摘要：我國的農業(yè)用水效率較低，為了解決16億人口糧食安全、改善生態(tài)環(huán)境和滿足工農業(yè)發(fā)展用水的需要，掀起一場提高農業(yè)用水效率的革命勢在必行。這場革命的重點主要包括：轉變水資源供需觀念，由供水管理演變?yōu)樾杷芾恚淖儐雾椉夹g為綜合技術，加強多部門聯(lián)合，充分發(fā)揮農民的節(jié)水積極性，節(jié)水設備和服務產業(yè)化。提高農業(yè)用水效率的主要技術造徑是：減少無效蒸發(fā)，調整種植結構，開發(fā)培育節(jié)水高產品種，節(jié)水高產施肥、培肥技術，大力推進節(jié)水灌溉制度。積極發(fā)展研究農業(yè)節(jié)水高新技術。

關鍵詞：節(jié)水農業(yè) 用水效率 水資源 管理 價值 農藝

1、提高農業(yè)用水效率必要性

1.1用水效率過低，有潛力可挖

我國是世界上13個貧水國之一，同時也是水資源浪費大國。我國農業(yè)用水量占總用水量的73.4％(若考慮農村生活用水則占81.7％)。當前我國灌溉用水的利用系數(shù)只有0.3—0.4，與發(fā)達國家O.7—0.9相比，相差0.4—0.5：農作物水分生產率平均1kg/m3左右，與以色列2.32kg/m3相比，相差一倍以上。從GDP用水效益上來看，美國1990年GDP用水效益為10.3美元/m3，1989年日本為32.4美元/m3，我國1995年用水效益為10.7元/m3，只有美國的1990年1/8，日本1989年的1/25(匯率按1995年1.32美元計算)，說明我國節(jié)水潛力很大。

1.2解決16億人口糧食安全的需要

所謂的糧食安全是指“保證任何人在任何地方都得到為了生存和健康所需要的足夠食品”，根據有關糧食安全評價，目前我國糧食安全低于美國、加拿大、澳大利亞和法國，高于俄國、日本、印度和世界平均水平。如果考慮我國龐大的人口群和水土資源供給狀況，未來我國糧食安全水平同現(xiàn)在相比有可能下降。據預測，在2030年左右，我國人口將達到16億高峰，屆時，需要糧食增長到6.4—7.2億噸。為了滿足這種糧食需求，灌溉面積需要發(fā)展到9.0億畝，此時，用水量將從現(xiàn)狀的4000億m3增長到6650億m3。從目前我國水資源供需狀況來看，如此大量的農業(yè)水資源供給是不可能的，必須通過節(jié)水來實現(xiàn)。據估算，如果科學地發(fā)展節(jié)水農業(yè)，到2030年我國灌溉水的利用系數(shù)達到0.65，水分生產率達到1.5kg/m3以上，加上10多億畝旱地農業(yè)增產的潛力，可以基本滿足我國未來糧食的安全。

1.3生態(tài)環(huán)境的需要

農業(yè)節(jié)水與生態(tài)環(huán)境密切相關。目前，我國的生態(tài)環(huán)境從整體上來看，還處于不斷惡化階段，因河流斷流而帶來的生態(tài)環(huán)境問題引入注目。黃河是我們的母親河，由于多年不斷的斷流，有人將之戲稱為“干娘河”。黃河斷流不僅對三角洲生態(tài)造成重要影響，而且對全流域生態(tài)環(huán)境產生極大不利影響。如黃河斷流導致河道淤積萎縮，增加高水位威脅的風險。解決黃河斷流的對策有多種，其中最主要的根本性戰(zhàn)略措施是農業(yè)節(jié)水，提高農業(yè)用水效率。目前黃河流域農業(yè)用水占總用水量的92％，大約有4/5灌溉水量是大水漫灌，節(jié)水灌溉面積僅2276萬畝，僅占總灌溉面積的20％。另外，西北干旱、半干旱地區(qū)降水少，生態(tài)環(huán)境脆弱，首先應滿足生態(tài)用水，當前尚未遵循這一原則，農業(yè)用水浪費，過量開荒超載放牧造成沙化面積不斷擴大，沙塵暴增加，需要大面退耕還林還草，耕地減少需要提高單產，因此，只有不斷提高農業(yè)用水效率才能有效地解決生態(tài)環(huán)境用水問題。

1.4工農業(yè)發(fā)展的需要

1972-1993年，我國工業(yè)和城市生活用水量從19.1億立方米增加到1403億立方米，凈增加了1384億立方米。30年來，工業(yè)和生活用水基本上引自于農村或灌溉水源地，其中相當一部分是農業(yè)節(jié)水的支持。在全國范圍出現(xiàn)干旱，農業(yè)用水源大量支持工業(yè)和城市建設的條件下，糧食總產量由1970年2400億公斤增至1996年4900億公斤，增加了一倍多，這充分地說明了我國農業(yè)用水效率的提高，和農業(yè)綜合能力的增長，我國在21世紀將成為世界中等發(fā)達國家，為了工農業(yè)的進一步發(fā)展，還要提高工業(yè)和農業(yè)的用水效率。

2、提高農業(yè)用水效率需要變革

2.1轉變水資源供需觀念，由供水管理演變?yōu)樾杷芾?/p>

傳統(tǒng)的水資源管理可以統(tǒng)稱為供水管理，其主要的特征是根據工農業(yè)用水需求，建立大中型水利工程來實現(xiàn)水資源供需平衡，它為緩解甚至徹底解決水資源供需矛盾發(fā)揮了重要作用。隨著水利工程不斷興建，工程難度愈來愈大，成本也不斷增加，而且隨著徑流開發(fā)加大，帶來了系列的生態(tài)環(huán)境問題，水資源供需矛盾也不斷加劇，完全依靠增加工程解決水資源問題已經成為不可能，運用綜合手段緩解水資源供需矛盾成為一種必然。供水管理的最大缺陷是忽略了用水者節(jié)水的可能性，它將水資源供需矛盾的解決寄托在水源供給上，其結果是水資源浪費的增加和低效。必須改變供水管理為需水管理。所謂的水資源需水管理就是綜合運用行政的、法律的和經濟的手段來規(guī)范水資源開發(fā)利用中的人類行為，從而實現(xiàn)對有限水資源優(yōu)化配置和合理利用，它強調把水資源作為一種稀缺的經濟資源，對水資源的優(yōu)化利用應著眼于現(xiàn)存的水資源供給，而不是自發(fā)的向新的供水能力投資以滿足未來的水的需求。在今后相當長的一段時間內，農業(yè)水資源供給量不可能增加，我們必須依靠現(xiàn)在的4000億m3左右水實現(xiàn)農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，通過需水管理是實現(xiàn)這一目標的關鍵所在。

2.2改變單項技術為綜合技術

提高農業(yè)用水效率決非一項或幾項工程措施所能實現(xiàn)，而要形成一套節(jié)水農業(yè)技術體系。首先是充分利用當?shù)厮Y源，包括降水、地表水、地下水、土壤水和劣質水資源化。在此基礎上引水、調水。在工程措施方面，前兩年給人以誤導，以為節(jié)水農業(yè)就是噴灌滴灌。現(xiàn)在國家將節(jié)水的重點，放在以節(jié)水為中心的大中型灌區(qū)改造上是正確的，但有的灌區(qū)把渠道防滲視為節(jié)水的唯一措施，各級渠道防滲到底，不但投資巨大，水的有效利用系數(shù)不高，如7級渠道水的利用系數(shù)達到O.9，也不過只有0.48，若為0.95也就是0.7。大中型區(qū)灌區(qū)改造應以骨干渠道防滲、井渠結合，渠系配套和平整土地為節(jié)水灌溉的基礎，再加上灌溉技術的改進，提高水的利用率。在農藝措施方面，首先是結合當?shù)刈匀弧①Y源和經濟條件，進行農業(yè)生產結構的調整，推行節(jié)水灌溉制度和節(jié)水栽培措施，減少農作物蒸發(fā)蒸騰，增加產量，提高水的利用效率。在節(jié)水管理方面，按流域統(tǒng)一管理地表水和地下水，改革管理體制和機制，建立科學的水價政策。山東桓臺縣是個老井灌區(qū)，年降水量550毫米，采取以轉變耗水觀念為突破口，充分利用降水、開發(fā)利用土壤水，合理調控地下水，達到采補平衡，農水措施緊密結合實現(xiàn)節(jié)水“噸糧縣”。在管理上，建立全縣、鄉(xiāng)、村三級管水體系，加強技術培訓，3年來辦班1035期次培訓班，發(fā)放節(jié)水明白紙28萬份，受訓25萬人次，使當?shù)厮睦孟禂?shù)達到0.9，水的利用效率達到2.0kg/m3，成為我國農業(yè)高效用水的典范。

2.3提高農業(yè)用水效率需要多部門聯(lián)合

節(jié)水農業(yè)是一個系統(tǒng)工程，涉及到眾多部門，如農業(yè)、水利、科技、氣象、城建、環(huán)保、宣傳、計劃和行政等部門，所以，提高用水效率單靠某一部門是難以實現(xiàn)，必須通過有關部門的大力協(xié)作來完成。提高農業(yè)用水效率就需要農業(yè)和水利部門聯(lián)合，目前，有關部門缺乏有效的合作機制，各自為戰(zhàn)，難以形成合力發(fā)揮最大效益。所以，我們應該(1)設立綜合協(xié)調機構，從組織上為部門的聯(lián)合創(chuàng)造條件；(2)按項目管理的辦法聯(lián)合有關部門組織實施；(3)制訂多部門參與的可行的節(jié)水農業(yè)規(guī)劃，為多部門聯(lián)合提供實現(xiàn)的基礎；(4)充分重視發(fā)揮地方部門的聯(lián)合效益，地方是節(jié)水的真正主力，只有充分發(fā)揮地方各部門積極性，才能事半功倍。如上所述，桓臺縣組織水利、農業(yè)、農家宣傳和鄉(xiāng)、村行政部門聯(lián)合共建節(jié)水噸糧縣。

十五屆三中全會決定要把推廣節(jié)水灌溉當作一項革命措施來抓，即將現(xiàn)代化灌溉帶動農業(yè)現(xiàn)代化，如北京發(fā)展噴管200萬畝，改變兩年三熟為一年兩熟，小麥玉米可以平播，減少田埂和渠系，擴大了耕地10％-15％，增產增收，促進了農業(yè)現(xiàn)代化。但對小麥后期噴灌易倒伏和灌漿不飽滿，需要農業(yè)部門聯(lián)合，采用矮桿抗倒伏和灌漿效率高的品種及栽培技術，只有農水部門聯(lián)合，才能達到節(jié)水增產的目的。又如河南唐河縣為砂姜黑土，有水不敢灌溉，因渠水灌了，濕粘干裂，農田灌溉所幫助發(fā)展噴管、滴灌種菜，畝產收入8000元，深受群眾歡迎，節(jié)水灌溉推動了當?shù)剞r業(yè)的發(fā)展。

2.4提高農業(yè)用水效率，需要充分發(fā)揮農民的節(jié)水積極性

提高農業(yè)用水效率，離不開農民的參與，一切技術和措施最終通過農民的實踐來實現(xiàn)，農民是節(jié)水提高效率的主體，其行為和素質在某種程度上決定節(jié)水效率的提高。因此，建立農民參與管理決策的民主管理機制是節(jié)水環(huán)節(jié)不可缺少的重要因素之一。

目前，一種新型的經濟自立灌排區(qū)的水管理機制值得關注和探討。它是世界銀行推薦的水管理體制改革的模式，已在我國江蘇、山東、安徽、河南和河北等五省進行了試點，效果較好。所謂的經濟自立灌排區(qū)，是指在水利界限清晰、相對獨立的灌排區(qū)上建立的旨在逐步減少并最終消除對政府財政依賴、按照市場經濟體制自主經營、獨立核算、經濟上自負盈虧、管理與服務相結合的、強調民眾參與的、非贏利的經濟實體，其主要模式是供水公司+用水者協(xié)會。江蘇試點表明，自流灌區(qū)可節(jié)水量200—300m3/畝(無工程投入)或300 500m3／畝(預計有工程投入)，安徽畀史杭灌區(qū)1997年試點也表明，基本實現(xiàn)了支渠以下的自我管理、自動維修、自主供水、自發(fā)交費、按方結算的有效管理機制，充分調動了農戶參與的管理的積極性，無論是在供水管理、工程管理還是水費計收方面都取得了較好的成績。

2.5提高農業(yè)用水效率，需要節(jié)水設備和服務產業(yè)化

節(jié)水效率的提高，要依靠灌溉工具和設備的提高，就要通過節(jié)水灌溉的產業(yè)化形式來實現(xiàn)。節(jié)水灌溉產業(yè)化包括節(jié)水設備的產業(yè)化和服務產業(yè)化。

目前，我國生產節(jié)水灌溉設備企業(yè)已初具規(guī)模，但從巨大的需求和產品質量來看，尚處于幼齡期，企業(yè)小而分散，產品品種單一，質量得不到保證，由于一些節(jié)水灌溉設備不過關，造成不少己建節(jié)水灌溉工程不能發(fā)揮效益，甚至報廢，生產國產優(yōu)質的節(jié)水灌溉設備，是提高水資源利用效率的重要環(huán)節(jié)，我們必須將其當作一件大事來抓，從多角度來促進節(jié)水灌溉設備的產業(yè)化。從國家角度來看，國家采取有利措施，制訂和盡快實施節(jié)水灌溉設備產業(yè)化計劃，同時加強產品質量監(jiān)控，規(guī)范市場行為；從企業(yè)的角度來看，實施創(chuàng)名牌的戰(zhàn)略，有關企業(yè)通過強強聯(lián)合，在國家有關部門的協(xié)調下，組織優(yōu)勢科技力量，創(chuàng)出一批名牌產品和若干龍頭企業(yè)。

節(jié)水灌溉服務產業(yè)化是節(jié)水效率提高的另一重要途徑，也是節(jié)水農業(yè)發(fā)展的必然趨勢。80年代中后期，我國一些地方出現(xiàn)了以噴灌機為手段的服務專業(yè)戶，受到農民的歡迎。農民不需購置設備，設備產權明確，由熟練人員操作，設備周轉使用率高，減輕了農民繁重的體力勞動，其運行符合市場經濟規(guī)律，在抗旱節(jié)水中發(fā)揮重要作用。當前，小型水利設施的管理和經營機制正在改革，對小水源，小渠道，小泵站采取服務合作制、拍賣，承包，租賃等改革方式，我們應充分利用灌區(qū)改革的機會，促進節(jié)水灌溉服務產業(yè)化。服務產業(yè)化向綜合性的技術轉化，包括發(fā)展以科、工、貿相結合，產學研一體化的服份公司，使之具有咨詢、規(guī)劃、設計、營銷與培訓相結合為一體的經濟實體，通過多種形式的綜合性的服務，使節(jié)水灌溉服務產業(yè)化走上健康之路。

3、提高農業(yè)用水效率的主要技術途徑

3.1減少無效蒸發(fā)

降低無效蒸發(fā)是提高農業(yè)用水效率的重要技術途徑，具體是減少土壤蒸發(fā)和作物奢侈蒸騰。據估算，半干旱區(qū)蒸發(fā)量占降水量的55—65％，相當于作物總耗水量的1/4—l/2，所以，減少土壤蒸發(fā)成為提高農業(yè)用水效率的重要途徑。為了減少土壤蒸發(fā)，目前比較成熟的技術采用地膜覆蓋和秸稈覆蓋。實踐表明，地膜覆蓋不僅具有增溫保濕、保墑提墑、改善土壤理化性質的作用，而且可以促進種子萌發(fā)，促進作物早出苗、出壯苗且早熟高產。地膜覆蓋的作物同不覆蓋相比，一般增產20—50％左右，而且產品的質量也有一定的提高。秸稈覆蓋是一種資源豐富、發(fā)展前景廣闊、效益明顯的節(jié)水技術，它具有改土培肥、保持水土和增產效果明顯的特點，據有關實驗，砂壤質和中壤質連續(xù)覆蓋后，土壤有機質由0.88％、0.94％逐漸增至1.06％和1.17％，農田冬閑期秸稈覆蓋減少土壤蒸發(fā)48％，冬小麥夏閑期秸稈覆蓋一般增產10—20％，干旱年份達50％以上，水分利用效率提高0.48—0.85k8/m3。減少奢侈蒸騰在干旱時葉面噴灑黃腐酸可使小麥水分生產率提高15.5％。

3.2調整種植結構，開發(fā)培育節(jié)水高產品種

由于品種的差異，作物水分利用效率(WUEkg/mm．畝)存在較大的差別，如冬小麥WUE為1.03(山西屯留，1989)、春玉米為1.61(山西屯留，1988)，春谷子為0.75(山西屯留，1989)、春小麥為0.45(內蒙古武川，1989)、馬鈴薯為0.79(內蒙古武川，1987)。有關資料表明，通過調整作物布局，建立適應抗逆型種植制度，一般可使農田整體WUE提高O.15 0.26kg/m3，增產15-30％。從總的情況來看，玉米等碳4植物比小麥等碳3植物水分利用效率高，根據區(qū)域和種植區(qū)的實際情況，調整和優(yōu)化種植結構，對提高農田整體水分利用效率是非常有利的。

值得說明的是，水分利用效率的提高，并不一定意味著經濟效益的提高，在布局調整時，還必須充分考慮市場這只“看不見的手”的調節(jié)作用，將水分利用效率和市場有機的結合起來，達到增效增收的目的。

節(jié)水高產品種的培育是提高作物產量的重要途徑，培育抗旱增產品種是現(xiàn)代作物育種的一個新方向，也是提高農業(yè)用水效率的不可缺的舉措。目前已經初步完成了小麥、水稻、玉米等作物品種染色體基因圖的繪制，使人類按照自己的意愿實現(xiàn)作物基因的重組成為可能。一些品種沒有將抗旱和增產有效地結合起來，出現(xiàn)了抗旱不增產或者增產不抗旱的情況。所以，開發(fā)培育節(jié)水高產品種，還有一段相當長的路，我們必須利用現(xiàn)代技術，如生物技術、基因工程技術等克隆或者發(fā)現(xiàn)抗旱增產基因，為提高水分利用效率作出更大的貢獻。

3.3節(jié)水高產施肥、培肥技術

“以肥調水”技術是提高水資源利用效率的重要手段。研究結果表明，作物的產量與溫度、光照、水分、肥料等因素有密切關系，在其他因素不變的條件下，作物的需水量與肥力相互耦合，呈現(xiàn)出規(guī)律性變化關系。表l是不同施肥水平作物產量(Y)及水分利用效率(WUE)。

表1不同施肥水平作物產量(Y)及水分利用效率（武川）（公斤/畝，公斤kg/mm·畝）

從表可以看出，在一定的閾值范圍內，作物的產量與肥料水平呈現(xiàn)正相關關系，水分利用效率卻表現(xiàn)出倒U型，最大的WUE值并非出現(xiàn)在超高肥階段，而是出現(xiàn)在高肥區(qū)。盡管不同實驗區(qū)所得結果略有差異，但所表現(xiàn)出的通過調肥可以獲得較高的WUE結論是一致的。

此實驗給我們的啟示是，通過調節(jié)土壤肥力可以獲得較大的WUE。由于在一些地區(qū)，特別是干旱或半干旱地區(qū)，水分是影響作物生長主導限制因子，因此，可以通過以肥調水，提高農業(yè)用水利用效率。各地區(qū)應該根據各地的實際情況，尋求以肥調水的最佳方案，在實踐中大力提高水資源利用效率。

3.4大力推進節(jié)水灌溉制度

節(jié)水灌溉制度是農業(yè)高效用水的基礎，它針對農作物的生理特點，通過灌溉和農藝措施，調節(jié)土壤水分，對農作物的生長發(fā)育實施促、控結合，以獲得最佳經濟產量的灌溉方式。

實踐表明，各種農作物不同發(fā)育階段對水分的需求有很大差異，并非全生長期都要求土壤濕潤才能穩(wěn)產高產。一般而言，在作物營養(yǎng)生長盛期和受粉、受精期需水量較多，而在苗期和營養(yǎng)生長結束，生殖生長開始階段，可以適度水分虧損而不減產。許多旱作物苗期保持較低土壤含水量，可以促進根系深扎，為充分利用土壤水奠定堅實的根基：成熟期為了防止倒伏，保持較低土壤含水量是非常必要的。這是開展節(jié)水灌溉的理論基礎。此外，節(jié)水灌溉具有投入低、見效快、適合我國國情的特點。

以冬麥為例，如冬前生長旺盛，分蘗已達到產量要求的成穗數(shù)，則在春季返青的拔節(jié)前期不應灌水，以抑止無效分蘗，減少水分和養(yǎng)分的無效消耗。中國農業(yè)科學院農田灌溉所在山西夏縣的試驗結果表明，冬小麥澆3水(127m3／畝)處理，畝產256.41kg，澆5水(220m3/畝)處理，畝處理272.4kg，僅低5.9%，但節(jié)水93m3/畝，水分利用效率提高O.24-O.28kg/m3。河北省的試驗也說明了類似規(guī)律，過去小麥要灌水5～7次，實施節(jié)水灌溉以后，現(xiàn)在僅灌2～3次，產量有增無減。近年來許多地方水稻栽培實行“淺濕曬”的灌溉方式，或“控制灌溉”方式，都達到高產省水效果，證明科學的節(jié)水灌溉制度是高效用水的基礎。

3.5積極發(fā)展研究農業(yè)節(jié)水高新技術

節(jié)水農業(yè)的發(fā)展和效益的提高最終依靠科學進步來實現(xiàn)，特別是高新技術，它代表了節(jié)水農業(yè)發(fā)展方向，是中國農業(yè)能夠在21世紀跨入世界前列的重要支撐力之一。它包括分子生物學技術、信息技術、精準農業(yè)技術、化學節(jié)水技術、新材料技術、自動化管理技術、灌溉新技術以及低水耗高產農業(yè)的綜合技術等以化學節(jié)水中黃腐酸(FA)為例，它是一種理想的抗旱劑，它以黃腐酸為主要原料，并配以植物所需的30多種元素生產出的旱地龍，已經在全國推廣1000多萬畝，使用此產品可使作物增產10-15％，節(jié)水20-30%，投入產出比為1：15，經濟作物則達1：20以上。依靠科技進步，減少農田蒸發(fā)和作物奢侈蒸騰及增加產量，提高農業(yè)用水效率是我們長遠的奮斗目標。

4、結束語

提高農業(yè)用水效率是關系到21世紀中國人能否養(yǎng)活、養(yǎng)好16億人口的重大問題，我們必須站在戰(zhàn)略和政治高度處理這個問題。我們的目標是利用農業(yè)4000億立方米左右的水，生產出16億人口所需要的富裕的餐桌食物，為了實現(xiàn)這個宏偉的目標，掀起一場提高農業(yè)用水效率的革命勢在必行。