2015年中国现代地面灌溉市场发展分析展望

    （1）现代地面灌溉技术要点分析.

    与喷灌、微灌等压力灌溉系统相比，传统地面灌存在的最大不足在于缺乏对灌溉过程的控制。对喷灌、微灌而言，可以根据作物的需求精确控制灌溉水的总量及其在田块内的分布。传统地面灌溉虽然可对灌溉水总量进行控制，却难以控制灌溉水在田块内的分布，由此造成传统地面灌溉的灌溉效果较差。因此，现代地面灌溉具有如下技术特征：

    1、应用激光控制平地技术构筑精细地面灌溉技术的基础。高精度的土地平整是现代精准农业的基础平台，只有具备了高精度的土地平整，才能真正实现精量播种、精量施肥、精确收割（机械采棉）等。国外在农田水利工程建设中，都把平地作为一项重要的基础工作。激光控制平地技术可实现高精度的土地平整，因此得到了广泛的应用。

    2、应用地面灌溉实时反馈控制技术提高对灌溉过程的控制。与其他压力灌溉方法相比，地面灌溉条件下水流在田间运动扩散的过程较为复杂。世界各国一直都把改进地面灌溉技术的重点放在加强对灌溉全过程的控制和管理上，以便提高地面灌溉的灌水质量。随着计算技术的发展，利用数学模型对地面灌溉全过程进行分析已成为改进地面灌溉技术的重要手段。地面灌溉实时反馈控制技术通过对田间水流运动过程的监控，利用田间观测数据反求地面灌溉的控制参数，制定高效节水的地面灌溉方案，并对地面灌溉过程实施反馈控制，实现对地面灌溉全过程的精细控制。

    3、应用高效节水地面灌溉技术和设备，提高地面灌溉的自动化。通过积极采用水平畦田灌溉技术、波涌灌溉技术、绳索灌溉技术等先进的地面灌溉技术，不仅使地面灌溉具有一定的自动化能力，而且也保证了高效节水效果的实现。

    4、制定合理的灌溉制度，加强地面灌溉的田间管理。由于地面灌溉方法的局限，采用地面灌溉技术很难实现小定额灌溉。因此，在制定地面灌溉的灌溉制度时，要充分考虑到灌溉技术的制约。

    （2）现代地面灌溉市场竞争格局.

    土地平整是改进地面灌溉的基础和关键，由于我国地面灌溉量大、面广，急需采用推广应用激光控制平地技术、水平畦田灌溉技术、田间闸管灌溉系统以及土壤墒情自动监测技术等一切改进地面灌溉措施，逐步实现田间灌溉水的有效控制和适时适量的精细灌溉。

    激光控制平地技术是目前世界上最先进的土地平整技术，在发达国家已广泛应用。这是一项“傻瓜式”的高新技术，具有自动化程度高、作业效率高、操作简单等特点，便于大规模推广应用。激光控制平地设备由激光发射装置、激光接收装置、控制器、平地铲运设备等四部分构成。激光发射装置被水平安装在矗立于田间的三角支架上，它产生的激光光束被高速旋转的棱镜反射，在田间上方产生一个激光平面，该平面作为平地作业的基准面。激光接收装置则垂直安装在平地铲运设备桅杆上。平地作业时，铲运机具刀口的初始位置一旦被确定，无论田面地形如何起伏，受激光发射和接收系统的控制，控制器始终通过液压升降系统将铲运刀口与平地作业的基准面保持在某一恒定值，能够实现高精度的土地平整。

    1995年以来，中国水利水电科学研究院引进了激光控制平地成套设备，并在“九五”国家重点科技攻关项目中，对该项技术进行了全面、系统的试验示范研究。结果表明：该项技术能够大幅度改善农田的平整状况，土地平整精度达到了标准偏差值（Sd）小于2-3公分；通过科学的田间设计与管理，田间灌水效率达到了70％-80％。水利部组织召开现场会，农业部和科技部先后发文，对该项技术给予了充分肯定，并在东北、新疆、山东等地开始推广应用。

    水平畦灌水技术是建立在激光控制平地技术基础上的一种地面灌溉技术，自20世纪80年代起首先在美国应用，随后在许多国家推广。该技术适用于多种粮食作物灌溉，经过合理的系统设计和田间管理，水平畦田灌溉可以取得与压力灌溉系统相媲美的灌溉效果。其优点是：A.当进地流量已知时，供水量仅由供水时间控制，容易确定适宜的灌水量。B.在适宜的畦田规格、进地流量、土壤入渗条件下，可以实现地面灌溉的小定额灌水。C.可以使田间深层渗漏损失最小，灌溉均匀度有很大改善。D.土地利用率高，便于大型农业机械作业。E.出苗条件、种植环境得到改善，灌溉均匀度的提高使作物生长更均匀，肥料的淋洗损失也得到控制，使作物明显增产。F.有利于防止土壤盐渍化。

    中国水利水电科学研究院通过水利部“948”项目，引进并开发生产了田间闸管灌溉系统。该系统由移动管道和管道上配置的多个闸门组成，其闸门间距及规格可根据田间沟（畦）的间距（宽度）及入地流量进行灵活的选择与配置。该系统不仅可替代田间毛渠完成田间配水过程，还可通过启闭安装在管道上的闸门实施田间控制灌溉。与现有的低压管道输水管网相配套，具有投资少、见效快、使用方便灵活的显著特点。近年在新疆棉花灌溉地区的应用表明，田间灌水效率达到了70％以上，比现状地面灌溉节水30-40％。该系统已列入2001年国家农业科技成果转化资金项目、水利部推广项目。

    （3）影响地面灌技术推广因素.

    灌溉均匀度低。一般的讲，畦灌条件下进地流量过小，与畦块长宽比例不当，造成水流推进缓慢，灌溉均匀度较低。

    田块地面高低不平，水流推进慢；或是地块尾部的反坡较大，造成壅水，影响了灌溉效果。

    田间灌溉管理粗放，灌溉时畦（沟）跑水、漏水现象严重。

    （4）现代地面灌溉市场发展趋势.

    产业信息网发布的《2015-2020年中国节水灌溉市场调查及投资前景分析报告》显示，我国现有灌溉面积8.0亿亩，其中地面灌溉占95%以上。由于农田土地平整程度差，田间灌溉工程规格不合理、地面灌溉技术落后、灌溉管理粗放等问题，致使我国地面灌溉的田间水利用率不高。通过应用现代地面灌溉技术，可以大幅度减少地面灌溉过程中的水量损失浪费。这对改变我国地面灌溉的落后状况、从整体上缓解农业水资源短缺的矛盾、促进灌溉农业的可持续发展具有重要的现实意义，也将为我国农业现代化奠定基础，促进我国传统农业向现代农业的转变。

    根据上述现代地面灌溉技术特征，提出如下适合我国国情的现代地面灌溉技术模式：

    1、以冬小麦等大田作物为代表的现代畦灌模式

    该模式采用的主要技术为：采用激光控制平地技术实现高精度的土地平整，扩大田块规格，提高农机作业效率；采用精量播种技术，降低播种量；采用水平畦田灌溉、波涌灌溉及喷、微灌等高效节水灌溉技术，提高田间水的利用率；采用精量施肥技术，提高化肥利用率；采用联合收割机技术，实现收割机械化。通过上述技术组合配套，集成小麦等大田作物的农业节水技术体系：高精度土地平整+精量播种+高效节水灌溉技术+精量施肥技术+机械化收割。

    2、以棉花为代表的现代沟灌模式

    该模式采用的主要技术为：采用激光控制平地技术实现高精度的土地平整，扩大田块规格，提高农机作业效率；采用精量播种技术，降低播种量；采用闸管灌溉、波涌灌溉、膜下滴灌等高效节水灌溉技术，提高田间水的利用率；采用机采棉技术，实现棉花采摘机械化。通过上述技术组合配套，集成棉花作物的农业节水技术体系：高精度土地平整+精量播种+高效节水灌溉技术+机械化采棉。

    3、以水稻为代表的现代地面灌溉模式

    该模式采用的主要技术为：采用激光控制平地技术实现高精度的土地平整，扩大田块规格，提高农机作业效率；采用机插秧技术实现精量插秧，降低播种量；采用塑料隔板技术，减少原来土埂占地，提高土地利用率；采用水稻"浅、薄、湿、晒"控制节水灌溉技术，提高田间水的利用率；采用联合收割机技术，实现水稻收割机械化。通过上述技术组合配套，集成水稻作物的农业节水技术体系：高精度土地平整+机械化插秧+塑料隔板+控制节水灌溉技术+机械化收割。

    现代地面灌溉技术不仅具有较好的节水增产效益，其具有的其他综合效益还可为农民带来实实在在的好处，例如提高土地利用率、提高农机作业效率、便于田间管理等。随着我国现代化进程的加快，现代地面灌溉技术模式也将得到广泛应用。