽培等有效技术措施，在玉米等大田作物上取得显著增产效果。20世纪80年代中期至90年代初，在全国范围内推广低压管道输水技术，80年代中期也开展了涌流灌溉技术的试验研究工作，取得了一批成果，但未能推广应用。80年代末，开展了雨水汇集利用技术的研究，在汇流表面处理技术、窖窑构建及布局、汇流面与种植面积比例方面取得了成果。 　　从20世纪90年代开始，研究节水工程技术同农业节水技术（水肥耦合、耕作措施、作物结构与布局、地表覆盖、优化灌溉、水稻浅湿灌溉、膜上灌、坐水种等）的组合，我国节水农业的发展进入一个新时期。“九五”期间，节水农业技术研究与示范被列为国家科技攻关项目，从节水灌溉新技术、水资源合理利用、主要农作物节水灌溉制度与节水灌溉设备等方面分别进行了深入与综合研究。1996年，国务院批准于“九五”期间在全国建设300个节水增产重点县和一批节水型井灌区。1998年，国务院节水办公会指出，到2010年，我国节水农业将实现全国灌溉水利用率提高到55%以上，节水灌溉面积由3333万hm2在灌溉用水量不增加的情况下，发展到5567万hm2的目标。在化学节水技术（化学覆盖剂、保水剂、抗蒸腾剂、稀土元素、生根粉等）方面，已研究出多种类型的保水剂，在多种作物上推广。到20世纪90年代，化学节水技术曾被列入“八五”、“九五”国家科技攻关计划，并取得重大进展。改革开放后，我国水资源的法制建设也取得了实质性进展，已制定的法律主要有《中华人民共和国水法》（1988年）、《中华人民共和国水污染防治法》（1996年）、《中华人民共和国水土保持法》（1991年）等。
　　目前，我国已在旱地农业水分调控和农作物增产技术、节水农业综合技术体系、低压管道输水、喷灌和微灌及其他新灌水技术，包括渠道衬砌、管道输水、喷灌、滴灌、渗灌、畦灌、沟灌、抗旱保墒的栽培耕作制度、集雨灌溉、抗旱育种、水肥耦合、非充分灌溉、灌溉制度优化、合理的轮作和间混套作、污水回灌等方面形成了自己的特色。但我国农业用水上存在很多薄弱环节，投巨资建起了各种水利工程设施，田间施水方法却落后粗放，在技术上仍广泛沿用原始方法，水分利用率低，水资源浪费严重，科研成果转化率低，没有市场约束，没有现代意义上的管理，缺乏有效的组织来维护合理的管理制度。“十五”期间，经国家科教领导小组批准，科技部、水利部、农业部于2002年联合启动实施了“现代节水农业技术体系及新产品研究与开发”重大科技专项，并将其列入“863”高技术研究发展计划，其重点是突破制约我国节水农业技术发展的“瓶颈”问题。
　　“十一五”期间，国家发展改革委、水利部和建设部组织编制了节水型社会建设“十一五规划，确定了节水型社会建设的重点和对策措施。在农业领域以提高灌溉水利用效率为核心，结合新农村建设，调整农业种植结构，优化配置水资源，加快建设高效输配水工程等农业节水基础设施，对现有大中型灌区进行续建配套和节水改造，推广和普及节水技术，优先在粮食主产区、严重缺水地区以及生态脆弱地区发展节水灌溉和开展旱作节水农业示范试点。“十二五”期间，将在节水型社会建设“十一五”规划的基础上，在农业节水方面，仍然以提高灌溉水利用效率和发展高效节水农业为核心。
　　中国节水农业的发展趋势
　　我国农业是用水大户，占总用水量的73%，农田灌溉用水占66%。中国在目前的经济与社会条件下，在较长时期内，农业的节水重点将是推动节水工程技术，加强现代农艺节水技术，并完善水资源的管理。
　　节水工程技术
　　一是在输水过程中节水。由于中国目前主要的输水方式为渠道输水，而且主要渠道为土渠，大多数兴建于20世纪50～60年代，年久失修、老化、不配套现象严重，全国渠系水利用率只有40%，节水潜力最大。目前，我国已建渠道防渗工程逾55万km，仅占渠道总长的18%。80%以上的渠道没有防渗，由于渠道老化失修、配套不全以及缺乏防渗处理，全国年渗漏损失水量达1700亿m3。因此，要把重点放在减少渠道输水损失、防渗和管道输水等方面，做好渠道防渗、管道输水和灌区的配套工作，如在我国北方推广低压管道输水灌溉。然而，这种输水工程节水模式难以实现节水增产，而且在某种程度上剥夺了生态用水量。
　　二是在田间节水。20世纪70年代以来，通过推广小畦灌等改变大水漫灌的传统地面灌水技术，田间节水已经取得了显著的效果。近年来，采用喷灌、滴灌、微喷减少田间灌水损失，大大提高了田间灌溉水的利用率。这些高效节水技术注重作物生长机理的农艺节水模式可以实现节水增产，但是，无法改良土壤，甚至还会导致土壤盐渍化加剧。
　　现代农艺节水技术
　　现代农艺节水技术包括增施有机肥、秸秆还田、改良土壤、聚水保墒、水肥一体化、优化灌溉制度等多项措施以及遗传改良选育抗旱节水品种、生理调控和群体适应等措施。
　　加强用水管理
　　适时适量，有计划地科学用水，优化灌溉制度，实行定额灌溉，加强水价和收费管理。在政府的政策引导和多部门间的配合下，保护水资源，合理调配水源，实施灌区优化配水技术，地面地下水联合优化运用，做到充分拦降水、优化配置地表水、合理开发地下水、保持利用土壤水，搞好“四水”转化。
　　推广各种节水措施
　　需要强调的是，根据各地经济、自然和社会发展的实际状况，要因地制宜地推广、应用不同成本的工程节水措施，调整农业种植结构，大力推广蓄水保墒、坐水点种、地膜覆盖、秸秆还田、抗旱保水剂的使用等。
　　实现水资源的可持续利用
　　新中国成立以来，水利工程的数量已达到相当的规模，未来中国不可能再靠水利工程数量的增长和开发新水源来保障社会经济的可持续发展，而要靠水资源的高效利用和保护、资源的优化配置、科学进步和技术创新。在工程与技术相对成熟的情况下，中国节水农业的发展重点将是管理节水、水资源的保护与涵养、先进节水工程与技术的结合及推广应用。与此同时，节水农业的发展必须考虑生态需水，因为在我国北方降水较少的干旱与半干旱区，生态需水靠地下水、河道水、渠系水或田间水补给。发展节水农业，尤其是工程节水，应该适当考虑周边生态需水，加强水管理，合理配置水资源，实现可持续节水；否则，可能造成不可挽回的生态灾难。因此，在选择优化节水灌溉方式时，除了考虑投资效益、水利用率、地形和种植结构等因素外，必须考虑区域水资源的科学管理和合理配置，实现区域水资源利用的可持续性。如内蒙古地区灌溉农田80%为地面灌溉，渠道砌衬防渗率仅为10%，节水重点应放在渠灌区，以发展渠道防渗和地面灌溉节水为主。同时，必须考虑其生态效应，实现可持续发展。

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