膜下滴灌——石河子节水农业的选择
新疆生产建设兵团农八师水利局在石河子垦区推广应用的大田膜下滴灌技术，是国家发展节水灌溉中田间灌水过程的一项高效节水技术，截至2003年底，石河子垦区已推广实施大田膜下滴灌面积近100万亩。
石河子垦区始建于20世纪50年代初，规划耕地面积700万亩，已垦耕地310万亩，2003年实际有效灌溉面积290万亩。垦区年蒸发量为年降水量的8～12倍，属资源型缺水区。
石河子垦区开发之初就确立了以灌溉为中心的农田水利建设目标，为在新疆建设大型农场创造了统一规划、渠道防渗、合理轮作、竖井排灌等8条经验。他们在管理上实行以水定地、因水种植、计划用水、按方收费制度，基本上形成了引、蓄、输、配比较完整的灌溉体系网。
近几年，石河子垦区在发展中遇到了水资源短缺、田间灌溉技术陈旧、水资源浪费严重、土地次生盐渍化蔓延等问题，原有水利灌溉工程老化，效益下降，已成为垦区国民经济和社会发展的制约因素。
农八师水利局根据师党委制定的“节水扩灌、增产、增效、改善环境”的节水发展思路，近年开展了一系列的农业节水工作。1996年，石河子市水利局在做好田间管理型节水和工程型节水的同时，开始尝试应用一些先进的节水技术，如喷灌、滴灌技术，并成立了两个节水灌溉课题组，同时开展棉花喷灌和棉花大田膜下滴灌试验。
试验和实践均表明，由于水的飘移损失太大，作物生育期喷灌灌水量与垦区常规灌溉用水量每亩400立方米相当，灌水效率不高，节水效果不佳。屡受好评的喷灌技术在石河子垦区则“水土不服”，节水增产效果不明显。怎么办？难题又一次摆在农八师水利局面前。
膜下滴灌——从浇地到浇作物的变革
石河子垦区121农场传来了振奋人心的好消息：他们在弃耕的盐碱地上进行的膜下滴灌试验证明，在石河子垦区采用膜下滴灌技术不仅可行，而且对中低产田的改造作用尤为突出。膜下滴灌、*地滴灌与喷灌对比实验和应用的结果坚定了农八师水利局的信心，他们决定以国内生产材料为基础，研究适应我国国情和石河子垦区发展特点的高效用水新技术——膜下滴灌技术，作为垦区农业经济发展行之有效的技术措施。
膜下滴灌技术是覆膜技术与滴灌技术两者优点相结合的一种新型灌溉技术，是将过去水浇地变为水浇作物的一场变革，是地膜栽培技术的延伸和深化。其原理是根据作物生长发育的需要，将水通过滴灌系统一滴一滴向有限的土壤空间供水，仅在作物根区进行局部灌溉，这样可以不破坏土壤团粒结构，避免水的深层渗漏和地表流失。同时，覆膜技术，随水施肥、施药和施植物生长调节剂的运用，可大大减少作物棵间蒸发。作物对水、肥、药的利用更直接，利用率更高，用少量的水和适度的肥料用量可获得更高的产量。另外滴灌可在根系发育的范围内形成一个低盐区，为作物根系发育提供了一个良好的生长环境，加之地膜覆盖，棵间蒸发甚微，盐分不易返回地表，植株生长发育正常，在盐碱地上也可以获得较好的收成。
下面的一组数字可以简单地说明膜下滴灌技术的优点：采取膜下滴灌技术的农田，中低产田可增产30％，节约肥料34％～40％，节水50％以上，提高土地使用率4％～6％，提高劳动生产率，管理作物的定额由25亩增加到100亩。每亩可节约100～130元，可通过滴灌技术控制作物生长，抑制土壤盐渍化。
膜下滴灌——石河子的节水法宝
农八师水利局为验证膜下滴灌的适应性，1997年至1998年扩大了试验的规模、范围和试验内容。在石河子垦区沙漠边缘的149农场，在光热条件好、水土矛盾突出的136农场，在土壤次生盐碱重的121农场、147农场进行了大面积的膜下滴灌试验，试验面积由25亩扩大到2300亩，试验作物品种也由棉花扩展到加工番茄、甜菜、玉米、各种蔬菜等。试验研究的内容包括作物膜下滴灌条件下的需水规律、灌溉制度，滴灌系统施肥、施药、化控技术研究，膜下滴灌在盐碱荒地上的应用技术研究，滴灌毛管铺收机具的研制等，均取得了较好的节水效果和一定的经济效益，同时也得到社会的认可。2003年，农八师石河子垦区已推广实施大田膜下滴灌面积近100万亩，为新疆干旱地区高效节水技术的应用和研究做出了贡献。农八师水利局研究的膜下滴灌技术也获得了生产建设兵团科学技术委员会科技进步三等奖。
农八师水利局在研究膜下滴灌技术的同时，还积极引进、消化吸收国内外先进的节水技术，用于大田经济作物和城市园林绿化，在石河子市的城市绿化带上全都应用滴灌技术，使城市绿成阴，美如画。
农八师水利局完成了高效节水灌溉的初步试验研究和推广工作，膜下滴灌技术还需要不断完善和改进。膜下滴灌技术要能够被广大用户接受，就要降低节水器材的成本，而降成本的重要途径就是节水器材地产化。在有关厂家配合下，1999年边缝式滴灌带在农八师垦区内就应用到2.3万亩，实现当年降低亩投资50％以上，保证了职工用得起，为大面积推广应用大田膜下滴灌技术提供了材料保障。
简介几种常用节水灌溉技术
洞里萨湖位于非洲肯尼亚的大裂谷地带，周围地区多为农田和草原。由于气候干燥，降雨不多，当地农民需要进行灌溉以保证农作物的生长。洞里萨湖周围地区的农作物灌溉过程通常如下：
挖掘水井：当地农民通常会在土地上挖掘水井，从地下获得水源。由于洞里萨湖地区的水源通常比较深，所以这个过程需要耗费一定时间和精力。
建造灌溉系统：一旦获得了水源，农民们就需要建造灌溉系统来将水引入农田。在洞里萨湖地区，常见的灌溉系统有喷灌、滴灌和沟渠灌溉等。其中，滴灌系统是最节水的一种，它能够将水直接滴入作物根部，避免了浪费。
进行灌溉：一旦建造好了灌溉系统，农民们就可以开始进行灌溉了。在洞里萨湖地区，农民们通常会在清晨或晚上进行灌溉，这样可以避免在白天的高温状况下浪费水资源。
监测土壤湿度：灌溉后，农民们需要定期监测土壤湿度，以确保灌溉的效果和作物的生长情况。如果土壤过于干燥，就需要增加灌溉量，如果土壤过于湿润，则需要减少灌溉量。
总之，洞里萨湖周围地区的农作物灌溉过程需要农民们耗费大量的时间和精力。但是，通过建造合理的灌溉系统和科学的管理方法，当地农民们仍然能够在这个干燥的地区成功种植出各种农作物。
中国现有常用节水灌溉方法包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等，均为人为控制灌溉时机和灌水量，属于“被动式”灌溉模式。
渠道防渗
渠道输水是目前我国农田灌溉的主要输水方式。
传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4—0.5，差的仅0.3左右，也就是说，大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后，一般可使渠系水利用系数提高到0.6—0.85，比原来的土渠提高50%—70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前我国节水灌溉的主要措施之一。
根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①三合土护面防渗；②砌石(卵石、块石、片石)防渗；③混凝土防渗；④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)等。
管道输水
管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉，以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。发达国家的灌溉输水已大量采用管道。目前我国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(软)管及金属管等。管道输水与渠道输水相比，具有输水迅速、节水、省地、增产等优点，其效益为：水的利用系数可提高到0.95；节电20%—30%；省地2%—3%；增产幅度10%。目前，如采用低压塑料管道输水，不计水源工程建设投资(以下同)，亩投资为100元—150元。
在有条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是，管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失，而要真正做到高效用水，还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方，对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求，以避免造成浪费。
喷灌
喷灌是利用管道将有压 喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式，在很多发达国家已广泛采用。喷灌的主要优点如下：(1)节水效果显著，水的利用率可达80%。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1m3水可以当2m3水用。(2)作物增产幅度大，一般可达20%—40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15%—20%的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。(3)大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。(4)减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。(5)有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。(6)避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。
（1）移动管道式喷灌通常将输水主干管固定埋设在地下，田间支管和喷头可拆装搬移、周转使用，因而降低了投资。北京市顺义县全县数万亩粮田均采用这种灌溉形式。10多年来的实践证明：移动式管道喷灌除了具有一般喷灌省水、增产、省工、减轻农民负担和有利于农业机械化、产业化、现代化等优点以外，还具有设备简单、操作简便、投资低、对田块大小和形状适应性强、一户或联户均可使用等优点，是目前较适合我国国情、可以大力推广的一种微型喷灌形式，可适用于大田作物、蔬菜等，亩投资为200元一250元。
（2）固定管道式喷灌 固定管道式喷灌是将管道、喷头安装在田间固定不动， 其灌溉效率高，管理简便，适用于蔬菜、果树以及经济作物灌溉。但是投资较高(亩投资一般在1000元左右)，不利于机械化耕作。
（3）中心支轴式与平移式大型喷灌机只能在预定范围内行走，行走区域内不能有高大障碍物，土地要求较平整。其机械化和自动化程度高，适用于大型农场或规模经营程度较高的农田。使用国产设备，每亩投资为300元-400元。
（4）卷盘式喷灌机 靠管内动水压力驱动行走作业， 与中心支轴式及平移式的大型喷灌机相比，具有机动灵活、适应大小田块、亩设备投资低等优点。 目前进口设备每亩投资为；50元左右， 设备国产化后可进一步降低投资， 这是一种适合我国国情、有发展前景的喷灌形式， 可适用于大田作物、蔬菜等。卷盘式喷灌机有喷枪式和析架式两种， 后者具有雾化好、耗能低的优点。轻小型机组式喷灌，可以手抬或装在手推车或拖拉机上，具有机动灵活、适应性强、价格较低等优点，通常用于较小地块的抗旱喷灌。每亩投资为100元-200元。
微喷
微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用塑料管道输水，通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水，可增产30%以上， 能改善田间小气候，可结合施用化肥，提高肥效。国产设备亩投资一般在500元-800元。主要应用于果树、经济作物、花卉、草坪、温室大棚等灌溉。
滴灌
滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。目前，国产设备已基本过关，有条件的地区应积极发展滴灌。
接管道的固定程度， 滴灌可分固定式、半固定式和移动式三种类型。固定式滴灌，其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作简便、省工、省时， 灌水效果好。国产设备亩投资约为700元(果树)-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌， 其干、支管固定， 毛管由人工移动。亩投资为500元-700元。移动式滴灌，其干、支、毛管均由人工移动，设备简单，较半固定式滴灌节省投资，但用工较多。亩投资为2m元一500元。
覆膜灌
用地膜覆盖田间的垄沟底部，引入的灌溉水从地膜上面流过，并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉，这种方法称作膜上灌，在新疆等地已大面积推广。采用膜上灌，深层渗漏和蒸发损失少，节水显著，在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用，并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地区可将滴灌管放在膜下，或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉，这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点，又具有地膜覆盖的优点，节水增产效果更好。
痕灌
2013年2月26日，华中科技大学对外发布消息，学校痕量灌溉研究中心历时10多年研发出“痕量灌溉”技术，一举打破农作物“被动式补水”传统灌溉模式，改由农作物自主吸水、按需吸水。
“痕灌”是受化学上微量元素与痕量元素概念启发而取名，主要指能在超微流量向作物长久供水，痕灌单位时间的出水量可达到滴灌的百分之一到千分之一。
痕灌技术的核心节水部件是痕灌控水头，由具有良好导水性能的毛细管束和具有过滤功能的痕灌膜组成，控水头埋在作物根系附近，毛细管束一端与充满水的管道相连，另一端与土壤的毛细管相连，感知土壤水势的变化。作物吸水导致根系周围的水势降低，即发出需水信号，控水头内的水不断以毛细管水的形式流向根系周围，直至作物停止吸水；控水头内的痕灌膜可防止毛细管束因杂质而堵塞，保证系统长期稳定工作。[2] 多年田间试验表明，痕灌比滴灌节水50%左右，即使在滴灌无法使用的地区也可推广应用。
痕量灌溉应用前景广阔。痕灌节水技术能耗更少，节水更多。尤其是能够突破在常规节水灌溉很少涉及的荒漠化治理、矿山修复、城市绿化等领域的发展，能为解决粮食安全、生态保护和水资源危机作出贡献。水利部等有关部委已表示将进一步深入研究此项高效节水灌溉新技术，积极创造条件进行大田试验，不断积累经验，逐步完善技术，使之在更大范围推广应用。
