水是萬(wàn)物之源，從植物、動(dòng)物到人類，無(wú)不需要水資源，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)更如此。比如，時(shí)下關(guān)注度超高的 “生態(tài)循環(huán)”、“節(jié)水”等等。而灌溉排水則是一國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的命脈與糧食安全的基石。

雖然我國(guó)的灌溉面積達(dá)到11.1億畝，目前正在建設(shè)一批現(xiàn)代化的灌區(qū)，但對(duì)于人口眾多、地表水資源不是很豐富的我們，打造生態(tài)農(nóng)場(chǎng)、庭院花園、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，一些節(jié)水灌溉技術(shù)不能不知！

遠(yuǎn)古時(shí)代的灌溉技術(shù)

1）桔槔灌溉

古書有云“鑿隧而人井，抱甕而灌”，過(guò)去大家都是用瓦罐從井里把水一罐罐的提出來(lái)，然后再一罐罐的用手灑在農(nóng)作物上，雖然能實(shí)現(xiàn)灌溉農(nóng)作物，但效率較低且比較費(fèi)勁。

春秋時(shí)期，開(kāi)始采用杠桿原理提水，桔槔(gāo)灌溉便產(chǎn)生了。桔槔，就是用兩根木桿組成，一根豎立河邊或井邊，另一根橫掛在直木頂上，一端系一大石，另一端用長(zhǎng)繩子掛上木桶，通過(guò)杠桿原理來(lái)進(jìn)行汲水灌溉。

桔槔的產(chǎn)生，大大提高了灌溉效率。記載顯示，使用桔槔之后，農(nóng)民們一天可灌百畦。

2）轆轤灌溉

到了漢代后，原始轆轤產(chǎn)生。轆轤(lù lu)，由轆轤頭、支架、井繩、水斗等部分構(gòu)成。這是利用輪軸原理從井中提水的一種裝置。

在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，桔槔和轆轤是我國(guó)主要的井灌提水工作。直到唐朝后，有人嘗試用轆轤把河水提到高處，通過(guò)架空索道的轆轤進(jìn)行汲水，但后來(lái)沒(méi)有獲得發(fā)展。

3) 龍骨水車

這是對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)起到很大作用的”翻車”，又稱為“龍骨水車”。它是世界上出現(xiàn)最早、流傳最久遠(yuǎn)的農(nóng)用水車。龍骨水車，可用手搖、腳踏、牛轉(zhuǎn)、水轉(zhuǎn)或風(fēng)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，龍骨葉板用作鏈條，臥于矩形長(zhǎng)槽中，車身斜置河邊或池塘邊。下鏈輪和車身一部分沒(méi)入水中。驅(qū)動(dòng)鏈輪，葉板就沿槽刮水上升，到長(zhǎng)槽上端將水送出。

如此連續(xù)循環(huán)，把水輸送到需要之處，可連續(xù)取水，功效大大提高，操作搬運(yùn)方便，還可及時(shí)轉(zhuǎn)移取水點(diǎn)，即可灌溉，亦可排澇。

龍骨水車的產(chǎn)生，真正滿足了大田排灌的需要，也逐漸成為我國(guó)農(nóng)村使用最廣泛的排灌工具。

除了龍骨水車之外，還有一種取水灌田工具：筒車，也稱“水轉(zhuǎn)筒車”，是用竹木制成大型立輪，由橫軸架起， 安于水邊，下部沒(méi)人水中，上部高出于岸。輪周槽內(nèi)斜裝若干小木桶或竹筒，水激輪轉(zhuǎn)，輪周的小筒不斷把水戽起，流到水槽后灌到田間。

這是一種高效的提水工具，但后來(lái)經(jīng)過(guò)發(fā)展，筒車原理，也被很多景觀設(shè)計(jì)師們做成庭院裝飾景觀，比如，很多日本庭院中都有一種類似于筒車的裝飾。

現(xiàn)代的灌溉技術(shù)

無(wú)論是使用灌溉工具，還是挖渠引流，都屬于一種大水漫灌的傳統(tǒng)灌溉方式。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的不斷發(fā)展，水資源的日益緊張，現(xiàn)代的灌溉技術(shù)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)水型“精準(zhǔn)滴灌”。

節(jié)水型灌溉方式，主要有噴灌、微灌、改進(jìn)的地面灌溉技術(shù)。

噴灌技術(shù)

噴灌是利用動(dòng)力把水噴到空中，然后像降雨一樣落到田間進(jìn)行灌溉的一種先進(jìn)的灌溉技術(shù)。噴灌設(shè)備由進(jìn)水管、抽水機(jī)、輸水管、配水管和噴頭(或噴嘴)等部分組成，可以是固定的或移動(dòng)的?，F(xiàn)在很多公園、學(xué)校等大型公共場(chǎng)所的綠植，都是采用這種灌溉技術(shù)。

微灌技術(shù)

微灌是按照作物的生長(zhǎng)需求，通過(guò)管道系統(tǒng)與安裝在末級(jí)管道上的灌水器，將水和作物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分以較少流失的方式，均勻、準(zhǔn)確的直接輸送到作物根部附近的一種灌水方法。

微灌技術(shù)又可以分為地表滴灌、地下滴灌、微噴灌和涌泉灌。

1）(地表)滴灌

地表滴灌，也就是我們常說(shuō)的“滴灌”，這是一種通過(guò)安裝在毛管上滴頭或滴灌帶等灌水器，使水流以水滴狀滴入農(nóng)作物根區(qū)土壤的方法。

一般來(lái)說(shuō)，滴頭獨(dú)立鑲在滴灌管內(nèi)壁，滴頭間距約在15cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、75cm等等；滴灌帶出水口間距多為10cm或15cm的倍數(shù)。由于滴灌出水較慢，如果是在7、8月份種植的話，需要提前滴灌澆水。

2）地下滴灌(滲灌)

這是將全部滴灌管道和灌水器都埋在地表下面的灌水形式。這種方式與地表滴灌原理相似，但減少了地表蒸發(fā)，是最為節(jié)水的一種灌溉形式。

相比于地表灌溉，地下灌溉更容易做到精準(zhǔn)滴灌，但地下滴灌的維護(hù)管理成本較高，兩者具體優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下：

雖然滴灌技術(shù)能節(jié)水，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，但滴灌組成部分的設(shè)備維護(hù)是有一定技巧和方式，比如地表滴灌的管道，要注意陽(yáng)光會(huì)縮短其使用壽命；地下滴灌的管道要注意老鼠會(huì)破壞PVC管等等。

另外，安置滴灌系統(tǒng)需要仔細(xì)研究地形地貌、土壤、水、農(nóng)作物氣候等多種因素，確定其適用性。

3）微噴灌

微噴灌是通過(guò)安裝在毛管上，或與毛管連接的灌水器，利用折射、旋轉(zhuǎn)或輻射式微型噴頭，將壓力水噴灑在農(nóng)作物根區(qū)附近土壤的一種灌溉方式，也可以稱為“微噴”。

相比噴灌，微噴灌的出水直徑僅約1毫米左右，但對(duì)水質(zhì)要求比較高，有一種給作物“下毛毛雨”的感覺(jué)，因此，僅適用于小面積灌溉，如對(duì)菜地、花卉或大棚內(nèi)作物。

注意：由于微噴灌出水較小，但對(duì)水質(zhì)要求比較高。

4）涌泉灌

涌泉灌又稱“小管灌溉”，是通過(guò)安置在作物根部附近的涌泉頭或小管向上涌出的小水流或小涌泉將水灌到土壤表面。

一般涌泉灌的水流量較大，不易被堵塞，適合于果林或生態(tài)樹(shù)林等大片作物地帶。

改進(jìn)的地面灌溉技術(shù)

地面灌溉不同于大水漫灌，傳統(tǒng)的地面灌溉包括畦灌、溝灌、格田淹灌和漫灌。由于設(shè)備不完善、地形不平整，這種粗放灌溉方式，相當(dāng)浪費(fèi)水資源。為此，有了改進(jìn)的地面灌溉技術(shù)。

改進(jìn)的地面灌溉技術(shù)，主要是指灌溉系統(tǒng)改進(jìn)和田間管理水平的提高。大概可以分為三個(gè)不同層次：

第一是技術(shù)層次上，如應(yīng)用土地平整技術(shù)改進(jìn)田塊微地形條件、應(yīng)用高效節(jié)水地面灌溉技術(shù)等；

第二是設(shè)計(jì)層次上，要保證灌溉系統(tǒng)得到合理設(shè)計(jì)；

第三是管理層次上，要強(qiáng)調(diào)農(nóng)民的參與。

目前，主要應(yīng)用比較廣泛的當(dāng)屬土地平整技術(shù)、閘管灌溉、水平畦田灌溉、波涌灌溉。與噴灌、微灌等壓力灌溉系統(tǒng)相比，地面灌溉技術(shù)不能根據(jù)作物的需求精確控制灌溉水的總量及其在田塊內(nèi)的分布等。

國(guó)際上灌溉系統(tǒng)領(lǐng)先的國(guó)家

1、農(nóng)業(yè)全球第一的以色列：灌溉技術(shù)是核心技術(shù)

以色列農(nóng)業(yè)，可謂“逆天改命”。這個(gè)位于地中海東岸，耕地面積僅約44萬(wàn)，荒漠沙丘占據(jù)“半壁領(lǐng)土”且水資源貧瘠的以色列，憑著創(chuàng)新性節(jié)水灌溉技術(shù)，不僅推動(dòng)以色列農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，也給世界其它國(guó)家農(nóng)業(yè)帶來(lái)不少啟迪。

1)建設(shè)全國(guó)性水網(wǎng)工程

以色列地表水分布不均勻，80%水集中在北部地區(qū)，只有20%在南部地區(qū)，全年平均降水量約為350毫米，且時(shí)空地域分布不均勻。為了解決以色列農(nóng)業(yè)灌溉問(wèn)題，以色列政府修建了全國(guó)輸水工程，將淡水從低于海平面200米的加利利湖中抽出，通過(guò)大小管道、運(yùn)河、水庫(kù)、隧道等運(yùn)往干旱缺少的地帶。

2)創(chuàng)新研發(fā)高質(zhì)量灌溉設(shè)備

隨著全國(guó)性水網(wǎng)工程初步形成之后，以色列開(kāi)始重點(diǎn)研發(fā)節(jié)水灌溉成套設(shè)備。1921年成立農(nóng)業(yè)研究組織(ARO)、Volcani研究所，各個(gè)大學(xué)也紛紛投入研究。

據(jù)悉，以色列對(duì)灌溉設(shè)備的產(chǎn)品質(zhì)量，除了國(guó)家制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)外，還有對(duì)應(yīng)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)確保質(zhì)量，嚴(yán)格管理。因此，以色列灌溉設(shè)備的使用壽命一般都在10年以上。

現(xiàn)在以色列滴灌和微灌技術(shù)已經(jīng)被全球超過(guò)100個(gè)國(guó)家所使用。

2、處于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)世界前列的德國(guó)：排水與地下灌溉同步安裝

同樣是自然條件不占優(yōu)勢(shì)的德國(guó)，但通過(guò)先進(jìn)的灌溉技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化，德國(guó)農(nóng)業(yè)水平屬于世界前列。

德國(guó)國(guó)土總面積約為3573.8萬(wàn)公頃，地形大致分為北德平原、中部高地和阿爾卑斯山區(qū)。幾乎近一半的領(lǐng)土都是山地或山區(qū)，這樣不利的自然條件限制了土地使用和農(nóng)業(yè)活動(dòng)。

與以色列不同的是，德國(guó)年平均降水量為770毫米，最低的也在500毫米，最高的甚至可達(dá)2000毫米，這樣豐沛的降水量讓德國(guó)農(nóng)業(yè)在灌溉的同時(shí)，一定要考慮排水。

為此，德國(guó)農(nóng)民需要同時(shí)安裝排水/地下灌溉設(shè)施，以治理靠近沙地的泥沼土壤和地下水。灌溉方式，90%以上的灌溉均為噴灌，且只用于耕地，一般僅針對(duì)特定作物，如土豆、甜菜和玉米等。

德國(guó)各州灌溉面積情況

3、歐洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)-法國(guó)：多種方式并存的灌溉模式

法國(guó)全國(guó)領(lǐng)土面積約在55萬(wàn)平方公里左右，但耕地面積僅占36.4%左右，雖然全年平均降水量較多，但降水分布不均勻，南部地區(qū)降水量較少，形成水資源匱乏地帶。

為了解決先天不利的自然條件，法國(guó)建立了良好的灌溉設(shè)施，形成了農(nóng)場(chǎng)主、公司、農(nóng)戶之間多種方式并存的灌溉模式。

1）農(nóng)戶之間的聯(lián)合管理(類似于我們的合作社)

現(xiàn)在法國(guó)三分之一的農(nóng)田都采用這種方式，農(nóng)戶之間協(xié)作管理是指參加用水協(xié)會(huì)的農(nóng)場(chǎng)主和其它農(nóng)戶共同擁有和使用灌溉設(shè)備。用水協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)統(tǒng)管理設(shè)備和維護(hù)工程設(shè)施。

2）區(qū)域開(kāi)發(fā)公司負(fù)責(zé)管理

通過(guò)污水處理、咸水轉(zhuǎn)談等一些工程，確保農(nóng)田供水灌溉，同時(shí)，秉承所有用水用戶都能充分、合理、可持續(xù)的獲得農(nóng)作物的灌溉，但農(nóng)戶需要支付一定運(yùn)營(yíng)成本。

3）個(gè)人灌溉管理方式

這是指法國(guó)農(nóng)戶個(gè)人在農(nóng)場(chǎng)內(nèi)自行開(kāi)采灌溉水源，或直接從河流引水灌溉的方式。這種灌溉方式對(duì)于地表水資源緊張的南部來(lái)說(shuō)，存在嚴(yán)重隱患。據(jù)悉，到了80年代左右，這種灌溉方式在法國(guó)南部受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，結(jié)合實(shí)際情況，因地制宜的采取適合的灌溉方式才是王道。