国外农业用水的开源和节流与对中国,该文是国外农业方面有关本科论文怎么写与农业用水和节流和开源相关参考文献格式范文.
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摘 要：随着世界范围内水资源约束的日益趋紧,各国在农业用水方面都尽力开源和节流,以缓解水资源压力.国外农业用水的开源措施主要有建设大型调水工程,雨水收集利用,废水处理后再利用以及咸水淡化利用等；主要的节流措施包括采用工程节流、灌溉节流、农艺节流和配套节水技术等.国外农业用水开源趋于多样化、农业节水材料趋于高新化、节水灌溉技术趋于精准化.借鉴国外的经验,中国应根据水资源分布特点进行作物布局优化,加大对非常规水源的开发与利用,加强高新技术在农业节水上的应用研发,并加强水资源综合管理.
关键词：农业用水；开源；节流；节水灌溉
DOI：10.13856/j.cn11-1097/s.2018.08.001
水资源是人类生存和发展不可缺少的重要资源,也是农业生产的必要条件.水资源的缺乏已成为日益突出的世界范围内的严重问题.农业是用水大户,节水潜力巨大,世界各国都非常重视农业节水问题.从国外农业节水的发展历程来看,经历了从开源到节流,再到开源与节流并举的阶段.随着水资源形势的愈发严峻,开源和节流将变得同等重要.但到目前为止,国内外关于农业用水的已有研究多集中于节水灌溉技术[[[]赵裕明,田云,史洁,等.国内外节水灌溉技术的发展及趋势[J].黑龙江科技信息,2014(30):244+295.]-[[]彭世琪.国外节水农业技术发展特点和趋势[J].中国农技推广,2001(04):19-21.]]、节水政策与经验[[[]陶爱祥.发达国家节水农业经验及启示[J].世界农业,2014,(08):151-153.],[[]吴立娟,王哲.国外农业节水政策对比分析[J].北方园艺,2014,(21):206-209.],[[]周晓花,程瓦.国外农业节水政策综述[J].水利发展研究,2002,(07):43-45.]]等方面,还少有对开源进行研究,更缺乏从开源与节流两个环节进行研究.本文旨在梳理国外在农业用水之开源与节流方面的做法与经验,以期为中国节水农业的发展提供借鉴.
一、国外农业用水之开源
农业灌溉用水主要是地下水.为减少农业对地下水的消耗,各国都想尽办法进行开源,包括地表水、降水、废水和微咸水等,其中大型调水工程是对地表水进行再分配的主要手段.
（一）大型调水工程
世界上大多数国家都存在着水资源分布不均或与耕地分布不匹配的问题,调水工程是解决这一问题的有效途径.据不完全统计,目前全球已建、再建或拟建的大型跨流域调水工程有160多项,主要分布在24个国家[[[]杨立信.国外调水工程[J].中国水利水电,2003,(8):1-2.]].其中比较著名的有以色列的北水南调工程,美国的加州北水南调工程和河谷调水工程,巴基斯坦的西水东调工程,澳大利亚的雪山调水工程,加拿大的切尔齐赫尔调水工程,印度的阿比斯调水工程,俄罗斯的额尔齐斯河调水工程等[[[]沈滢,毛春梅.国外跨流域调水工程的运营管理对我国的启示[J].南水北调与水利科技,2015,13(2):391-394.]].工程建成后,使得缺水地区的灌溉农业得以快速发展.
（二）雨水收集利用
雨水是一种淡水资源,其利用成本远低于废水再利用和咸水淡化,因此,各国都十分重视雨水的收集与利用.
以色列的集雨设施体现出强大的科技支撑.依托其发达的科技,以色列在全国范围内修建了各类先进集雨蓄水设施,用以收集雨水、地面径流和局部淡水,以供直接利用或注入水库和地下含水层.每年可集水1亿~2亿立方米.
印度的集雨措施更注重因地制宜,除利用蓄水池、水窖、人工井等收集降雨作为补充灌溉水源外,还采用条带种植或沟垄种植的集雨种植方式对田间雨水进行直接利用.在以雪水为主要水资源的西喜马拉雅地区修建了一种称之为Kuhl的水资源收集和储存系统,长度1~15公里,有多个集水面和注入口,可同时收集雨水和雪水,单个Kuhl的灌溉面积为80~400公顷[[[]本刊记者.国外旱作农业概览[J].农村工作通讯,2012,(17):24-25.]].
澳大利亚的屋面雨水回收系统普及率较高,遍布城乡,所收集的雨水部分用于农业灌溉.不少农场也安装了雨水收集器或利用洼地开挖雨水回收池,收集雨水用于浇灌农作物或供牲口饮水[[[]胡思前.澳大利亚雨水回收与利用及对我国水生态修复与保护的借鉴意义[J].绿色科技,2016,(2):1-3.]].
（三）废水循环利用
随着水资源的日益紧缺,废水再利用受到了各国的重视.利用废水进行农田灌溉正成为世界各国灌溉技术的发展趋势之一.
以色列、美国等国处理后的废水要求达到灌溉水源的标准,针对不同的作物、水质、土壤质地等,制定合理的灌溉策略.美国加州将再生水应用于城市绿化杂用、农业灌溉、景观用水以及地下水回灌等多个方面,其中农业灌溉约占再生水利用总量的45.9%[[[]陈卫平.美国加州再生水利用经验剖析及对我国的启示[J].环境工程学报,2011,5(5):961-966.]].2010年以色列农业灌溉用水中再生处理水所占比重为38%.
（四）咸水淡化利用
海水、咸水和微咸水统称咸水,含有较多盐分.其中,海水和咸水必须进行淡化处理后才能用于农业.
1、微咸水利用
虽然微咸水属于劣质水资源,但是由于土壤的缓冲能力和植物的耐盐能力,采取适当措施,微咸水可以直接或处理后用于农业灌溉.以色列、美国、法国、日本、意大利、奥地利以及中亚和阿拉伯、国家利用微咸水已有较长的时间,栽培作物的范围也比较广,利用技术日臻完善.这些国家的经验表明,利用微咸水灌溉的关键是选择合适的灌溉方式和作物品种[[[]徐秉信,李如意,武东波,张燕,曹云娥.微咸水的利用现状和研究进展[J].安徽农业科学,2013,41(36):13914-13916+13981.]].如以色列培育出的适宜咸水灌溉的小麦、番茄、棉花等作物新品种,可以利用浓度高达0.45%的咸水[[[]陈双庆.以色列高效利用水资源[J].瞭望新闻周刊,2005,(41):48-49.]].以色列农业灌溉用水中微咸水所占比重为14%.
2、海水淡化利用
为寻求淡水的替代资源,沿海各国都不约而同地将目光转向了海水淡化.目前,海水淡化产业已遍布150多个国家和地区,主要集中在中亚和西亚的沿海地区[[[]朱淑飞,薛立波,徐子丹.国内外海水淡化发展历史及现状分析[J].水处理技术,2014,40(07):12-15+23.]],仅沙特、阿联酋、科威特、卡塔尔和巴林五国的海水淡化装置总产水量就占到了全球总量的44.3%.波斯湾沿岸地区有的国家的淡化海水量已经占到了本国淡水使用量的80%~90%[[[]张伟.咸水灌溉研究进展[J].山西水利科技,2012,01(2):12-14.]].以色列截至2015年,海水淡化年产量达4.87亿方,咸水在农业灌溉用水中的比重高达55%.福冈海中道奈多海水淡化中心是日本最大的海水淡化工厂,淡化海水供应量占福冈总供水量的1/12.
二、国外农业用水之节流
自然状态下,农业用水从源头到田间再到植株的过程中会有大量损失.降低这部分损失的措施可称之为“节流”.广义上的节流是指减少农业用水从源头到田间的损耗,即输配水环节的节流；而狭义上的节流则指减少农业用水从田间到植株的损耗,即田间灌溉环节的节流.
（一）工程节流
为减少输配水过程中水的损失,世界各国均运用工程措施进行节流,一般采用渠道衬砌和管道输水.而管道输水可将输配水损失降低到理想程度[[[]佟棣.目前国外农业节水灌溉技术发展概况[J].中国农机化,1997,(04):43-44.]].
1.渠道衬砌：渠道输水是大多数国家的主要输水手段.渠道的防渗效果在很大程度上取决于衬砌材料.目前各国普遍采用的材料为刚性材料、土料和膜料三类.其中刚性材料（主要是混凝土）占主导地位.美国的混凝土渠道约占全部渠道长度的52%；罗马尼亚占70%-80%；意大利几乎全为混凝土渠道；日本输水干渠一般采用混凝土构件衬砌[[[]杨培岭,张铁军.国外节水农业发展动态（上）[J].农机科技推广,2004,(02):40-41.]].
2.管道输水：利用低压输水管道将水直接送到田间灌溉作物,可以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失,输水利用率可达95%—97%[[[]薄琳.农业节水灌溉技术[J].现代农业,2015,(01):65.]].低压管道输水系统有移动式、固定式和半固定式3种,常用材料有PVC管、水泥沙管、现浇混凝土管等.
管道输水损耗虽小,但造价颇高,约为衬砌的5倍,因此,渠道衬砌仍是各国减少渗漏的普遍方式.但长远来看,灌溉渠系管道化输水是世界地面灌溉发展的趋势,美国50%的大型灌区、日本新建灌渠的50%以上都实现了管道化.
（二）灌溉节流
灌溉环节的节流一般通过灌溉设施与技术来实现,主要包括节灌技术和精灌技术.
1.节灌技术
目前,世界上主要的节水灌溉技术有喷灌、微灌和非充分灌溉.
（1）喷灌：喷灌可有效减少田间灌溉过程中的渗漏和蒸发损失,比地面漫灌节水20%-30%[[[]宋文妍,李东晗.国外现代节水灌溉技术应用综述[J].黑龙江水利科技,2006(01):95+97.]],而且省时省力.在发达国家应用面积发展迅速.据FAO统计,美国的农田喷灌面积已占农田总灌溉面积的48%（2010年）,以色列为27%（2004年）,英国46%（2005年）,澳大利亚21%（2006年）,日本为17%（2010年）.
（2）微灌：微灌包括滴灌、渗灌和微喷等,比喷灌用水量更小.滴灌技术比喷灌更节水,节水量可达30%-50%,并可有效防止土壤盐碱化和土壤板结.美国目前的滴灌面积约占总灌溉面积的4.2%,以色列则高达60%.微喷技术则综合了喷灌和滴灌的优点,克服了喷灌能耗大、水分空中损耗大和滴灌易堵塞的缺点.渗灌技术是通过埋于作物根系活动层的微孔渗灌管向土壤中渗水,供作物根系吸收利用,水的利用率可达70%,是目前节水效率最高的一种节灌技术.美国、法国、日本等发达国家的渗灌技术已进入推广应用阶段[15].
（3）非充分灌溉：在国外也叫有限灌溉或亏缺灌溉.就是在最大限度节约灌水量的前提下,寻求作物全生长期的最佳灌水次数、灌水时间、灌水定额,使农作物产量最大,提高水分生产效率和效益[[[]杨静,王玉萍,王群,方小宇,张和喜.非充分灌溉的研究进展及展望[J].安徽农业科学,2008,(08):3301-3303.]].非充分灌溉的方式主要有调亏灌溉、局部根区灌溉[[[]武燊,束良佐,祝鹏飞,郭加汛,朱克亚,曹双.交替根区灌溉的研究进展[J].安徽农业科学,2012,(27):13218-13222.]].
2.精灌技术
利用现代精准的测量与自动化控制技术,对灌溉进行精准控制,从而达到节水的目的,也是世界各国节水农业发展的一个趋势.
（1）灌溉测报技术：美国、加拿大和日本等国非常重视对灌溉测报技术的研究与应用,采用不同的地面仪器来测量作物冠层或叶面温度以及周围的空气温度,并根据作物水分蒸发量研究作物耗水与气象之间的关系,确定农田土壤水分变化和适宜的灌水期和灌水量.一些国家还利用航测和卫星遥感,使灌溉测报更加准确[15].
（2）灌溉管理自动化技术：随着灌溉渠系日趋管道化以及现代信息技术的快速发展,美国、日本、以色列等发达国家率先采用计算机、物联网、遥感等技术,不同程度地实现了灌溉管理自动监测与控制,大大减少了管理人员和劳动强度,使输配水更加合理,从而提高水的利用率[[[]张兵,袁寿其,成立.节水灌溉自动化技术的发展及趋势[J].排灌机械,2003(02):37-41.]].
（三）农艺节流
田间环节主要采取农艺措施进行节流,如少免耕和覆盖保墒等[16].
1.少免耕技术：也叫保护性耕作,是通过免耕或少耕（常常伴有农作物秸秆覆盖地表）措施提高土壤蓄水能力和自我恢复能力,减少水土流失,是一项旱作节水耕作技术.目前全世界推广应用保护性耕作面积1.6亿公顷,其中美国、加拿大、澳大利亚等国家推广面积最大.
2.覆盖保墒技术：该技术通过物理覆盖阻断土壤水分的垂直蒸发,达到保墒的目的.覆盖物主要有秸秆和地膜等,其抑蒸能力可达80%以上.美国旱区注重农田覆盖,推行残茬或生物覆盖,除保墒外还可有效防止水土流失.
（四）配套技术
除了与节流直接相关的技术外,世界各国还积极推行以下节水配套技术.
适水种植.各国根据水源及水质情况进行作物布局,形成了与节水相匹配的种植结构或农业结构.如那些淡水资源不足而咸水资源丰富的国家,为了开发利用咸水而相应地调整了区域种植结构,选择种植耐旱、耐盐碱的作物.美国则将灌溉农业由水资源紧缺的地区转移到水资源丰富的地区,使得西部灌溉面积从20世纪80年代的85%降到90年代的77%,而东部灌溉面积则从15%上升到23%[[[]高占义.国外发展节水灌溉经验简介[J].中国农业科技导报,2000,(05):24-29.]].
强化农田培肥.肥沃的土壤有利于田间储水与保水.多数国家都十分重视通过有机肥或有机复合肥的施用,提高土壤基础肥力.此外,一些国家还极力倡导作物轮作或实行农牧结合制,以消除常年连作在保持土壤肥力和水分平衡方面所引发的弊端.如澳大利亚实行豆科牧草与作物轮作,美国则在旱区推行高粱种植与肉牛养殖相结合的农作制度,有效增加土壤有机氮含量.
水肥耦合技术.也叫水肥一体化,在灌溉的同时施入肥料,可同时提高肥料和灌溉水的利用效率.这一技术在世界各国都得到了广泛应用.
防污止损技术：农业生产或排污对水体造成污染,也是对水资源的一种损耗和浪费.农业面源污染主要来自于化肥和农药的施用,而点源污染则主要来源于规模养殖场的排污.一些国家如欧盟、英国、美国等,不仅通过控制养殖规模以减少排污对水体造成污染[[[]郑铃芳,章杰.国外畜禽养殖污染防治经验介绍[J].中国猪业,2015,10(11):16-18.]],还通过限制化肥和有机肥的施用量、施用时间及施用地点等防止其对水体造成污染.
三、国外农业用水开源与节流的发展趋势
综观国外农业用水在开源与节流方面的发展现状,可以看出以下几点发展趋势.
（一）农业用水开源趋于多样化
为节约使用淡水或保护地下水,各国在开源上下足了功夫.普遍重视非常规水源的开发利用.一是重视雨水资源的收集与利用,因地制宜地修建储水设施,有些国家还对此进行了立法管理,使之成为一种强制措施.二是一些海水资源丰富的国家,则积极开展海水淡化处理.如以色列目前海水淡化技术与成本均处于世界领先水平,总供水量一半以上为淡化海水.三是选择合适的灌溉方式与耐盐作物,加大对微咸水的开发利用.四是加大对废水循环再利用,以减少对新水的需求量,如美国加州再生水的主要用途是农业灌溉.
（二）农业节水材料趋于高新化
在渠道防渗材料方面,国外已开发出许多具有防渗性能好、抗穿刺能力强的高性能、低成本的新型土壤固化剂和固化土复合材料,使高分子膜料等衬砌的比重日益增加.在灌溉新产品方面,采用先进的制造成膜工艺技术,开发具有高性能的微喷灌系列产品、微灌系统施肥装置和过滤器.利用纳米等新技术研制低成本、高效环保型标准化、系列化的节水材料及制剂是未来节水农业研发的一个亮点[[[]陶永霞,曹明伟.国内外农业节水发展现状对比[J].水利科技与经济,2007,13(9):663-664.
（三）节水灌溉技术趋于精准化
随着3S技术、互联网技术、AI技术、云计算等技术的发展,农业节水灌溉技术逐步趋于自动化、精准化、智能化,使农业灌溉水利用效率进一步提升.节水灌溉自动化控制系统,不仅可以实现远程自动控制,还可以进行运行状态监控和用水计量管理；不仅实现了按需适时适量灌溉,还降低了灌溉劳动强度、减少灌溉损失.
四、对中国的启示
通过梳理国外农业用水在开源和节流方面的经验,可以得出对中国发展节水农业的几点有益启示.
1.根据水资源分布特点进行作物布局优化
中国水资源的分布大体上是南多北少,但目前的作物布局却是南少北多.“北粮南运”向南方输送的不仅是粮食,更是北方本就稀缺的水资源.在全国范围内或区域范围内进行作物布局优化,不能仅考虑经济因素,也要考虑水资源条件.作物布局优化的原则就是适水种植,即根据地区可利用水资源的特点,合理安排、调整作物种植结构,适当压缩、控制高耗水作物面积,扩大需水与降水适配度较好、耐旱、水分利用率高的作物面积,实现农业水资源的可持续利用.
2.加大对非常规水源的开发与利用
农业节水不仅要重视“节流”,还要重视开源,尤其是非常规水源的开发与利用.一是对雨水的收集与利用.中国降雨时空分布不均,除了建水窖、水坝进行蓄水外,还要重视传统农业中沟垄种植等田间集雨种植方式在现代农业中的应用.二是对废水处理后的再循环再利用.在符合农用标准的前提下,加大再生水在农业上的利用,同时还要出台法律法规防止生产或排水对水体造成污染,并制定相关措施对水体进行保护与污染修复.三是对微咸水或海水的直接或间接利用,或者是淡化后的利用.如中国的海水稻研究就是培育耐盐水稻品种,并用稀释后的海水进行灌溉.
3.加强高新技术在农业节水上的应用研发
一是利用生物技术培育节水耐盐新品种.一方面,中国有一半以上的国土是干旱半干旱地区,水资源紧缺,利用基因改良技术培育耐旱、抗旱作物新品种,以适应这些地区旱作农业的发展需求；另一方面,中国的盐碱地面积较大,主要分布在东北、西北和华北地区,大力培育耐咸水灌溉和耐盐碱的农作物新品种,可挖掘这些地区的农业发展潜力.二是加大纳米技术在农业节水中的应用研究.包括纳米技术在水质净化和污水处理上的应用研究,纳米保水剂和包衣剂的应用研究等.三是加大信息技术在节水农业上的应用研究,将农业高效节水技术与计算机技术、物联网等信息技术有机结合,推动农业节水向精准化、信息化、智能化方向发展.
4.加强水资源综合管理
首先要转变观念,改单纯的“节水”为“水资源综合管理”,不仅要把“地下水管起来、雨洪水蓄起来、再生水用起来”,还要建立水资源立体调配机制,实现天上水、地表水、地下水三水联调.其次要对区域水资源进行定期普查,建立详细的统计制度,摸清水资源的家底和利用情况,为水资源利用规划和分配方案的制订提供科学依据.三是不仅要重视节水技术的推广与应用,还要重视与节水、保水相关配套技术的推广与应用,尤其是中国传统精耕细作农业中的节水保墒技术,在现代农业节水中仍有较大的应用价值.
参考文献
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（责任编辑段丽君）
上文总结，上文是一篇关于国外农业方面的大学硕士和本科毕业论文以及农业用水和节流和开源相关国外农业论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
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