【以色列农业一人兼任】沙漠农业的奇迹——以色列农业节水技术

2019-12-05 - 以色列农业

我国是农业大国,农田是用水大户,我国农业浇灌用水量占总用水量的80%,而水的利用率只有30—40%,与以色列、美国等国家比拟相差甚远,发展农业节水技术,是解决水资源短缺和铺张和当务之急。为什么以色列的农业节水技术会如此发达呢?

【以色列农业一人兼任】沙漠农业的奇迹——以色列农业节水技术
【以色列农业一人兼任】沙漠农业的奇迹——以色列农业节水技术

以色列国位于亚洲西部,人口730万人,其中农业人口占5%。面积2.2万平方公里,其中3/4的土地是沙漠。气候夏季炎热干燥,冬季温和湿润,年降雨量220~920毫米。以色列可耕地面积只有42.7万公顷,其中水浇地占48%,主要农作物有小麦、玉米、棉花、柑桔、葡萄、蔬菜和花卉等。

【以色列农业一人兼任】沙漠农业的奇迹——以色列农业节水技术
【以色列农业一人兼任】沙漠农业的奇迹——以色列农业节水技术

以色列农业节水技术发展情况

以色列是一个严重缺水国家,北部加利利湖是主要供水来源,湖面低于海平面212米,为此,每年20%的电力要用来抽水。在以色列,水是实行严格和高度计划管理的。以色列设有专门的水资源管理委员会,每个公民都有用水限额,农业和工业用水也都是按计划分配。

以色列自建国以来,农业生产增长了12倍,而农业用水量只增长了3.3倍,这不能不说是个奇迹。以色列农业每年要消耗10亿立方米水,其中50%是可饮用水,其他则来自废水和盐水。

以色列将水源分为天然淡水、淡化海水、地下咸水、再生水和拦截雨水等几个类别,不同类别的水价格不同,实行阶梯式浮动收费。再生水的利用主要是把工业与城市生活产生的污水集中起来,进行净化处理后二次用于农业生产灌溉。

为鼓励农业经营者多使用二次净化水,净化水价格低廉,如使用由农庄和农户自己简单处理的水质不太好的净化水,则价格更低。现在,以色列每年要把3.3亿立方米的净化水用于农业生产,占农业用水总量的1/3,这不仅节约了水资源,同时也在很大程度上避免了各种废水对有限的土地资源与环境所造成的污染与侵蚀,因而有利于土地和生态环境的保护。

以色列人积极研制和推广节水技术和设备,为了用少量的水满足沙地作物的需要,提出了"浇灌作物而不是浇灌土壤"的灌溉理念。以色列农业灌溉技术经历了大水漫灌、沟灌、喷灌和滴灌等几个发展阶段。

以色列发展农业节水技术的经验

以色列长期致力于发展农业节水技术,在水资源调配、废水利用、创新灌溉技术等方面积累了大量宝贵经验,值得我们借鉴。

一、将水资源列为国家战略资源进行统一调配

以色列地表水资源分布很不均匀,80%的水集中在北部地区,只有20%在南部地区,但全国65%的耕地面积却在南部。以色列于1953年开始兴建北水南调工程,该工程将北部加利利湖的水用两级泵站提水到海拔152米处,使其流向沿海,再用泵将水送到干旱的南方。同时,政府还在冬季和春季北部雨水充沛时,将多余的水送往东部地中海滨海区,注入地下蓄水层,以防海水因地下水位下降而倒灌。

二、滴灌技术的发明造就了节水农业

农业曾是以色列的立国之本,一直以来也是用水大户。目前,每年大约有70%~75%的用水配额分配给农业经营者,用于农业灌溉。20世纪60年代以来,随着以色列著名的滴水灌溉技术的发明和发展,以色列农业在世界上创造了一个沙漠农业的"神话"。

由于地处干旱半干旱地区,灌溉问题始终是制约以色列农业发展的主要因素。20世纪50年代,喷灌技术代替了长期采用的漫灌方式,到了60年代,以色列水利工程师西姆查.布拉斯父子首次提出滴水灌溉的设想,并研制出了实用的滴灌装置。

从此,以色列农业灌溉发生了根本性的革命,滴水灌溉技术不断发展更新,并得以大面积推广。现在,以色列超过80%的灌溉土地采用了滴灌方法,使单位面积耕地的耗水量大幅下降,水的利用效率大大提高。

滴灌技术推广30多年来,在保持农业用水总量(约13亿方)基本稳定的条件下,以色列全国灌溉面积和耕地面积不断增加,农业产出翻了几番,同时,农业人口在总人口中的比重不断降低,已从原来的60%下降到目前只有3%。可以说,正是由于滴灌这一关键的节水灌溉技术,以色列才有可能在河谷地区建立起发达的农业,使沙漠有了片片绿洲。

滴灌是压力灌溉技术中的一种,非常适用于精细种植,它拥有其他灌溉方式无法比拟的优点:一是节水显著,水通过压力管直接输送到农作物根部;二是适用性强,由于侧管上每个滴头的滴水量均匀一致,即使在梯田、陡坡地势及较远距离也能使用,且不会加剧水土流失;三是肥水结合,把肥料加到水中,经过滴头直达植物根系,肥料利用率大幅提高,节肥效果同样显著;四是可利用沙漠含盐的地下咸水或处理后的回用污水进行滴灌,解决了水中所含盐分在作物根围附近停留积聚等问题,使得微咸水灌溉成为可能。

目前,以色列每年都在推出新的滴灌技术与设备,并从滴灌技术中派生出埋藏式灌溉、喷洒式灌溉、散布式灌溉等,这些技术有的已经进入了包括中国在内的国际市场。

三、不断完善污水回用系统

由于有限的淡水资源远不能满足需求,以色列不得不充分利用每一滴水,包括污水的回用。以色列经过处理的污水大部分用于农业灌溉,从今后看,工业也将不得不越来越多地使用这种回用水,城市居民最终可能也将利用回收的污水冲洗厕所。

1972年,以政府制定了"国家污水再利用工程"计划,规定城市的污水至少应回收利用一次。目前,以色列100%的生活污水和72%的城市污水得到了回用,而污水处理后的出水46%直接回用于灌溉,其余33.3%和约20%分别回灌于地下或排入河道。利用处理过的污水进行灌溉,不但可增加灌溉水源,而且能起到防止污染、保护水源的作用,使许多干涸了的河流恢复了生机。

我国发展节水技术的差距

以色列与我国西部地区极为相似,都属于严重缺水地区。在我国,由于人们节水意识不强,以及节水技术与农艺技术、施肥技术不配套等原因,在高效节水灌溉技术发展上还存在许多问题,应引起有关方面的高度关注。

一、灌溉系统设计不科学

目前,我国的滴灌工程大部分由水利设计公司或委托节灌设备销售公司进行设计,很少对滴灌区的土壤结构、种植结构、灌溉水质、土壤肥力进行深入分析,大多数滴灌工程不是粗略模仿,就是照搬别人模式,致使工程从设计上就存在诸多问题。如:作物需水量、灌水定额、灌水周期计算不科学,管网布局和轮灌周期不合理,管道流量计算不正确,造成管径计算偏大等。

二、设备造型不合理

通过多年的技术引进和消化吸收,我国已能独立生产相对成套的滴灌设备,部分滴灌设备产品性能已接近国外同类产品水平,但一些关键设备,特别是首部枢纽设备、自动控制设备等,与国外同类先进产品相比仍存在较大的差距。

例如,我国生产的滴头、滴灌带或滴灌管等产品在压力补偿、抗堵塞、灌水均匀度和材质的抗老化等方面质量一直不稳定;管材配套性差,容易漏水;过滤器主要以筛网式为主,使用寿命较短,过滤效果也不是很理想;施肥器的密封性差,不好控制,施肥浓度很不均匀;滴灌器流量与单株作物灌水流量不匹配,过滤器造型不配套,管网缺少调压伐等。

三、安装运行缺乏技术指导

大部分滴灌工程都是由临时队伍进行安装,质量很难保证。工程监理缺乏相关专业知识,工作也难以到位。此外,由于滴灌属于新的灌溉技术,讲求少灌勤灌,与传统灌水方式相比差别较大,因此农民不能一下子完全理解和准确掌握其操作要领,管理较为粗放。

而当地农技推广部门同样普遍缺乏滴灌相关知识,无法及时为农户提供指导服务。滴灌厂家和承建单位大多只重视设备安装,忽视后期对用户的技术指导和培训,造成建设和使用环节脱节,滴灌应有的作用没有完全发挥出来,令人惋惜。

四、工程管理措施不到位

目前滴灌技术的推广普遍存在重建设、轻管理的现象。一旦项目建设完成就算万事大吉,使用过程中缺乏必要的维护检查,容易留下隐患。当出现管网损坏漏水或其他设备故障时,用户要么不知如何修理,要么当地买不到可供维护替换的器材,或者根本无钱购买,致使因局部管道管件损坏,造成整个系统停用甚至报废的例子并不鲜见。

当然,目前滴灌器材质量良莠不齐,部分器材根本达不到制造标准,也给维护修理增加了难度。我国应进一步建立完善用水管水运行制度,通过组建用水者协会等形式,建立良性灌水利益机制,使滴灌系统能够持续健康运行。

几点建议

我国是一个干旱缺水严重的国家,人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4,且分布极不均衡,是全球人均水资源最贫乏的国家之一。同时,农业用水量占到水资源总量的90%以上,发展节水农业潜力巨大。因此,应加强以下几方面工作。

一、积极探索总结不同微灌模式在各地的适用性,加大代表性微灌模式在不同地区的应用示范工程建设,调动更多农村用户的积极性,以促进较为成熟模式的大面积推广应用。

二、加大微灌基础知识培训。定期对项目管理者、农业技术推广人员、农村科技带头人,以及用户等不同层面的人员进行系统的微灌技术培训,提高对微灌技术的认识水平。

三、选择具有完整节水灌溉技术的设计单位,要求设计人员深入到项目区,收集翔实的自然和社会经济条件、水土资源特点、农作物品种、栽培技术和农业发展要求等基础资料。设计部门还要跟踪施工安装情况,加强现场指导,及时解决具体技术问题。

四、为确保拟建或改建的节水灌溉工程质量,应选择有丰富节水灌溉工程施工经验的单位进行施工。同时要求灌溉系统的操作人员最好能参加施工,熟悉工程情况,便于以后灌溉系统的运行管理和工程维护。委托工作经验丰富、熟悉滴灌工程施工、责任心强的监理人员,负责节水灌溉工程监理。

五、加强后期服务体系建设,培养合格的技术服务人员。建立专家咨询机制和适合不同用户类型的技术服务体系,保证用户在使用过程中遇到问题时能够及时得到解决。当系统出现故障时能够及时得到维修,关键时期能够提醒用户对灌溉系统进行必要的维护和保养。

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