節水灌溉機械要走出中國范兒

　　在我國農業(yè)生產(chǎn)中，水資源緊缺問(wèn)題越來(lái)越突出。我國現有耕地中灌溉面積9.25億畝、旱作近10億畝，年灌溉用水3600億方、缺口300億方，每年受災面積高達4~5億畝、損失糧食600億斤。以國產(chǎn)卷盤(pán)式噴灌機為代表的節水灌溉裝備成為實(shí)現水資源高效利用，化解地下水超采危機，降低農業(yè)勞動(dòng)成本，保證我國農業(yè)可持續發(fā)展的戰略選擇。

　　生態(tài)惡化，粗放型灌溉模式必須要改

　　“人多地少是我國的基本國情，要用占世界9%的耕地去供養占世界20%的人口，我們不得不提高耕地復種指數，甚至在生態(tài)脆弱地區墾荒種地，這對水資源需求量很大。”日前，全國農技中心節水處處長(cháng)高祥照在第三屆中國農機手大賽“節水灌溉講堂”上講到。我國每年用水5800億方，其中農業(yè)用水3600億方，占62%。但我國水資源僅占世界的6%，年缺口300億方，每年受災面積高達4~5億畝、損失糧食600億斤。

　　雖然，我國于上世紀90年代就開(kāi)始推廣節水灌溉，但以“小白龍”為主，農民拉著(zhù)水管在地里澆水。這種灌溉模式仍然屬于粗放型大水漫灌，浪費很?chē)乐囟倚屎艿停?個(gè)人1天才灌七八畝地，新疆500畝的棉花地要14個(gè)人灌半個(gè)月。水利條件稍好的地方有溝渠灌溉，但由于蒸發(fā)量大，水資源利用率依然很低。此外，溝渠的修建，占用了約14%的耕地，又造成了耕地資源的浪費。

　　不僅如此，粗放型農田灌溉模式還是我國農業(yè)生產(chǎn)“肥多、藥多、膜多、投入多”的主因之一。以施肥為例，傳統的犁地翻土施撒固體肥料，化肥實(shí)際利用率僅為20%。比如**常見(jiàn)的氮肥尿素，極易溶于水。據一項調查顯示，如果在施肥后灌溉，作物對尿素的實(shí)際吸收率一般維持在15%左右。由于化肥使用率低，農民不得不增加化肥使用量，對土壤、水資源造成了嚴重污染。

　　近年來(lái)，通過(guò)發(fā)展集雨灌溉、地膜覆蓋作業(yè)，我國西北年均降水量300毫米左右的旱作農業(yè)區曾創(chuàng )下了玉米畝產(chǎn)達1500斤的農業(yè)奇跡。但那里屬于本不應該發(fā)展農業(yè)的生態(tài)脆弱區，耕種會(huì )破壞沙質(zhì)土壤表面的保護殼、降低土壤蓄水能力，成為我國北方沙塵暴源頭之一。所以，應當在中東部地區大力發(fā)展節水灌溉，提高水資源利用率和糧食總產(chǎn)量，在生態(tài)脆弱區退耕還林保持我國生態(tài)環(huán)境的平衡。

　　“在生態(tài)約束趨緊的情況下，大力推行節水灌溉已經(jīng)刻不容緩。”高祥照說(shuō)，而且節水本身不僅是省水，更能省肥省藥，是推進(jìn)化肥、農藥使用量零增長(cháng)行動(dòng)的關(guān)鍵途徑。

　　立足國情，推廣節水灌溉機械要因地制宜

　　為發(fā)展節水灌溉，國家于2012年開(kāi)始大力推廣大型噴灌機。這是一種廣泛應用于歐美國家的先進(jìn)節水灌溉機械，一次性灌溉面積可達上千畝，既節水又高效。

　　江蘇華源節水股份有限公司總經(jīng)理邱志鵬介紹說(shuō)，大型噴灌機要求單口機井出水量在60噸以上，歐美國家水資源相對豐富沒(méi)有問(wèn)題。而我國地下水資源如此充沛的地區卻不多，在中西部地區出水量太小根本無(wú)法運轉。

　　大型噴灌機還對地塊有要求，需要土地規模連片，不能有溝、不能有渠、不能有樹(shù)、不能有電線(xiàn)桿，不然就轉不了。一臺大型噴灌機效率**高的時(shí)候要達到500畝以上才能產(chǎn)生效益，否則就不劃算。在目前我國農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)分散的情況下，它也是不大適用的。因此，在我國大部分地區，體型龐大、單次灌溉面積大的大型噴灌機難以“施展拳腳”。

　　同時(shí)，我國也從以色列引進(jìn)了微型滴灌技術(shù)和設備。以色列國土面積狹小、極為缺水，設施農業(yè)發(fā)達、大田農業(yè)很少。與之截然相反，我國以大田農業(yè)居多、設施農業(yè)較少。“滴灌節水效率很高，適合在設施農業(yè)園區推廣，要在大田農業(yè)生產(chǎn)中推廣成本太高，農民難以接受。”邱志鵬說(shuō)。

　　“因此，我國發(fā)展節水灌溉，絕對不可能完全照搬某一國家的模式，一定要根據國情進(jìn)行自主創(chuàng )新。”邱志鵬說(shuō)，我國各地區自然環(huán)境差異大，要根據各地自然環(huán)境特點(diǎn)因地制宜地選擇灌溉設備，所以我國一定是多種灌溉模式并存。

　　機藝融合，將水肥一體化與噴灌機結合使用

　　“我國大田農業(yè)為主、規?；潭炔桓叩霓r情，決定了中型噴灌機是節水灌溉適用機械。”邱志鵬說(shuō)，中型卷盤(pán)式噴灌機機動(dòng)靈活、自動(dòng)化程度高、投資低，適合大中小不同規模作物的規?；鳂I(yè)，是適用性較廣的灌溉裝備之一。

　　傳統國產(chǎn)卷盤(pán)式噴灌機，采用國外上世紀80年代技術(shù)，存在傳動(dòng)級數多、驅動(dòng)單元效率低和機械式速度控制偏差大的問(wèn)題，致使設備能耗高、灌溉均勻度低。

　　“對此，我們進(jìn)行了四處關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新，解決了傳統卷盤(pán)式噴灌機存在的問(wèn)題。”邱志鵬介紹，一是研發(fā)太陽(yáng)能供電的直流電機直接驅動(dòng)變速箱，入機壓力降低10%、耗能低；二是采用蝸輪蝸桿+直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)組合，傳動(dòng)效率提高20%，體積減小10%；三是建立了卷盤(pán)綜合參數傳感與速度控制技術(shù)，速度偏差由國內普遍存在的20%降低到5%左右，灌溉均勻度超出國家標準；四是建立灌水量-移動(dòng)速度決策方法，操作簡(jiǎn)單，只需輸入灌水量，即可自行運行。該設備單條作業(yè)、機動(dòng)靈活，可以有效應對地面坑渠，地塊腹寬70米、長(cháng)度10米即可作業(yè)。同時(shí)，可根據地塊長(cháng)度延伸作業(yè)，不受限制。只需3噸水就可以作業(yè)，也更加符合我國缺水的實(shí)際。

　　這種光伏電驅動(dòng)卷盤(pán)式噴灌機節水噴灌效果比大田漫灌節省30%以上，自動(dòng)化程度較高，一臺機器就可以作業(yè)200畝地，一個(gè)人能控制4臺左右。“不少種糧大戶(hù)和農機合作社已經(jīng)認識到科學(xué)灌溉對于增產(chǎn)增收的作用，而且還能成為一項新的農機作業(yè)服務(wù)內容，農民自行采購設備增多，慢慢扭轉灌溉機械對政府水利項目過(guò)度依賴(lài)局面。”農業(yè)部農機推廣總站總工程師徐振新說(shuō)。

　　“機藝融合是農機發(fā)展的方向。我們與華源正在研究將水肥一體化和噴灌機結合起來(lái)，在節水的同時(shí)節肥。”江蘇大學(xué)教授湯躍說(shuō)，難點(diǎn)在水肥分配關(guān)系，要精準，多了不行少了也不行。少了達不到效果，多了等于肥料丟失了。