现代节水农业技术研究进展与发展趋势_郝德伟

随着社会经济的发展，农村的改革势在必行。特别是，现代农业节水技术的物质基础和技术条件日益显现和完善。传统的农业节水技术与生物技术、电子信息技术、计算机模拟技术、高分子材料技术等技术有机地结合起来，逐步形成了现代农业节水技术。只有实现从传统农业到现代农业的转型与发展，农业生产的效益才能得以实现，进而更好地推动国家经济持续、健康发展。

一、现代节水农业技术研究进展

（一）农艺节水技术

采用耕地覆盖、化肥等方法调节农田水分状况，蓄水保水，是改善农田灌溉用水、提高作物水分产量的重要手段。目前，我国在农业生产中已经取得了较好的效果，包括保护性耕作技术、田间覆盖技术、节水生化制剂（保水剂、吸水剂、种衣剂）、旱地专用肥料等。例如美国的中西部大平原，从传统的耕作到不耕种，从表面的松土到农作物的残茬，从机械耕作到化学药剂的处理，都明显地改善了土壤的保肥能力，并使农业的产量得到了明显的改善。法国，美国，日本，英国等国家相继研制出一系列的抗旱保水剂和吸水剂，用于经济作物，具有较好的节水和增产作用。法国和美国等国家在土壤表层喷洒聚丙烯酰胺，可以有效地抑制农田水分蒸发，防止土壤侵蚀，改善土壤结构［1］。

（二）生物（生理）节水技术

通过将作物水分生理调控机理与作物高效用水技术

相结合，可以发展出诸如RDI、分根区交替灌溉（AR‐

DI）、局部根干（PRD）等农作物的生理节水技术，从

而显著地改善作物和果树的水分利用率。与传统的灌溉方式所追求的是充分、均匀的水分灌溉方式不同，ARDI

和PRD技术注重的是在土壤的垂直剖面上或水平面上的某一部分。只对部分区域进行水分灌溉，并交替控制部分根系区域干燥，部分根系区域保持湿润，以促进根系轮换。通过对植株进行一定程度的干旱锻炼，刺激根系对养分的吸收、补偿作用，将根部信号ABA传递给叶片，将气孔调整到合适的位置，既不会影响作物的光合作用，也不会影响作物的蒸腾耗水量，同时也可以减少植株之间的土壤湿度，减少湿润区水分向干燥区横向移动造成的渗透率下降。RDI是指在作物生长的特定时期，通过对作物进行适当的水胁迫（也就是人为地使作物受到适当的干旱训练），从而使其光合产物分布到各个组织器官，从而增加其经济产出［2］。

（三）水管理节水技术

为了使我国农业灌溉用水管理的现代化、自动化、灵活的管理需求，使我国农业灌溉水管理的信息化、自动化和智能化水平不断提高。在降低灌溉、调蓄工程数量、降低工程造价的前提下，不仅满足了用户的需要，而且还可以降低弃水，改善灌溉系统的运行性能和效率。通过建立灌溉用水决策支持系统，对农作物生产、作物需水量进行模拟，并对土壤含盐量和水分胁迫情况

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进行预报。利用互联网技术、RS、GIS、GPS等技术实现数据的收集、交换和传送。通过对灌区的实时预测，同时实现灌区水资源的动态分配，进一步提升灌区水资源分配的整体质量效果。为了满足灌区水资源变化、适时、适度的需要，需要对灌区供水、输水系统的运行方式及相关的控制技术进行深入的探讨。目前，国外主要是以下游为基础的自控方式，通过集中式自动监测（遥测、遥调）实现对各大供水渠道的自动化管理，并对其进行自控技术的研究。在明渠自动控制系统的运行中，重点研究供水系统的优化调度方案。利用计算机仿真分析明渠的非恒定流量，并根据闸门的工作原理，编写该系统的实时控制软件。

（四）工程节水技术

随着现代农业生产的不断发展，从传统的地表灌溉到现代地表灌溉，已成为必然。在高精度土地平整技术的基础上，应用水平垄、波涌灌等先进的地面灌溉技术，无疑是这一转变的一个重要标志。采用精细地表灌溉技术可以显著改善土壤畦灌的性能，节水增产。激光控制土壤微调技术是当前国际上较为成熟的一种土地平整技术，通过对土壤进行高精度的平整，可以提高土壤的均匀度80%，提高农田灌溉的灌溉效率，提高农田灌溉的质量。在现代农业技术的飞速发展下，基于地面灌溉的实时反馈控制技术，将其应用于农业生产中。采用地表灌溉控制参数反求方法，可以克服农田土壤特性的空间变异，得到最优的灌水量控制参数，从而有效地改善地表灌溉技术的评估和决策的精确性。

二、现代节水农业技术研究发展趋势

现代农业节水技术是生物技术、计算机模拟技术、电子信息技术、高分子材料技术和传统节水农业技术相结合的产物。其显著的特征是各种技术交叉、渗透。现代节水农业技术既包含简单的工程和管理上的节水，也包含农业、生物等方面的节水。将水力学、土壤学、作物科学、生物学、遗传学、材料学、数学、化学等学科有机地结合在一起，利用降雨（灌溉）土壤作物进行水光循环、干物质经济产量转换，构建节水农业的基本理论。

20 世纪中叶以来，我国的节水农业科技突飞猛进，

将节水型思想与电脑技术有机地结合在一起，促进节水技术与土壤、大气、植被的有机结合，进而有效地提高灌溉的整体效益。在严格的理论与量化的基础上，大力发展现代农业节水高科技。利用计算机技术、电子信息技术和红外遥感技术对土壤含水量、含盐量、水沙、水环境、作物含水量等进行监测、收集和处理，可以极大地提高农业用水的利用率。同时，利用高分子复合材料和纳米材料进行渠道渗透和覆盖灌溉，提高了农业节水的灌溉效率［3］。

目前，我国已对节水灌溉技术着重于作物生理需要与用水、精确控制灌溉等。通过对土壤水分和植物根系信号传导机制的分析，阐明水分和植物根系信号传导机制的相互影响，从而揭示干旱对植物的超营养效应。科技创新推动了农业的新观念、新技术的产生，并在农业生产中运用现代科技为农业的发展提供了理论基础和技术支持，进而为促进农业可持续性发展奠定良好基础。未来，我国农业节水高新技术的发展，将进一步深入农作物需水信息采集、精确灌溉、节水高效栽培等领域，为农业快速发展提供有利条件。

结束语：

在我国水资源和环境严峻的情况下，依靠科技进步来弥补实际的缺陷，将成为推动现代节水农业技术发展运用的重要基础，这与我国农业发展的实际需要和战略需要相适应。同时，现代农业也是利用现代技术对传统农业进行改造、提高农村生产力的一个重要途径。同时，也是改变农业发展模式，提高农民增收的一个重要手段。新时期，农业节水技术的物质基础和技术条件日益显现和发展。

参考文献：

［1］刘国庆. 现代农业节水技术研究进展与发展趋

势［J］.中国高新区，2017 （23）：173.

［2］邓丽蓉. 现代农业节水技术研究进展与发展趋

势［J］.产业创新研究，2018 （4）：109-111.

［3］杨虹霞. 现代节水农业技术研究进展与发展趋势探讨［J］.南方农业，2021，15 （30）：223-224.

（作者单位：山东火樱桃投资开发有限公司）

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