美国加州农业节水灌溉及其启示
美国加州农业节水灌溉及其启示
1、美国加州节水灌溉的主要技术措施
加州农业发达而水资源相对贫乏,为解决这一矛盾,加州采取了各种节水工程技术措施,
可以说世界先进节水灌溉技术在加州都得到了较好应用。以下就加州节水灌溉的一些主要措
施作一介绍。
1.1 地面灌水技术
地面灌水技术在美国农业灌溉中占主导地位,60%以上的农业灌溉采用这种灌水技术,
其方法主要有沟灌、畦灌。美国的沟灌与畦灌是经过技术改良的,它融合着现代最新技术成
果与科研成就,所以传统的灌溉方法在美国仍然具有较高的科技含量。
(1)沟灌。沟灌是美国地面灌溉的主体,约占地面灌溉的70%以上,主要应用于果树
和棉花、花生、蔬菜等行棵型种植作物。对果树而言,根据行距的不同,一般两行果树之间
开3~5个灌水沟,大田作物则根据其种植特点布置灌水沟。与沟灌相配套的灌水器材主要
有:①多口门给水栓,这种给水栓露出地面30~40 cm,给水栓周围均匀设置若干个小闸门
出水口,每个出水口出水量不大,分别对应一个灌水沟,这种给水栓最多设有8个口门,同
时可给8条灌水沟灌水。②多出口输水管,这种管多是铝合金管,在铝合金管上与灌水沟的
间距对等布设小闸门,每个小闸门对应一个灌水沟,灌溉时可根据供水量或需要,开启一个
或多个口门进行灌溉,亦可进行轮灌。这种管属地面移动管,作物耕种时收起来,种植完后
将管摆放在地头,直至收割期。③虹吸管,这种管就是普遍的橡胶管或软塑料管。水是通过
防渗渠道送到田间,通过节制闸将水位提高,使水位高出田面,利用虹吸原理,一沟一管将
水送到田间。④脉冲沟灌发生器。水流通过管道时,脉冲发生器根据指令,左右放水,水流
流量一般较大,在灌水沟中快速向前推进,间隔一段时间后,再进行第二次、第三次冲灌,
直至达到灌水要求,利用这一技术较常规沟灌可节水25%~30%,畦长也可增加。⑤尾水利
用技术,由于流量较大时,沟灌水流向前推进的速度很快,短时间内就可灌到地头,而这时
田间灌水量还没达到灌水要求,为此要持续一段时间,这样水就会源源不断从地头流出,为
利用这些尾水,美国因此而采取尾水回收利用技术,就是在地头挖一集水沟,把尾水收集起
来,利用低扬程泵重新将水送进管道,循环利用。
(2)畦灌。在美国畦灌主要应用于大田密植作物如小麦等,畦宽度10 m左右,畦长
200 m左右,灌溉时采取大流量快速推进方式,每一畦配套一个给水栓,一次灌一畦,畦田
规格根据农场、作物、水源情况确定,同时畦田都经过严格的激光平整。因此,美国的畦灌
还是相当省水的。这种灌水方式,主要分布在水源相对丰富的河流两岸,或地下水丰富的地
区。
美国的地面灌水技术无论是沟灌或畦灌,其田间大部分都是采用管道输水,水通过管道
直送沟、畦,即使在自流灌区也是如此,因此,输水过程的水损失相当少。田间通过激光平
整、脉冲灌水、尾水回收利用等技术,灌水均匀度很高,水流均匀入渗,从而提高灌水效率。
输水防渗、田间改造加之相应的配套设备,构成美国地面灌溉节水的三个核心内容。
1.2 喷灌
美国的喷灌形式多种多样,时针式、滚移式、平移式、卷盘式、支架式都有。支架式从
微喷、小喷灌到喷灌呈系列化。滚移式、时针式、平移式、卷盘式与世界各地的形式没有大
的区别,使用范围上有所侧重,草皮养植场以平移式为主,大田作物则多用时针式、平移式
或卷盘式。
支架式喷灌即固定式或半固定式喷灌,固定式喷灌与我们常说的概念一致,就是常年不
动,从支架到喷头常年放置野外,这种固定式与相应的耕作机构相配套,不会对耕作造成影
响。在畦灌支撑杆与输水管道的联接上,以及喷头管材、管件设计上,美国都有独到之处。
半固定式与我们习惯概念不完全一样,准确的称谓应为“季节性固定喷灌”。就是耕种时收
起来,耕种结束后再放置到田间,直到收割期。小喷灌在美国随处可见,主要用于低矮密植
作物,如蔬菜、草莓等。小喷灌是介于微灌和喷灌之间的一种形式,投资省、适用性强。微
灌在美国主要用于果树和环境绿化。
1.3 滴灌
滴灌也是美国应用较多的一种节水灌溉技术,主要应用于葡萄。葡萄园采用的都是滴灌
技术,滴灌可提高葡萄产量、改善葡萄品质,从而进一步提高葡萄酒的品质, 所以滴灌技
术倍受农场主和葡萄酒商的青睐。针对滴灌技术易堵塞的弱点,美国对水质过滤处理极其严
格,一般采取3~4级过滤。压力可补偿式滴头的研制与应用是滴灌在美国能得以快速发展
的一个主要原因。
1.4 浸润灌溉
在我国称这项技术为小管出流灌溉,早在1993年山东省新泰市在北京农业大学刘婴谷
教授指导下,率先在全国进行研究与试点工作,发展面积达1 333万hm2以上。但是由于
受灌溉质量所限,这项技术发展速度不快。美国同样如此,但其具有雄厚经济实力,使其在
浸润材料研制与应用上,有长足发展,因而使这一技术展现了较好前景。
2、几点启示
(1)总体上看,美国农业灌溉的节水主要是针对输水、灌水、田间三个环节,地面灌
溉特别强调通过提高田间入渗均匀度,实现节水,同时做到输水管道化。美国从60年代发
展管道输水灌溉,我国80年代初期开始,目前仅山东省管道灌溉面积达173万hm2以上。
长期以来,我国田间改造推行长畦改短畦,宽畦改窄畦。在经济条件较好的地方,自80年
代以来大力发展喷灌、微灌技术,还结合自身特点强化渠道防渗,并不断完善有关政策,以
实现节水灌溉的硬措施与软措施的有机结合。
(2)必须下大力气提高农业灌溉的科技含量。我国的灌溉水平与美国相比还有相当大
的差距,比如地面平整,美国用激光控制平整,而且一茬作物一平整,而我国用目测,好一
点的用水准仪控制平整,且多年不整一次。再如灌溉适宜时间的选择,我国大多凭经验,而
美国是通过精密仪器选择灌水时机,张力计、叶面湿度测定仪等被广泛采用。近几年,美国
将原本用于军事的测量系统,称之为TDR技术,应用于墒情测报,效果非常好。另外还有
一些农场主通过微机中心进行操作,几百英亩的农场灌溉,在一间屋里就可控制完成。
(3)节水灌溉技术的发展取决于国家的政策。美国对农业采取强有力的保护政策,联
邦以及州政府都尽可能降低农业生产成本,比如水价,美国主体水利工程,诸如水库、主干
渠道等的投入都由政府承担,且工程建成后,不计入水成本,所以加州虽然水资源短缺,但
农业水价并不高。电费也是如此,农业用电每千瓦时只有0.08美元左右(合人民币0.7元),
而我国目前的农业用电也不低于这个水平,有的还要高出这个水平,达到1元以上,这对于
并不富裕的农民来说负担确实太重了,对发展喷灌、微灌等高新技术构成瓶颈制约。因此,
必须从投入政策、保护政策、技术创新等多方面入手,扶持农民发展节水灌溉。
(4)有选择、有针对性、积极稳妥引进推广先进灌溉设备与技术。目前世界节水灌溉
技术多种多样,仅喷灌就有五六种之多。但是并不是所有技术都适合我国国情,例如滚移式
喷灌机、时针式喷灌机等,在我国大部分地区这项技术可能行不通,除非实现大面积规模经
营,而微喷、滴灌、卷盘式喷灌等则较适合,宜扶持发展。其他如墒情测报、激光平整等,
可选择条件较好的地方进行试点,为将来的发展总结经验,积累资料。同时,还应在技术消
化、创新上多下功夫,采取积极态度,同外商合作,全面推进我国节水灌溉设备生产规模化、
产业化、国际化。
国外农业节水经验
国外农业节水经验
以色列60%的国土面积被列为干旱地区,缺水状况严重。以色列于1959年颁布《水法》,规定境内所有水资源均归国家所有。以色列研究人员还开发出“土壤蓄水层处理”技术,即污水经处理后再通过土壤注回蓄水层,土壤和沙层会起到净化过滤的作用。实践证明,经这种技术处理后的水接近淡水的质量,可以放心用于农业灌溉。
美国:美国农业发达,在农业节水灌溉方面有许多先进的经验。美国推广应用多种节水灌溉方式。50%的面积采用喷灌,43%的为地面灌溉,6%为滴灌,1%为其它。喷灌有固定式和移动式两种,其中80%为中轴式移动喷灌。
印度:印度是一个缺水大国,为此,印度人将目光瞄向了常见的水源——雨水。很多地区的农民修建房屋的时候,都会在院子里用砖头垒一个储水池,里面塞进不少鹅卵石和粗沙,雨水经过沙石的简单过滤就可以饮用了。屋顶有一定的坡度,便于雨水很快流下。屋檐部分有突出的沟槽,接收从屋顶流下来的水,经过导管再进入地面的储水池。
美国加利福尼亚州水资源短缺的影响与应对
美国加利福尼亚州水资源短缺的影响与应对
在全球范围内,水资源短缺已经成为一个严重的问题,而美国加利福尼亚州尤为突出。由于地理位置和气候条件的影响,加州常年处于干旱状态,给该州的水资源供应带来了巨大的挑战。在本文中,我们将探讨加利福尼亚州水资源短缺的主要影响以及政府和个人应对该问题的策略和措施。
加利福尼亚州水资源短缺的影响:
1. 农业受到重大影响:
加利福尼亚州是美国最重要的农业州之一,但由于水资源的有限性,农业活动受到了严重的限制。许多农民面临着无法获得足够水源灌溉农田的问题,导致农作物减产和土地退化。这对农业相关的经济和就业带来了负面影响。
2. 城市用水受限:
加州的城市也受到水资源短缺的严重影响。政府不得不采取限制用水的措施,包括限制家庭和企业用水的数量,以及制定严格的节水政策。这给人们的生活和商业活动带来了困扰,加剧了用水需求和供应之间的紧张关系。
3. 生态系统破坏:
加利福尼亚州的水资源短缺对当地生态系统造成了严重破坏。河流枯竭和湖泊干涸导致了许多野生动植物栖息地的丧失,对生态环境产生了长远的负面影响。生态系统崩溃不仅威胁到动植物的生存,也影响到人类的饮用水和食物供应。
对加利福尼亚州水资源短缺的应对措施:
1. 政府投资和规划:
政府应当加大对水资源的投资和规划,努力增加水源储备和改善水资源管理系统。这可以包括建设更多的水库、引水渠道和水处理设施,以及提高水资源利用效率的措施。政府还应该加强对非法水源开采和浪费行为的监管,以确保水资源的合理分配和使用。
2. 推动节水意识:
教育和宣传对加州居民和企业的节水意识至关重要。政府可以通过举办水资源管理的相关讲座、制作宣传资料和利用社交媒体等方式,向公众普及节水知识和技巧。此外,政府还应鼓励研发和推广节水技术,以减少用水量并提高用水效率。
3. 水资源多元化:
加利福尼亚州应该采取措施实现水资源的多元化利用。政府可以通过收集和储存雨水、开发海水淡化技术、推进废水处理再利用等方式,增加水资源的可利用性。此外,开发天然水源如湖泊和地下水也是缓解水资源短缺的重要途径。
002美国农业水资源利用与保护_张宏志
基金项目:国家自然科学基金项目“基础养老保险缴费率一元化及缴费适度水平研究”(项目编号:71373110)阶段性成果。作者简介:张宏志,男,沈阳人,博士研究生,研究方向:人口、资源与环境经济学;金飞,助理工程师,研究方向:水利水电。美国农业水资源利用与保护
? 张宏志1 金 飞2
摘要:本文主要从中美两国水资源比较分析出发,挖掘美国农业水资源利用与保护的
成功经验,一方面从美国采用滴灌技术促进水资源有效利用、通过海水淡水化和污水
处理再生利用水资源、水权交易与“水银行”推动水资源商品化等方面探讨了美国农
业水资源的利用;另一方面从美国健全的农业水资源保护法律体系、实行经济与行政
手段调控农业用水水质等方面研究了美国农业水资源的保护。最后提出倡导节水型农
田灌溉技术、积极开拓农业用水供给来源、完善农业水资源生态补偿机制和完善农业
水资源利用与保护法律体系等启示。
关键词:农业水资源;水资源利用;水资源保护;启示
DOI:10.13856/j.cn11-1097/s.2014.12.028
一、中国和美国水资源比较
美国的水资源总量位居世界第四位,人均占有
水资源量接近1.2万m3,其水资源总量与人均占有
水资源量都位居世界前列,是世界水资源较为丰富
的国家之一。美国年均降水量基本上保持760mm左
右,表现为西少东多,美国水资源总量为2.97万亿
m3,农业用水量已经达到年2 000多亿t。美国国内
大部分河流是南北流向,主要包括由哥伦比亚河、
科罗拉多河等组成的太平洋水系;由格兰德河、密
西西比河等组成的美国流域影响面积最大的大西洋
水系,其还包括波托马克河以及哈得逊河等;北冰
洋水系,包括阿拉斯加州注入北冰洋的河流;白令
海水系,由阿拉斯加州的育空河及其他诸河构成。
中国水资源总量位居世界第六位,但人均水资源处于世界13个水资源最贫乏的国家行列之中。
中国淡水资源总量居世界第四位为2.8万亿m3,
约占世界水资源总量的6%,可是人均只有2 200
【课外阅读】美国加利福尼亚州北水南调工程
美国加利福尼亚州北水南调工程
美国加利福尼亚州北水南调工程,——“阳光地带”缔造者
加州位于美国西南部,北部气候湿润、洪水频频,南部却天旱地裂,北水南调工程兴建于1960年,在调水量、调水距离、工程技术等方面都是美国最具代表性的调水工程,也是调水工程带来巨大综合效益的典型案例。
北水南调一期主体工程1973年竣工,保证了以洛杉矶为中心的1700多万人口的生活和工业用水,给加州南部的经济和社会发展,乃至生态环境的改善都提供了充足的水源。但它也付出了代价:旧金山湾水质恶化,海湾水生生物数量减少,海湾附近土地盐碱化……虽然生态恶果不能回避,但还是可以这么说,不调水,就没有加州南部133万平方公里的灌溉面积,就没有果树蔬菜等经济作物生产基地;不调水,洛杉矶就无法成长为美国第三大城市,加利福尼亚就无法成为美国人口最多的州;甚至不调水,好莱坞都难以形成今日的规模。闪闪发亮的霓虹招牌,衣香鬓影的电影明星,这一切的背后都大写着一个字——水!
利比亚人造长河——地下三尺,再造“全身血脉”
1983年,利比亚决定实施目前世界上最长的管道输水工程——人造长河计划,抽取南部撒哈拉沙漠的4处地下水源,分别用管道远距离送到北部沿海地区,并联成全国统一的地下供水管网。如果说这4000多公里长、遍布全国的输水管道构成了利比亚的血脉,那么位于沙漠的地下水库,就是它的心脏。人造长河的一期、二期工程在这里打了近700口井,将珍贵的淡水源源不断地送往北方。全部采用地下水为调水水源,是这项工程最大的特色。
采用管道方式,决定了这项工程不会对全球气候产生大的影响,因为不存在河流系统,除了地面下沉之外,对水源地,也不会造成诸如寄生虫转移、河流沼泽化等后果。但是据世界自然基金会的预测,因为全部采用地下水源,没有补给,这项工程从本质上说是有限度的,难以长久支撑。
澳大利亚雪山调水——进步与反思
澳大利亚东南沿海是有“大分水岭”之称的雪山山脉,以此为界,东坡湿润,西坡干旱。著名的雪山调水工程在“大分水岭”的东西坡分别建库蓄水,用两组隧洞将东坡斯诺伊河的水引向西坡的墨累河和马兰吉比河,工程于1949年开工,修建过程长达25年。
国外的节水灌溉模式
国外的节水灌溉模式
核心提示:一、以色列模式: 以色列是一个水资源严重紧缺的国家,人均水资源占有量只有365立方米。为了利用有限的水资源,以色列采取了明智的一、以色列模式: 以色列是一个水资源严重紧缺的国家,人均水资源占有量只有365立方米。为了利用有限的水资源,以色列采取了明智的措施,制定并严格执行有关政策。目前,以色列的灌溉面积为22万平方公顷,农业用水量为12.8亿立方米,占总供水量的62%。为了提高灌溉技术和自动控制技术,使灌溉平均利用率达到90%(其中滴灌面积占其全部灌溉面积的2/3)。为了提高灌溉水效率,采取的其他措离还有:水量计量、水价政策、灌溉过程的计算机管理和遥控、水肥同步施用。这些措施使水的有效利用率大大提高,在单位面积的平均灌溉水量不增加的情况下,农业产出增长了12倍。 由国家供水公司计算的平均供水成本为每立方米31美分,不同的用户水价也各不相同。政府为供水提供一定的补贴,但补贴比例在逐渐降低。在国家供水公司重组后,水价逐渐增加,国家对供水的补贴已由1992年占成本的50%降低为1996年的20%。近年来推广分段计价的办法使灌溉水量节省10%。 二、法国模式:
法国的水资源总量为1010亿立方米,人均水资源占有量为3300立方米。法国水管理的特点是由国家、流域管理委员会、水协会和地方水管理公司共同参与管理,建立了良好的灌溉设施,有完善的灌溉服务体系和管理体制。在现有238万平方公顷灌溉面积中,111万平方公顷为现代灌溉面积,占总灌溉面积的47%;喷灌面积89平方公顷,占现代灌溉面积的80%,平均灌溉水价为每立方米0.15美分。 法国灌溉用水管理模式分为以下三种: 1.协作管理模式。是由参加用水户协会的农场主和其它用户共同拥有和使用灌溉设备,协会负责需集体开展的工作、统一管理设备和维扩工程设施。协会的平均规模是每个协会有75个成员和250平方公顷灌溉农田。目前在法国南部有1/3灌溉农田采用了这种管理模式。 2.区域开发区公司管理模式。区域开发公司是为了开发法国南部而设立的,现有5个区域开发公司,其中3个公司直接管理了27.5万平方公顷灌溉农田的设备,并为由用水协会和单个农场管理的9万平方公顷灌溉农田供水。 3.单个灌溉工程管理模式。用于农户依靠建立在自己农场内的水库或地下水为灌溉水源,或直接从河流引水灌溉的情形。法国有120公顷灌溉农田采用这种管理模式。 三、美国模式: 美国的灌溉面积为1999万平方公顷,其中1111万平方公顷沟灌,占灌溉面积的55.6%,喷灌和滴灌面积占灌溉面积的27%,地下灌溉技术也得到了应用。美国有很好的现代灌溉技术研究和开发支撑条件,有许多研究中心,这些中心经常深入农场与用水户保持密切联系,技术推广不但速度快且面积也很广,现代灌溉面积发展速度很快。为了促进现代灌溉农业技术的应用,美国引入了如下几项措施。
美国北加州水危机加剧环境问题对农业和生态系统造成重大影响
美国北加州水危机加剧环境问题对农业和生态系统造成重大影响
北加州位于美国加利福尼亚州,是一个以农业为主的地区。然而,近年来,北加州面临着严重的水危机,这对当地的农业和生态系统造成了重大影响。本文将从不同角度探讨这一问题,分析其根本原因,并提出可能的解决方案。
一、水危机的原因
1. 气候变化
气候变化是北加州水危机的主要原因之一。近年来,由于全球变暖导致的气温升高,降水量不稳定,导致北加州出现了长时间的干旱。降雨不足造成水资源供应不足,给农业和生态系统带来了严重影响。
2. 水资源分配不均
北加州水危机的另一个原因是水资源分配不均。该地区的水资源主要来自于附近的山脉融雪和降雨。然而,由于地理位置的影响,一些地区拥有更多的水资源,而另一些地区则相对贫乏。这导致了水资源的不公平分配,加剧了水危机的严重性。
二、农业受影响
由于水危机,北加州的农业遭受了严重的损失。农业是该地区的主要经济支柱,尤其以种植水果和蔬菜为主。然而,由于水资源不足,农民面临着严重的灌溉问题,导致作物歉收和质量下降。一些农民不得不转向其他种植方式或减少种植规模,对当地经济带来了很大冲击。
三、生态系统承受压力
水危机也对北加州的生态系统造成了严重的影响。该地区拥有丰富的生物多样性和特殊的生态环境,但由于水资源缺乏,湿地和河流的退化加剧,导致了生态系统的破坏和物种灭绝。这不仅对生态平衡造成了破坏,还对当地的生态旅游和文化遗产产生了负面影响。
四、解决方案
1. 水资源管理
为了解决水危机问题,北加州需要改善水资源的管理。这包括建设更多的水库、集水区以及水资源的存储和分配系统。同时,需要加强对水资源的监测和保护,避免浪费和滥用。
2. 提倡节水意识
节约水资源是解决水危机的关键。政府和公众应加强节水意识的培养,推广节水设施和技术的使用。农民应采用更为节水的灌溉方式,如滴灌和微喷灌溉,减少水资源的浪费。
3. 多元农业
为了减轻水危机对农业的影响,北加州可以发展多元农业。除了传统的水果和蔬菜种植外,农民可以考虑发展旱地农业、粮食作物种植或畜牧业等,减少对水资源的依赖,并提供更多就业机会。 4. 生态恢复
国外农业节水发展状况与启示
国外农业节水发展状况与启示
1 世界水资源概况与农业用水
1.1 世界水资源概况
水是人类赖以生存的生命之源,水资源是国民经济可持续发展的重要源泉。据统计,世界五大洲的161个国家的淡水资源总量为488254亿m3,人均占有量为8520m3,见图1。由图2可见,水资源分布在全球范围内极不均匀。亚洲(统计的48个国家)人均水资源占有量仅为4440m3,约为世界人均占有量的一半,是人均占有量最高的大洋洲(5个国家)的1/13。美洲与大洋洲国家水量充沛,非洲和西亚国家严重缺水。加拿大人均拥有淡水资源12万m3,而肯尼亚和约旦只分别拥有600m3和300m3。
图1 各大洲人均水资源占有量比较
图2 世界各大洲(161个国家)水资源占有比例
季节分布不均也是世界水资源的一大特点。孟加拉国在季风季节往往洪灾泛滥,而其后的干旱季节又可使农作物颗粒无收。前苏联的西亚地区,由于雨量的不均,严重影响农业的收成。
1.2 水资源开发利用与用水结构 在所统计的161个国家的年用水总量为29576亿m3,约占水资源总量的6.1%。其中农业用水约占68.6%,工业和生活用水分别占22%和9.4%。各部门用水所占的比例见表1。
表1 各地区用水量与用水结构
① 人均占有量的平均值是根据《世界之水》(1998~1999淡水资源报告)和FAO数据库所列的五大洲161个国家的有关资料统计分析得到。
从全球范围内看,各大洲的水资源开发利用水平差异较大。亚洲由于人口较多,尽管水资源开发利用率达到10.7%的世界最高水平,接近开发利用率最低的大洋洲的10倍左右,但人均年用水量仅为473m3/人,仅高于非洲,排在倒数第二。美洲国家(统计的28个国家)的人均年用水量最大,接近亚洲国家和全球统计国家人均年用水量的两倍,但其水资源开发利用率仅为亚洲的1/3。非洲国家的人均用水量最少。就用水结构而言,亚洲与非洲的农业用水占总用水量的85%以上,高于世界平均水平,而其他地区的农业用水所占的比例均低于世界平均水平。
美国发展现代农业的经验及其借鉴意义
美国发展现代农业的经验及其借鉴意义
美国发展现代农业地经验及其借鉴意义
一、世界一流地现代农业
.得天独厚地发展条件
美国有个州,个县.人口年突破亿,其中农业就业人口万.全国国土面积万,耕地面积亿,约占国土总面积地,人均占有耕地.美国农用地大部分位于北纬°°之间地北温带和亚热带,土地平坦,土壤肥沃,气候条件优越.美国是世界上农业生产技术水平最高、劳动生产效率最高、农产品出口量最大、城市化程度最高地国家之一,农业是美国在国际市场上最具竞争力地产业之一.文档收集自网络,仅用于个人学习
.各具特色地优势布局
经过多年地区域发展、优势布局,美国农业已形成各种特色鲜明地产业带、产业链.自世纪开始农业商品化进程至今,全美已形成牧草乳酪带、玉米带、棉花带、烟草和综合农业带、小麦带、山区放牧带、太平洋沿岸综合农业带、亚热带作物区等个专业化农业生产带.处于每一生产带地农场一般只生产一种或几种产品,甚至只从事某种产品地某一生产环节地工作.例如美国西部经过大开发后,其区域优势十分明显,加利福尼亚州已成为美国最大地水果、蔬菜生产基地,随处可见一望无垠、满山遍野地杏园、葡萄园、柠檬园、橙子园.文档收集自网络,仅用于个人学习
.高度发达地机械作业
美国海拔以下地平原占国土面积地,有利于农业地机械化耕作和规模经营.从某种意义上讲,美国农业地发展是农业机械化地发展,农业生产主要依靠家庭农场,家庭农场经营规模大,又主要依靠机械化作业.在美国,农民就是一个机械手和卡车司机,驾驶卡车在田地巡视,操作农机在地里耕作,整地、深施肥、收获等各种农业作业项目全部实行机械化,有地项目还实行复合作业.家庭农场实行公司核算,科学种植,机械标准化作业,生产效率高.文档收集自网络,仅用于个人学习 .科学合理地资源利用
美国高度重视农业资源保护.一是进行盐碱地治理,改善土壤物理性能,科学选择适合土壤种植地作物品种.二是发展旱作农业.三是开展保护性耕作,注重培养地力,实行免耕耕作制度,全国免耕面积占总耕作面积;对农作物秸秆实行机械还田.四是实施休耕法.美国政府规定了土壤保护标准,农户地耕地经过检测后达到了规定标准,就可以得到政府地补贴,否则就得不到政府地补贴,从政策上激励农户保护土壤.文档收集自网络,仅用于个人学习.政场结合地节水举措
美国加州农业节水灌溉及其启示
摘要:加州农业发达而水资源相对贫乏,为解决这一矛盾,加州采取了各种节水工程技术措施,可以说世界先进节水灌溉技术在加州都得到了较好应用。以下就加州节水灌溉的一些主要措施作一介绍。关键词:美国加州农业节水灌溉1 美国加州节水灌溉的主要技术措施加州农业发达而水资源相对贫乏,为解决这一矛盾,加州采取了各种节水工程技术措施,可以说世界先进节水灌溉技术在加州都得到了较好应用。以下就加州节水灌溉的一些主要措施作一介绍。1.1 地面灌水技术地面灌水技术在美国农业灌溉中占主导地位,60%以上的农业灌溉采用这种灌水技术,其方法主要有沟灌、畦灌。美国的沟灌与畦灌是经过技术改良的,它融合着现代最新技术成果与科研成就,所以传统的灌溉方法在美国仍然具有较高的科技含量。(1)沟灌。沟灌是美国地面灌溉的主体,约占地面灌溉的70%以上,主要应用于果树和棉花、花生、蔬菜等行棵型种植作物。对果树而言,根据行距的不同,一般两行果树之间开3~5个灌水沟,大田作物则根据其种植特点布置灌水沟。与沟灌相配套的灌水器材主要有:①多口门给水栓,这种给水栓露出地面30~40cm,给水栓周围均匀设置若干个小闸门出水口,每个出水口出水量不大,分别对应一个灌水沟,这种给水栓最多设有8个口门,同时可给8条灌水沟灌水。②多出口输水管,这种管多是铝合金管,在铝合金管上与灌水沟的间距对等布设小闸门,每个小闸门对应一个灌水沟,灌溉时可根据供水量或需要,开启一个或多个口门进行灌溉,亦可进行轮灌。这种管属地面移动管,作物耕种时收起来,种植完后将管摆放在地头,直至收割期。③虹吸管,这种管就是普遍的橡胶管或软塑料管。水是通过防渗渠道送到田间,通过节制闸将水位提高,使水位高出田面,利用虹吸原理,一沟一管将水送到田间。④脉冲沟灌发生器。水流通过管道时,脉冲发生器根据指令,左右放水,水流流量一般较大,在灌水沟中快速向前推进,间隔一段时间后,再进行第二次、第三次冲灌,直至达到灌水要求,利用这一技术较常规沟灌可节水25%~30%,畦长也可增加。⑤尾水利用技术,由于流量较大时,沟灌水流向前推进的速度很快,短时间内就可灌到地头,而这时田间灌水量还没达到灌水要求,为此要持续一段时间,这样水就会源源不断从地头流出,为利用这些尾水,美国因此而采取尾水回收利用技术,就是在地头挖一集水沟,把尾水收集起来,利用低扬程泵重新将水送进管道,循环利用。(2)畦灌。在美国畦灌主要应用于大田密植作物如小麦等,畦宽度10m左右,畦长200m左右,灌溉时采取大流量快速推进方式,每一畦配套一个给水栓,一次灌一畦,畦田规格根据农场、作物、水源情况确定,同时畦田都经过严格的激光平整。因此,美国的畦灌还是相当省水的。这种灌水方式,主要分布在水源相对丰富的河流两岸,或地下水丰富的地区。美国的地面灌水技术无论是沟灌或畦灌,其田间大部分都是采用管道输水,水通过管道直送沟、畦,即使在自流灌区也是如此,因此,输水过程的水损失相当少。田间通过激光平整、脉冲灌水、尾水回收利用等技术,灌水均匀度很高,水流均匀入渗,从而提高灌水效率。输水防渗、田间改造加之相应的配套设备,构成美国地面灌溉节水的三个核心内容。1.2 喷灌美国的喷灌形式多种多样,时针式、滚移式、平移式、卷盘式、支架式都有。支架式从微喷、小喷灌到喷灌呈系列化。滚移式、时针式、平移式、卷盘式与世界各地的形式没有大的区别,使用范围上有所侧重,草皮养植场以平移式为主,大田作物则多用时针式、平移式或卷盘式。支架式喷灌即固定式或半固定式喷灌,固定式喷灌与我们常说的概念一致,就是常年不动,从支架到喷头常年放置野外,这种固定式与相应的耕作机构相配套,不会对耕作造成影响。在畦灌支撑杆与输水管道的联接上,以及喷头管材、管件设计上,美国都有独到之处。半固定式与我们习惯概念不完全一样,准确的称谓应为“季节性固定喷灌”。就是耕种时收起来,耕种结束后再放置到田间,直到收割期。小喷灌在美国随处可见,主要用于低矮密植作物,如蔬菜、草莓等。小喷灌是介于微灌和喷灌之间的一种形式,投资省、适用性强。微灌在美国主要用于果树和环境绿化。1.3 滴灌滴灌也是美国应用较多的一种节水灌溉技术,主要应用于葡萄。葡萄园采用的都是滴灌技术,滴灌可提高葡萄产量、改善葡萄品质,从而进一步提高葡萄酒的品质, 所以滴灌技术倍受农场主和葡萄酒商的青睐。针对滴灌技术易堵塞的弱点,美国对水质过滤处理极其严格,一般采取3~4级过滤。压力可补偿式滴头的研制与应用是滴灌在美国能得以快速发展的一个主要原因。1.4 浸润灌溉在我国称这项技术为小管出流灌溉,早在1993年山东省新泰市在北京农业大学刘婴谷教授指导下,率先在全国进行研究与试点工作,发展面积达1333万hm2以上。但是由于受灌溉质量所限,这项技术发展速度不快。美国同样如此,但其具有雄厚经济实力,使其在浸润材料研制与应用上,有长足发展,因而使这一技术展现了较好前景。2 几点启示(1)总体上看,美国农业灌溉的节水主要是针对输水、灌水、田间三个环节,地面灌溉特别强调通过提高田间入渗均匀度,实现节水,同时做到输水管道化。美国从60年代发展管道输水灌溉,我国80年代初期开始,目前仅山东省管道灌溉面积达173万hm2以上。长期以来,我国田间改造推行长畦改短畦,宽畦改窄畦。在经济条件较好的地方,自80年代以来大力发展喷灌、微灌技术,还结合自身特点强化渠道防渗,并不断完善有关政策,以实现节水灌溉的硬措施与软措施的有机结合。(2)必须下大力气提高农业灌溉的科技含量。我国的灌溉水平与美国相比还有相当大的差距,比如地面平整,美国用激光控制平整,而且一茬作物一平整,而我国用目测,好一点的用水准仪控制平整,且多年不整一次。再如灌溉适宜时间的选择,我国大多凭经验,而美国是通过精密仪器选择灌水时机,张力计、叶面湿度测定仪等被广泛采用。近几年,美国将原本用于军事的测量系统,称之为TDR技术,应用于墒情测报,效果非常好。另外还有一些农场主通过微机中心进行操作,几百英亩的农场灌溉,在一间屋里就可控制完成。(3)节水灌溉技术的发展取决于国家的政策。美国对农业采取强有力的保护政策,联邦以及州政府都尽可能降低农业生产成本,比如水价,美国主体水利工程,诸如水库、主干渠道等的投入都由政府承担,且工程建成后,不计入水成本,所以加州虽然水资源短缺,但农业水价并不高。电费也是如此,农业用电每千瓦时只有0.08美元左右(合人民币0.7元),而我国目前的农业用电也不低于这个水平,有的还要高出这个水平,达到1元以上,这对于并不富裕的农民来说负担确实太重了,对发展喷灌、微灌等高新技术构成瓶颈制约。因此,必须从投入政策、保护政策、技术创新等多方面入手,扶持农民发展节水灌溉。(4)有选择、有针对性、积极稳妥引进推广先进灌溉设备与技术。目前世界节水灌溉技术多种多样,仅喷灌就有五六种之多。但是并不是所有技术都适合我国国情,例如滚移式喷灌机、时针式喷灌机等,在我国大部分地区这项技术可能行不通,除非实现大面积规模经营,而微喷、滴灌、卷盘式喷灌等则较适合,宜扶持发展。其他如墒情测报、激光平整等,可选择条件较好的地方进行试点,为将来的发展总结经验,积累资料。同时,还应在技术消化、创新上多下功夫,采取积极态度,同外商合作,全面推进我国节水灌溉设备生产规模化、产业化、国际化。作者简介 马承新,男,35岁,工程师,山东省水利厅,250013
美国机械化节水技术见闻与启示
耕作面积大约占耕地面积的60%,其中秸秆覆盖率常年
保证30%以上的地块大约占25%。由于降雨量少,20世 纪90年代的农场主的做法主要是第1年蓄水休闲,隔
年再种植作物;在采用保护性耕作后,基本上可以保证 年年种植,而且并不会影响作物产量,每英亩还可以节
约成本80美元,折合人民币约1 200元/hm。。在加州,
尚未采用保护性耕作的农场主主要有以下顾虑:一是对 目前的农业生产很满意,如采用保护性耕作还要重新学
习很多知识并对农场种植制度等做较大调整;二是担心
这项技术不适合自己的作物;三是担心采用新技术后 经济风险大。这与国内农民对待保护性耕作的态度基
本相同。 此外,关于保护性耕作技术体系中的深松整地环
节,其提高土壤蓄水能力的作用在国内外是有共识的,
但是在深松频率方面,德州、加州的农场主和农业技术 研究机构给出了与我国一些专家不同的看法。据德州
弘都市的一个农场主介绍,深松技术在德州的应用并 不多,一般深松过一次并打破犁底层以后,之后很多年
便不再使用。德州农工大学农业生命研究中心的专家 也谈到,该中心的棉花试验田8年前进行过深松,此后
没有进行任何深松或者深耕作业。他们的体会是,如果 土壤有严重影响农业生产的犁底层存在,就需要通过
深松办法打破犁底层,而犁底层一旦打破后,只要不再
采用类似于铧式犁翻耕的方式,一般不会再次产生犁 底层。
3.加州水和能源节约利用技术 (1)加州州立大学弗雷斯诺分校水和能源技术实验
室情况 目前,该实验室的主要工作之一是检测灌溉输
水设备,通过确定水泵、管、阀门等灌溉输水设备的精度 以达到设备节水的目的,其检测数据为法律所认可。同
时,该实验室还正在建设风洞模拟系统,准备开展保护 性耕作防治风蚀效果的研究测试。该实验室还建立有二
氧化碳循环利用技术试验基地,基地将工厂的二氧化碳
收集起来,输送到作物生长环境中,既能够做到减排,也 能够满足作物生长,其未来发展空间不可小觑。
