美國加州農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)而水資源卻相對貧乏，為解決這一矛盾，加州采取了各種節(jié)水工程技術(shù)措施，可以說世界先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)在加州都得到了較好的應(yīng)用。
一、地面灌水技術(shù)地面灌水技術(shù)在美國農(nóng)業(yè)灌溉中占主導(dǎo)地位，60％以上的農(nóng)業(yè)灌溉采用這種灌水技術(shù)，其方法主要有溝灌、畦灌。美國的溝灌與畦灌是經(jīng)過技術(shù)改良的，它融合了現(xiàn)代最新技術(shù)成果與科研成就，所以傳統(tǒng)的灌溉方法在美國具有較高的科技含量。
(一)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(yīng)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(jù)行距的不同，一般兩行果樹之間開3～5個(gè)灌水溝，大田作物則根據(jù)其種植特點(diǎn)布置灌水溝。與溝灌相配套的灌水器材主要有：多口門給水栓。這種給水栓露出地面30～40厘米，給水栓周圍均勻設(shè)置若干個(gè)小閘門出水口，每個(gè)出水口出水量不大，分別對應(yīng)一個(gè)灌水溝，這種給水栓最多設(shè)有8個(gè)口門， 同時(shí)可給8條灌水溝灌水。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(shè)小閘門，每個(gè)小閘門對應(yīng)一個(gè)灌水溝，灌溉時(shí)可根據(jù)供水量或需要，開啟一個(gè)或多個(gè)口門進(jìn)行灌溉，亦可進(jìn)行輪灌。這種管屬地面移動管，作物耕種時(shí)收起來，種植完后將管擺放在地頭，直至收割期。虹吸管。這種管就是普通的橡膠管或軟塑料管。水是通過防滲渠道送到田間，再通過節(jié)制閘將水位提高，使水位高出田面，利用虹吸原理，一溝一管將水均勻送到田間。脈沖溝灌發(fā)生器。水流通過管道時(shí)，脈沖發(fā)生器根據(jù)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(jìn)，間隔一段時(shí)間后，再進(jìn)行第二次、第三次沖灌，直至達(dá)到灌水要求，利用這一技術(shù)較常規(guī)溝灌可節(jié)水25％～30％，畦長也可增加。尾水利用技術(shù)。由于流量較大時(shí)，溝灌水流向前推進(jìn)的速度很快，短時(shí)間內(nèi)就可灌到地頭，而這時(shí)田間灌水量還沒達(dá)到灌水要求，為此要持續(xù)一段時(shí)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(shù)，就是在地頭挖一集水溝，把尾水收集起來，利用低揚(yáng)程泵重新將水送進(jìn)管道，循環(huán)利用。
(二)畦灌。在美國畦灌主要應(yīng)用于大田密植作物(如小麥等)。畦寬10米左右，畦長200米左右，灌溉時(shí)采取大流量快速推進(jìn)方式，每一畦配一個(gè)給水栓，一次灌一畦，畦田規(guī)格根據(jù)農(nóng)場、作物、水源情況確定，同時(shí)畦田都經(jīng)過嚴(yán)格的激光平整。因此，美國的畦灌還是相當(dāng)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(qū)。美國的地面灌水技術(shù)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(qū)也是如此，因此，輸水過程的水損失相當(dāng)少。田間通過激光平整、脈沖灌水、尾水回收利用等技術(shù)，灌水均勻度很高，水流均勻入滲，從而提高了灌水效率。輸水防滲、田間改造加之相應(yīng)的配套設(shè)備，構(gòu)成美國地面灌溉節(jié)水三個(gè)核心內(nèi)容。
二、噴灌美國的噴灌形式多種多樣，時(shí)針式、滾移式、平移式、卷盤式、支架式都有。支架式從微噴灌、小噴灌到噴灌呈系列化。滾移式、時(shí)針式、平移式、卷盤式與世界各地的形式?jīng)]有大的區(qū)別，只是在使用范圍上有所側(cè)重。草皮養(yǎng)植場以平移式為主，大田作物則多用時(shí)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，這種固定式噴灌與相應(yīng)的耕作機(jī)制相配套，不會對耕作造成影響。在畦灌支撐桿與輸水管道的聯(lián)接上，以及噴頭管材、管件設(shè)計(jì)上，美國都有獨(dú)到之處。半固定式噴灌與我們的習(xí)慣概念不完全一樣，準(zhǔn)確的稱謂應(yīng)為“季節(jié)性固定噴灌”。就是耕種時(shí)收起來，耕種結(jié)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。小噴灌是介于微噴灌和噴灌之間的一種形式，投資省、適用性強(qiáng)。微噴灌在美國主要用于果樹和環(huán)境綠化。
三、滴灌滴灌也是美國應(yīng)用較多的一種節(jié)水灌溉技術(shù)，主要應(yīng)用于葡萄園。葡萄園采用的都是滴灌技術(shù)，滴灌可提高葡萄產(chǎn)量、改善葡萄品質(zhì)，從而進(jìn)一步提高葡萄酒的品質(zhì)，所以滴灌技術(shù)倍受農(nóng)場主和葡萄酒商的青睞。針對滴灌技術(shù)易堵塞的弱點(diǎn)，美國對水質(zhì)過濾處理極其嚴(yán)格，一般采用3—4級過濾。壓力可補(bǔ)償式滴頭的研制與應(yīng)用是滴灌在美國能得以快速發(fā)展的一個(gè)主要原因。
四、浸潤灌溉在我國稱這項(xiàng)技術(shù)為小管出流灌溉。早在1993年，山東省新泰市就在北京農(nóng)業(yè)大學(xué)劉嬰谷教授指導(dǎo)下，在全國率先進(jìn)行了研究與試點(diǎn)工作。但是由于受灌溉質(zhì)量所限，這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展速度不快。美國同樣如此。但因其具有雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，使其在浸潤材料研制與應(yīng)用上有長足發(fā)展，因而使這一技術(shù)展現(xiàn)了較好的前景。
五、幾點(diǎn)啟示
(一) 從總體上看，美國農(nóng)業(yè)灌溉的節(jié)水主要是針對輸水、灌水、田間三個(gè)環(huán)節(jié)，地面灌溉特別強(qiáng)調(diào)通過提高田間入滲均勻度實(shí)現(xiàn)節(jié)水，同時(shí)做到輸水管道化。美國從上世紀(jì)60年代發(fā)展管道輸水灌溉，我國則在上世紀(jì)80年代初期才開始。長期以來，我國田間改造推行長畦改短畦，寬畦改窄畦。在我國經(jīng)濟(jì)條件較好的一些地方，自上世紀(jì)80年代以來大力發(fā)展噴灌、微灌技術(shù)，還結(jié)合自身特點(diǎn)強(qiáng)化渠道防滲，并不斷完善有關(guān)政策，以實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉的硬措施與軟措施的有機(jī)結(jié)合。
(二)必須下大力氣提高農(nóng)業(yè)灌溉的科技含量。我國的灌溉水平與美國相比還有相當(dāng)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(diǎn)的用水準(zhǔn)儀控制平整，且多年不整一次。再如灌溉適宜時(shí)間的選擇，我國大多憑經(jīng)驗(yàn)，而美國是通過精密儀器選擇灌水時(shí)機(jī)，張力計(jì)、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(tǒng)，稱之為TDR技術(shù)，應(yīng)用于墑情測報(bào)，效果非常好。另外，還有一些農(nóng)場主通過微機(jī)中心進(jìn)行操作，幾百英畝的農(nóng)場灌溉，在一間屋里就可控制完成。
(三)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展取決于國家的政策。美國對農(nóng)業(yè)采取強(qiáng)有力的保護(hù)政策，聯(lián)邦以及州政府都盡可能降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。比如水價(jià)，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(dān)，且工程建成后，不計(jì)入水成本，所以加州雖然水資源短缺，但農(nóng)業(yè)水價(jià)并不高。電費(fèi)也是如此，加州農(nóng)業(yè)用電每千瓦時(shí)只有0.08美元左右。而我國目前的農(nóng)業(yè)用電也不低于這個(gè)水平，有的還要高出這個(gè)水平，達(dá)到1元以上。這對于并不富裕的農(nóng)民來說負(fù)擔(dān)確實(shí)太重了，對發(fā)展噴灌、微灌等高新技術(shù)構(gòu)成瓶頸制約。因此，必須從投入政策、保護(hù)政策、技術(shù)創(chuàng)新等多方面人手，扶持農(nóng)民發(fā)展節(jié)水灌溉。#p#分頁標(biāo)題#e#
(四)有選擇、有針對性地積極穩(wěn)妥地引進(jìn)推廣先進(jìn)灌溉設(shè)備與技術(shù)。目前世界節(jié)水灌溉技術(shù)多種多樣，僅噴灌就有五六種之多。但是并不是所有技術(shù)都適合我國國情，例如滾移式噴灌機(jī)、時(shí)針式噴灌機(jī)等，在我國大部分地區(qū)這項(xiàng)技術(shù)可能行不通，除非實(shí)現(xiàn)大面積規(guī)模經(jīng)營，而微噴、滴灌、卷盤式噴灌等則較適合，宜扶持發(fā)展。其他如墑情測報(bào)、激光平整等，可選擇條件較好的地方進(jìn)行試點(diǎn)，為將來的發(fā)展總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積累資料。同時(shí)，還應(yīng)在技術(shù)消化、創(chuàng)新上多下功夫，采取積極措施，同外商合作，全面推進(jìn)我國節(jié)水灌溉設(shè)備生產(chǎn)的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化和國際化。
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