浅谈我国喷灌技术

浅谈我国喷灌技术

摘要：我国是一个水资源严重短缺的国家,喷灌技术的发展对我国农业节水有重要的意义。我国喷灌的发展经历从引进到仿制创新，从自发研制到国家组织、计划攻关，在品种繁杂到系列化、标准化的过程，其中有高潮也有低谷。经过近40a的发展，中国的喷灌出现了设备生产混乱、性能差、系列化程度低、自有技术少、科技水平落后等一些问题，同样也存在投资与效益、喷灌工程与中国农村现行体制不配套、管理方面的问题。文中提出了我国喷灌发展的对策：一是开发适合中国国情的喷灌机组，降低价格，形成中国特色的喷灌系列产品；二是加大科研力度，拥有一批具有自主产权的专利技术；三是加快设备研制与产业化进程；四是因地制宜地发展喷灌，讲求社会、经济、生态效益并举；五是增加政府投入，强化喷灌工程统一管理；六是加大大型喷灌机的研发与推广。

关键词：喷灌；发展；问题；对策

我国是一个水资源严重短缺的国家，随着我国经济的快速发展和人口增加，工业和城市用水量也在猛增，而传统的大面积漫灌方式所消耗的用水量依然占全国总用水量的70%以上，水有效利用率只有30%～40%，仅为发达国家的一半，水资源的严重浪费已影响到国家经济的可持续发展。根据2011年中国水利统计年鉴，截止到2010年年底，喷灌面积占灌溉面积的比例为5.01%，传统的地面灌溉方式占灌溉面积的73.93%，所以通过喷灌技术节水在我国仍有相当大的发展空间和潜力。喷灌是把由水泵加压或自然落差形成的有压水通过压力管道送到田间，再经喷头喷射到空中，形成细小水滴，均匀地洒落在农田，达到灌溉目的的一种高效节水灌溉方式。一般说来，其明显的优点是灌水均匀，占耕地少，节省人力，对地形的适应性强。主要缺点是受风力影响大，设备投资高。

1 我国喷灌技术的发展历程和现状

1.1 喷灌技术的发展历程

从20世纪50年代初开始，我国开始发展喷灌技术。60多年来我国喷灌技术的发展可以总结为试验研究、引进与研发并进、高效发展和稳步发展４个阶段。

（1）从20世纪50年代到70年代末为试验研究阶段，这一阶段总体上是我国对喷灌技术的初步探索过程，由于设备品种少、缺陷多，喷灌技术仅限运用于试验田地和少部分灌区内。（2）从20世纪70年代末到90年代中期为引进、研发并进阶段，在这个阶段我国积极引进国外的喷灌设备和喷灌机组，在此基础上消化吸收，研发自己的喷灌设备：手抬式轻型喷灌机、小型手推车喷灌机、大型电动平移式喷灌机和中心支轴式喷灌机等，还研制生产了PY1、PY2金属摇臂式、折射式、互控和自控式射流喷头；PVC硬塑料管和管件等。（3）从20世纪90年代中期到21世纪为初高效发展阶段，国家将发展节水灌溉作为一项基本国策，给予了资金上的倾斜，喷灌技术作为我国发展较早并取得过很好效果的节水灌溉技术，进入了高效发展阶段。（4）从21世纪初到现在为稳步发展阶段。21世纪是高新技术蓬勃发展的世纪，我国面临人口、资源、环境等多重压力，要保持农业的高速发展，就必须依靠科技进步，依靠高新技术。国家大力支持高效节水灌溉的发展。2011年中共中央印发的１号文件中指出：突出加强农田水利建设，大力发展节水灌溉，推广喷灌滴灌等技术。我国的喷灌技术已进入平稳期。

1.2 喷灌技术的现状

世界喷灌经过一个世纪的发展，目前向精确灌溉技术方向发展，包括低能耗精确灌溉法和变量施水精确灌溉两个方面。低能耗精确灌溉法主要应用于水资源日益紧缺和能源紧张的干旱半干旱地区，变量施水精确灌溉技术早期主要集中在肥料、养分、杀虫剂和杀草剂的喷施，随后发展到变量施水和精确灌溉。我国基于GPS、GIS和RS的变量施水精确灌溉技术目前处于讨论阶段，喷灌系统中各种要素之间的定性定量关系的系统研究较少，计算机辅助均匀度分析和系统设计方法在实践中应用欠缺，系统成套与控制设备等关键技术也亟需研发。目前喷灌设备在我国的生产，从品种、数量到质量都有了很大的发展和提高，基本配套设施可以满足喷灌发展的要求。喷灌技术结合中国推广技术要求形成了以下几种喷灌系统:移动式、半固定式、固定式；在机组方面分为大型机组、轻小型机组、固定自动化机组等形式，分别可用于大田作物、经济作物、草地、园林等。喷灌设备的发展一定程度上朝着“适用、成套、可靠、高效”方向在不断努力。

2 我国喷灌技术存发展面临的问题

喷灌技术的发展对中国节水农业起到了积极的推动作用。在产品方面由于存在制造工艺以及耐久性、可靠性、成本等问题，过去研制生产的20多种PY系列喷头应用越来越少；自主开发的10多种型号的全射流喷头，由于射流导向小孔易堵塞且元件易损耗等问题在实际农业生产中未全面普及；另外，农田灌溉目前主流产品是引进技术生产的ZY系列喷头；此外，在喷灌机方面，研制生产了系列中心支轴式喷灌机和平移式喷灌机，还有系列小型汽油、柴油喷灌机组；利用引进技术生产了系列卷盘式喷灌机组。仅从量上看，喷灌设备可满足发展的需要，但还存在设备水力性能有待提高、系列化程度不高等问题。

2.1 技术上的问题

（1）设备生产混乱

目前，我国的喷灌行业还没有形成具有绝对优势的龙头企业。据统计，全国共有300多家生产节水灌溉设备的企业，仅有少数几家引进国外成套生产设备；绝大多数企业生产产品性能与质量水平不高，其企业规模小、技术水平低、加工设备和工艺落后，甚至存在作坊式生产的现象，曾经在1999年，50多种节水灌溉产品来自中国16个省市的35家企业，由国家质量监督局会同水利部进行了抽检，结果表明:铝合金管、PVC管及喷头的合格率分别为72.7%，63.6%，80.0%。存在的主要问题包括:铝合金管的壁厚较薄，胶圈的密封自泄、管件耐压及结构、PVC的耐压及扩口较为突出。

另外，国内一些喷灌企业的质量并不高，只是对国外产品进行简单模仿，由于对一些关键设备没能完全掌握其技术要求，加上生产材料不过硬，生产出的产品在性能上还存在一定的差距，不能完全满足喷灌技术发展的需要。

（2）产品性能较差、系列化程度低

目前我国喷灌设备存在的问题一直是规格品种不全，适应性差。如喷头的品种少、规格单一，不能适应多变的地形和气候条件。另外可靠性、耐久性和成套性不高。如加压和自动调压设备不可靠；铝合金管道系统壁薄而不均匀，管件加工粗糙，快速接头漏水严重；喷头类旋转性不好，雾化程度低，喷洒均匀度差，近处水量分布较少，换向机构不可靠；喷灌机多为仿制产品，缺乏成套性，从外

观#结构上与国外产品没有明显的差距，但使用一两年后就需要频繁维修、更换零部件等问题，与国外产品的差距逐渐体现出来；绞盘式喷灌机的卷绕管等抗老化性能与国外产品也是差距较大，用两三年就开始明显老化，而国外产品一般可使用10～15a。

（3）自有技术少

目前我国的专利技术拥有量及应用差距较大。喷灌设备多是引进国外的产品或生产线，对国内已有的专利技术应用并不多，多数专利技术还只是中试阶段或作坊式生产，不能形成适合中国国情的喷灌系列化产品；同时，由于缺乏必要的专利技术，使得喷灌企业产业化后劲普遍不足。

（4）科技水平落后

在计算机应用和自动化管理方面，发达国家信息化水平明显高于我国，表现在：采用计算机优化设计方法，在设计中综合考虑作物产量、喷洒质量、水源、能源、土壤及外界环境等各要素之间的关系；设计范围从喷灌系统零部件到整个系统的设计，最终实现整个喷灌系统性能最佳，效益最高平，节省劳动力和水资源，改善灌水条件。

2.2 投资与效益问题

喷灌工程的建设投资和运行成本较高，靠农民自己投资发展大田作物喷灌工程，还有一定困难。在起我国大面积推广喷灌技术的过程当中，由于片面强调了喷灌的节水效益，少数地方把已成功的管灌改为喷灌，加上配套的农艺技术还没有跟上，虽然节水作用发挥得较好，但增产增收、降低成本的综合效益没有发挥或发挥得不充分，对投资应用喷灌设备的企业和个人而言，经济效益不大，影响了喷灌工程效益的发挥，挫伤了农民对喷灌工程投资、应用的积极性。

2.3 喷灌工程与中国农村现行体制不配套

中国农村实行联产承包责任制，根据党中央、国务院《关于做好1999年农业和农村工作的意见》，在1999年完成延长土地承包期工作，土地承包期延长为30年。目前我国80%以上的耕地是由一家一户的农户经营，地块小，种植作物不统一。且国内市场上的喷灌设备大多数适用于大规模、机械化的集约化农业生产，不适应小户经营模式，这是造成目前发展喷灌技术困难的一个重要原因。我国效益发挥比较好的喷灌系统大部分为大型和轻小型喷灌机组。

总结国内外喷灌技术发展的经验，均是从本国国情出发，因地制宜地有序推广。除了少数国家实现喷、微灌化外，大部分国家仍以地面灌溉为主。从喷灌的发展形式看，不同的国家又各具特色，美国和俄罗斯因地广人稀以大型喷灌机为主，法国、意大利则因地形等原因重点发展卷盘式喷灌机，而以色列、约旦、塞浦路斯等国因水资源极度匮乏则倾向于发展滴灌。而中国的基本国情是:人口总数最大，农业人口比例最高，农民人均耕地面积较少，为此，应结合中国国情发展喷灌系统。

2.4 管理方面的问题

重建轻管是中国喷灌技术发展中存在的一个普遍问题，如果不采取有效措施提高发展喷灌技术的管理水平，则难以发挥喷灌节水增产的效益。目前，我国喷灌的管理人员大部分没有经过严格的技术培训，人员素质低不适应先进技术的要求，因此，要设立专门的管理机构做好人员培训工作，大力推进喷灌技术的发展。

3 我国喷灌技术发展的对策

3.1 开发适合中国国情的喷灌机组，降低价格，形成中国特色的喷灌系列产品

推广喷灌技术不仅要求技术先进、设备质量可靠，且要价格适中。在我国，现有的喷灌设备缺少中低压喷头，缺少与农村耕地一家一户种植模式相适应的小型喷灌机组。研制开发新型小型多功能喷灌机组，要喷洒幅度可变、行走速度可调、桁架可折叠，适合我国农村承包责任制。开发适合该机型的低压、大流量喷头，使新的机型既可应用于井灌区，也可在渠道灌溉、低压管道输水灌溉区应用，适宜于不同的地势、不同的作物，拥有自主产权，形成产业化，则不仅可以大大降低成本，也可以提高设备的利用率。这也正是我国广大农村发展喷灌技术的迫切需要。

3.2 加大科研力度，拥有一批具有自主产权的专利技术

随着国外喷灌设备及技术大量出现在我国的喷灌市场，市场的竞争将更加激烈。21世纪的竞争是经济实力与发展潜力的竞争，是科技和人才的竞争，是国民素质尤其是国民创造力的竞争，只有形成有自主开发创新能力和拥有自主

知识产权的专利技术及成套技术成果，为喷灌企业的发展增添后劲，并实现产业化，逐步形成具有中国特色的喷灌技术体系，才能与国外同类产品竞争。国内外喷灌技术总的发展趋势是朝着低压、节能、多目标利用、灌溉精准化、产品系列化、标准化及运行管理自动化方向发展，但我国喷灌技术的发展更应适合中国国情，针对市场需求，科研单位与企业联合，研制开发适合我国国情的喷灌设备系列产品。

3.3 加快设备研制与产业化进程

针对目前我国喷灌设备生产企业多、生产规模不大、产品成本高、质量难以保证、难与国外产品竞争的局面，建议政府选择优秀企业，安排启动资金扶持，促进其实行规模化生产，或者支持有能力的企业，通过兼并、联营等形式，形成企业集团，走分工协作集约化生产的道路。中国的市场潜力巨大，只有站稳国内市场，在扩大内需的基础上，才能逐步走出国门。

3.4 因地制宜地发展喷灌，讲求社会、经济、生态效益并举

效益是节水的目标，也是喷灌技术发展的生命线，喷灌技术的发展建立在广大农民需要的基础上，推行节水灌溉，要让农民从中得到实实在在的利益。改变“跑项目要钱，要了钱修工程，修完工程就报废”的旧习惯，要从流域、区域经济社会发展的全局出发，因地制宜地选用适宜的喷灌形式，并与配套的高效农业技术措施相结合，提高喷灌的综合效益，让使用者切实感受到喷灌的好处。要对喷灌的效益做深入总结、科学分析，用有依据的数字和典型事例说服群众，使他们由主动接受转向主动投入。只有围绕促进农业结构调整、增加农民收入、推进农业现代化、突出效益核心，才能使喷灌技术走上健康发展的轨道。

3.5 增加政府投入，强化喷灌工程统一管理

建立政府与农民共同负担农业供水成本的机制和农业灌排设施运行管理财政补贴机制，促进喷灌的发展；综合运用财政和货币政策，引导金融机构增加农业高效节水灌溉信贷资金；加大农业高效节水灌溉财政贴息的规模、期限和贴息率；加快建立农业高效节水灌溉政策性贷款机制，积极推动政策性银行开展农业高效节水灌溉建设中长期贷款业务；支持符合条件的农业高效节水企业上市和发行债券，探索发展大型水利设备设施的融资租赁业务等。中央和省、

市、县财政都应大幅增加专项补助资金，切实提高农业高效节水的投入力度；按照“政府规划、民办公助、以奖代补、农民受益”的方式，加大政府奖补力度；整合以工代赈、农机补贴、农业综合开发等资金集中支持发展喷灌；做好发展喷灌技术的管理工作，首先，调动农民的积极性，让他们参与喷灌工程的建设。其次，设立专门的管理机构做好人员培训工作，统一进行喷灌工程的运行管理。最后，制定鼓励发展喷灌的投资政策和水价政策，调动灌溉管理单位和农民发展喷灌技术的积极性。

3.6 加大大型喷灌机的研发与推广

农业适度规模经营已成为我国现代农业建设的战略方向，农业规模化、集约化、规范化生产为大型喷灌机发展创造了广阔的市场空间。陈雷部长对黑龙江齐齐哈尔市甘南县的农业节水灌溉工作进行了考察，甘南县兴十四村应用大型行走式机械喷灌机后，实现了集约经营、连片种植，促进了农业集约化生产、农业结构调整、农业生产关系调整，进一步解放和发展了生产力。通过科学合理的开发利用水资源，提高水的利用率，减少灌溉费用，缓解用水供需矛盾，又可增加农民收入，促进社会稳定。目前中国大型喷灌机正处于快速发展时期，不但在保障粮食安全、生态安全及实现水资源可持续发展中占有重要地位，而且具有显著的经济效益、节水节电效益、生态效益和社会效益。为此，大力稳妥推广大型喷灌机的应用，必将对中国农牧业发展，缓解中国水资源短缺，支援工业和其他副业的发展产生巨大的经济效益和社会效益。

4 讨论

喷灌是一种技术成熟、应用较多的节水灌溉方式，在我国有较大的发展潜力和发展空间。本文在分析喷灌技术发展的基础上，首先，概述喷灌的发展历程和发展现状。其次，阐述了我国喷灌存在的一些问题，从技术问题、投资与效益问题、管理问题、喷灌与基本国情的关系等方面。最后，从开发适合中国国情的喷灌机组，降低价格，形成中国特色的喷灌系列产品，加大科研力度，拥有一批具有自主产权的专利技术，加快设备研制与产业化进程，因地制宜地发展喷灌，讲求社会、经济、生态效益并举，增加政府投入，强化喷灌工程统一管理，加大大

型喷灌机的研发与推广等角度提出了未来我国喷灌发展的战略对策。

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