1、課題研究目的與意義

（1）水資源危機(jī)已經(jīng)到來

眾所周知，水是生命之源，尤其是人類生存和社會(huì)發(fā)展不可缺少的基本條件，是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)和自然界可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。早在1972年聯(lián)合國(guó)召開的人類環(huán)境會(huì)議和1977年召開的水資源會(huì)議就向全世界發(fā)出警告：水不久將成為一項(xiàng)嚴(yán)重的社會(huì)危機(jī)，石油危機(jī)之后的下一個(gè)危機(jī)便是水川。而今占世界人口總量40%的80個(gè)國(guó)家缺水，其中26個(gè)國(guó)家嚴(yán)重缺水，特別是發(fā)展中國(guó)家，普遍受到不同程度水源危機(jī)和污染嚴(yán)重的威脅。水資源日益成為不亞于能源和糧食不足的一個(gè)嚴(yán)重問題，并已成為當(dāng)今世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。這使人們?cè)絹碓缴羁痰匾庾R(shí)到，水不僅是農(nóng)業(yè)的命脈，也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，人類生存的命脈，水的重要性已成為國(guó)際共識(shí)，水資源的開發(fā)、利用和保護(hù)已為世界各國(guó)所重視。而就如何合理高效利用有限的淡水資源，充分發(fā)揮資源效益已成為一個(gè)全球性急需解決的重要課題。

（2）節(jié)水成為歷史發(fā)展的必然

在諸多缺水國(guó)家之中，我國(guó)是水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家之一。我國(guó)的水資源總量約為2.8萬億立方米，居世界第6位；但人均水資源占有量?jī)H為2200m3，約為世界平均水平的1/4。從理論研究上講，有“開源”和“節(jié)流”兩條路可走。但實(shí)踐中開源已不具多大潛力，因?yàn)樗Y源畢竟是有限的，且過度的、無節(jié)制的開發(fā)將造成水資源嚴(yán)重枯竭，進(jìn)而導(dǎo)致各種危害人類社會(huì)本身的生態(tài)環(huán)境問題，制約人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；而節(jié)流卻是行之有效更具潛力的方案，因?yàn)閭鹘y(tǒng)粗放的用水方式造成了水資源的巨大浪費(fèi)。水資源的利用率和利用效率低下使水資源在節(jié)流方面呈現(xiàn)巨大的挖掘潛力，因此節(jié)水成為歷史發(fā)展的必然。而在各行各業(yè)、各方各面中，農(nóng)業(yè)是用水、也是浪費(fèi)水資源的大頭，更有必要進(jìn)行節(jié)水技術(shù)的探討和研究。

（3）微灌技術(shù)的發(fā)展

農(nóng)業(yè)用水的合理使用和發(fā)揮最大效益應(yīng)該說是具有非常重要的意義。節(jié)水將是可持續(xù)發(fā)展需要解決的重要問題。于是，節(jié)水灌溉便提上了日程，節(jié)水灌溉技術(shù)以其節(jié)水、增產(chǎn)、節(jié)地、省工等優(yōu)點(diǎn)變革了傳統(tǒng)粗放落后的灌溉方式和灌溉管理方式，其能夠有效改善作物產(chǎn)品品質(zhì)，提高產(chǎn)品附加值，同時(shí)對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，擴(kuò)大內(nèi)需，開拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，帶動(dòng)節(jié)水灌溉設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化具有顯著的作用。

在當(dāng)今世界上工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅速發(fā)展，人口不斷膨脹，水資源危機(jī)波及全球的情況下，節(jié)水灌溉技術(shù)一出現(xiàn)便引起了世界各國(guó)的普遍關(guān)注和重視，促使各國(guó)在節(jié)水灌溉技術(shù)及設(shè)備方面展開了深入的研究和開發(fā)。目前，全國(guó)節(jié)水灌溉面積僅占有效灌溉面積的30%左右。農(nóng)業(yè)用水的主要方式仍然是大水漫灌，粗放低效。

因此，黨的十五屆三中全會(huì)提出要把節(jié)水灌溉作為一項(xiàng)革命性措施來抓，大力發(fā)展節(jié)水灌溉，大幅度節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，提高水的利用率。預(yù)計(jì)21世紀(jì)必將是節(jié)水的世紀(jì)，21世紀(jì)的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)將是農(nóng)業(yè)科技革命的重要組成部分，節(jié)水灌溉將具有更為廣闊的前景。

（4）溫室微灌是發(fā)展的趨勢(shì)

溫室設(shè)施生產(chǎn)是科學(xué)技術(shù)含量較高的一種生產(chǎn)形勢(shì)，其通過人工、機(jī)械或自動(dòng)化技術(shù)來調(diào)控氣象條件和栽培介質(zhì)等環(huán)境因素，克服惡劣的自然條件的影響，為作物創(chuàng)造良好的水、氣、熱環(huán)境，使作物處于最佳生長(zhǎng)狀態(tài)，以大幅度增加作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)，提高經(jīng)濟(jì)效益。微灌技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)還處于初級(jí)階段，根據(jù)多年來的節(jié)水灌溉應(yīng)用的實(shí)踐，在溫室中推廣微灌技術(shù)勢(shì)在必行，且與其它節(jié)水灌溉相比，溫室大棚的節(jié)水灌溉方式效果最好，節(jié)水最明顯。這種方式可根據(jù)作物生產(chǎn)過程中對(duì)水的需要進(jìn)行灌溉，采用先進(jìn)的灌溉設(shè)備，可以做到適時(shí)、按需對(duì)作物灌水，水的利用率可達(dá)90%以上。這種灌溉方式將是我國(guó)今后節(jié)水灌溉的主要發(fā)展方向。

灌溉是影響溫室生產(chǎn)效益的重要因素。灌水不僅是為了調(diào)控土壤濕度保證作物對(duì)水分的需求，提高水分的利用率和利用效率，而且灌水對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境小氣候的影響較露地生產(chǎn)更為明顯。長(zhǎng)期沿用畦灌與溝灌等傳統(tǒng)灌溉方式往往會(huì)造成土壤板結(jié)、養(yǎng)分流失、灌水量大、肥料用量高。由于灌水量與土壤濕度、空氣濕度同步增加，極易形成高溫、高濕狀態(tài)，產(chǎn)生病蟲害，特別是黃瓜的霜霉病與立枯病難以控制，造成農(nóng)藥用量逐年增加。其次灌水量大而頻繁，而地下水資源有限，溫室面積又逐年增加，普遍出現(xiàn)用水緊缺現(xiàn)象。再次，早春時(shí)節(jié)灌水后使地溫明顯降低，使作物生長(zhǎng)緩慢，根系不發(fā)達(dá)。因此舊的傳統(tǒng)灌溉方法已經(jīng)制約了溫室作物產(chǎn)量和質(zhì)量的提高。

近幾年來，我國(guó)微灌技術(shù)的推廣應(yīng)用，使人們認(rèn)識(shí)到該項(xiàng)技術(shù)不僅是節(jié)水灌溉技術(shù)，在用水緊缺地區(qū)應(yīng)用推廣，同時(shí)它是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)配套技術(shù)之一，是科技含量較高的技術(shù)措施，可以為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供最優(yōu)服務(wù)，因此溫室微灌勢(shì)在必行。總之，溫室微灌技術(shù)不僅是一種先進(jìn)高效的節(jié)水技術(shù)，亦是一種環(huán)境調(diào)控技術(shù)，其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)尤其是設(shè)施農(nóng)業(yè)中有著更為廣闊的應(yīng)用前景。

2、研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的成熟，使得微電子技術(shù)與機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和自動(dòng)控制、航空航天、3S等高新技術(shù)在不斷的應(yīng)用于灌溉管理領(lǐng)域，給高效節(jié)水的微灌技術(shù)插上了騰飛的翅膀，使其成為精確灌溉技術(shù)的主體。目前，世界上先進(jìn)的微灌自動(dòng)化、智能化技術(shù)是在微灌技術(shù)的基礎(chǔ)上，按照技術(shù)集成和機(jī)械化程度，增加涉及土壤、墑情、肥力、病蟲害、作物苗情長(zhǎng)勢(shì)，作物生長(zhǎng)環(huán)境等的檢測(cè)和監(jiān)控，利用GIS進(jìn)行查詢和智能化農(nóng)田灌溉管理專家系統(tǒng)輔助決策，用精確的灌溉設(shè)施及技術(shù)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化監(jiān)控，按需定位、定量精確灌溉匯。

發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍開始采用計(jì)算機(jī)、電測(cè)、遙測(cè)、遙感（RS實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)）、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航）、地理信息系統(tǒng)（GIS實(shí)現(xiàn)信息處理和輔助決策）等高新技術(shù)對(duì)灌區(qū)水情、土壤墑情、作物長(zhǎng)勢(shì)、田間小氣候進(jìn)行定位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)，實(shí)現(xiàn)灌溉用水自動(dòng)化動(dòng)態(tài)管理。

實(shí)施灌溉管理自動(dòng)化，能夠有效地利用水源和能源，不僅大大減少勞動(dòng)量，更重要的是它能精確定時(shí)、定量、高效地給作物自動(dòng)補(bǔ)充水分，以提高作物產(chǎn)量、質(zhì)量，并具有節(jié)水節(jié)能環(huán)保之功效；且自動(dòng)化程度越高，對(duì)操作者本身素質(zhì)要求越低，越易于操作。與以人工為主的管理相比，省水節(jié)能10~30%，增產(chǎn)10%左右，節(jié)省用于閥門、閘門操作和支管檢查等的時(shí)間為1~2天。