第四期：节水灌溉综合技术模式
节水灌溉是充分合理利用各种水资源，采取工程、农艺、管理等技术措施，使区域内有限的水资源总体利用率最高及其效益最佳。由于实施节水灌溉的地区自然、经济、社会条件千差万别，灌溉的对象也多种多样，不可能用一种固定的模式放之四海皆适用。必须遵循因地制宜的原则，依据不同地区、不同作物的不同要求，建立不同的节水灌溉综合技术模式，才能更有效地发挥出节水、增产、增收的综合效益。
1 井灌区节水灌溉综合技术模式
井灌区节水灌溉综合技术模式是以粮食和经济作物为对象，以提高农田灌溉用水效率和实现地下水采补平衡为目标而提出来的一种将工程措施、农艺措施和高新技术为依托的管理措施综合配套而形成的一项综合节水技术。不同地区不同作物又形成了不同的节水灌溉综合技术模式。
技术原理：根据井灌区水、土资源状况，作物类型，选择适宜的工程措施和灌溉技术来提高输、配水效率，将作物栽培措施、节水抗旱品种筛选、耕作覆盖等农艺措施结合来提高水分利用效率，采用政策引导、软硬件相结合的管理措施进行区域和不同作物间的优化配水，最终实现水资源的科学、高效利用。
由于我国地域辽阔，水土资源以及作物种类的不同，不同井灌区的节水灌溉综合技术模式的技术要点和适用条件也有所差别。
1.1 井灌类型区以减少输水损失、提高用水效率为主的综合节水模式
该模式根据采用的灌溉技术的不同，其技术要点也有所差别，可分为下述三种具体的节水模式。
1.1.1 井灌类型区以管道输水灌溉减少输水损失为主的综合节水模式
工程措施要点：出水量为30~60立方米/时的机井，其控制面积宜在3.3~10公顷之间；灌溉形式宜采用①地埋管道+土垄沟输水+小畦灌溉模式；②地埋管道+地上软（硬）管输水+小畦灌溉模式。单向支管布置适宜间距（畦长）60~75米，出水口间距40~50米，田间管道用量7~9米，土垄沟输水的适宜长度为60~80米，畦宽≤3米。地上软管最大长度为200米，铝管最大长度为150米。
农艺措施要点：作物以冬小麦、夏玉米和春玉米为主；播种时采用种子包衣技术；冬小麦宜采用深浅轮耕、连续少耕、第三年深耕的优化耕作技术，夏玉米宜采用小麦机械化收割，秸秆覆盖、夏玉米免耕播种技术，春玉米采用旋耕技术，采用配方施肥技术和适宜的节水灌溉制度，冬小麦宜用"旱地保"或"旱地龙"500倍稀释液于拔节后抽穗前，视天气喷施1~2次，玉米在拔节前后视天气情况喷施1~2次；种植模式宜采用冬小麦+夏玉米（1年两作）、春玉米+冬小麦+夏玉米（2年3作或豌豆+春玉米（1年两作）。
管理措施要点：打井发放地下水取水证；安装IC卡智能化灌溉取水计量装置，运用经济杠杆，促进节约用水；实行取用水总量控制和定额管理、优化配置水资源；建立农民用水组织，制定规章制度；培训技术队伍，建立技术档案，搞好机井、设备和田间工程的养护维修，实行科学用水，进行经济核算，发布灌溉信息加强节水宣传，提高农民节水意识。
节水、增产、增效综合效果：河北三河市实施该模式后，冬小麦比现状灌溉节水20%~32.5%，平均节水26%以上，水分生产率达到了1.47千克/立方米以上，产量与现状接近或增加。夏玉米节水35%以上，水分生产率达到了1.95千克/立方米以上，增产率为2.3%以上。地下水环境得到了不同程度的改善。
1.1.2 井灌类型区以管道输水波涌灌溉为主的综合节水模式
工程措施要点：出水量为30~60立方米/时的机井，其控制面积宜在3.3~10公顷之间；灌溉形式宜采用①地埋管道+地上软（硬）管+畦灌或沟灌模式；②地埋管道+闸管输水入畦+畦灌或沟灌模式。支管或干管出水口间距等于所选的适宜波涌沟（畦）长，一般≤200米；管道输水系统若同时满足连续灌或波涌灌，则出水口间距应等于所选的适宜连续沟（畦）长，波涌灌时，根据实情进行组合选择，以保证波涌灌的畦长，且畦宽≤3米。入畦单宽流量控制在2.5升/秒•米~5升/秒•米。
农艺措施要点：作物以冬小麦、夏玉米和春玉米为主；播种时采用种子包衣技术；冬小麦宜采用免耕垄作技术，夏玉米宜采用上茬小麦机械化收割，秸秆覆盖、夏玉米免耕播种技术，春玉米采用旋耕技术，采用配方施肥技术和适宜的节水灌溉制度，冬小麦宜用"旱地保"或"旱地龙"500倍稀释液于拔节后抽穗前，视天气喷施1~2次，玉米在拔节前后视天气情况喷施1~2次；种植模式宜采用冬小麦+夏玉米（1年两作）、春玉米+冬小麦+夏玉米（2年3作或豌豆+春玉米（1年两作）。
管理措施要点：打井发放地下水取水证；安装IC卡智能化灌溉取水计量装置，运用经济杠杆，促进节约用水；实行取用水总量控制和定额管理、优化配置水资源；建立农民用水组织，制定规章制度；培训技术队伍，建立技术档案，搞好机井、设备和田间工程的养护维修，实行科学用水，进行经济核算，发布灌溉信息加强节水宣传，提高农民节水意识。
节水、增产、增效综合效果：河北三河市实施该模式后，比现状灌溉节水39%，增产14.9%，粮食的水分生产率达到了1.81千克/立方米，并且改善了项目的水环境和农业生产状况。
1.1.3 井灌类型区以喷灌为主的综合节水模式
该模式的特点是将半固定式喷灌、综合农艺措施和管理措施有机集成。
工程措施要点：出水量为30~60立方米/时的机井，其控制面积宜在3.3~10公顷之间；喷头工作参数：压力Hp=300~400千帕；流量q=3.0~4.5立方米/时；射程R=18~20米；根据风速风向、管道规格、结合作物间距种植方向，一般选用喷头间距为18米或24米为宜；组合喷灌强度≤土壤允许喷灌强度；地埋管材为硬P伏C管材，压力≥0.6M帕；移动铝合金支管规格一般为Φ76毫米，壁厚1.5毫米。
农艺措施要点：作物以冬小麦、夏玉米和春玉米为主；播种时采用种子包衣技术；冬小麦宜采用深浅轮耕，连续浅耕后第三年深耕，夏玉米宜采用上茬小麦机械化收割，秸秆覆盖、夏玉米免耕播种技术，春玉米采用旋耕技术，采用配方施肥技术和适宜的节水灌溉制度，冬小麦宜用"旱地保"或"旱地龙"500倍稀释液于拔节后抽穗前，视天气喷施1~2次，玉米在拔节前后视天气情况喷施1~2次；种植模式宜采用冬小麦+夏玉米（1年两作）、春玉米+冬小麦+夏玉米（2年3作或豌豆+春玉米（1年两作）。
管理措施要点：打井发放地下水取水证；安装IC卡智能化灌溉取水计量装置，运用经济杠杆，促进节约用水；实行取用水总量控制和定额管理、优化配置水资源；建立农民用水组织，制定规章制度；培训技术队伍，建立技术档案，搞好机井、设备和田间工程的养护维修，实行科学用水，进行经济核算，发布灌溉信息加强节水宣传，提高农民节水意识。
节水、增产、增效综合效果：河北三河市实施该模式后，冬小麦产量获得了7834.5~8104.5千克/公顷的好收成，水分生产率达到了2.0~2.07千克/立方米。平均增产2341.5千克/公顷，增产率达到了41.6%；水分生产率平均由1.49千克/立方米提高到2.04千克/立方米，提高0.55千克/立方米，增长36.9%。夏玉米增产30.4~40.6%，水分生产率为2.13千克/立方米，比对照处理提高29.1~35.8%，大大提高了水分利用率。
适用条件：上述模式适用于灌水技术落后，地下水超采严重的华北半湿润偏旱井灌区的冬小麦、玉米等粮食作物。在河北省廊坊市、石家庄市、沧州市、衡水市、邢台市、邯郸市等地区进行了大面积推广应用，取得了较好的效果。其技术原理也可供我国北方其它井灌区借鉴应用。
1.2 平原井灌保护生态环境农业节水模式
技术原理：充分利用天然降水、地表水、土壤水、控制开采地下水，变作物消耗灌溉水为主到消耗土壤水、降水为主；工程节水、农艺节水与管理节水紧密结合，实现水资源的优化配置。
技术要点：采用以低压管道输水灌溉与窄短小畦结合为主的田间节水工程，因地制宜地慎重发展粮田喷灌，有条件的地方发展大棚微灌，实现工程节水；充分利用沟渠河塘拦截地表径流、广积雨水；科学增雨，巧用雨水、尽量减少地下水的开采；深耕蓄雨，增加降雨入渗；灌关键水，减少灌溉水；冬小麦进行前控、中促、科学用水、充分开发利用2.0米土层土壤水；精量匀播，控株高产栽培，防止小麦奢侈蒸发；秸杆覆盖返田，减少棵间蒸发，增加雨水渗入，增强土壤肥力；精耕细作，划锄保墒、抑制土壤水分蒸发；麦套秋作，节约灌水；选用耐旱品种以种省水等，实现农艺节水，真正减少水资源的消耗；建立县、镇、村三级管水的节水管理服务体系，实现统一机耕、统一机播、统一供种、统一浇水，实现管理节水。
节水、增产、增效综合效果：山东省桓台县实施该模式后，比传统地面灌溉节水29.8%，节能28.8%，省工33.2%，省化肥34.6%，增产46.7%，纯收益增加3709.5元/公顷。年减少地下水开采量30亿立方米，不但有效控制了地下水位下降，而且还有所回升。此外，也大大缓解了水资源供需矛盾，促进了高产、优质、高效农业的发展。
适用条件：山东省环泰沂山周围的山前平原区，鲁西北黄泛平原区、胶莱平原及山间平原等，也可供我国黄淮井灌区选用。该模式已在鲁西北、鲁西南等地得到大面积推广应用。
1.3 高寒地区井灌水稻节水灌溉综合技术模式
技术原理：我国北方地区温度较低，而水稻又是喜温作物，因此除了减少输水过程中的损失以外，还必须采用适宜的输配水措施增加入田水温，加强田间工程管理，进行水稻控水灌溉和旱育秧等技术来达到节水高产的的目的。
技术要点：对渠道进行防渗，并注意防冻胀；在井的出水口近处修一晒水池，面积应控制在灌溉面积的1%~5%，池内水层一般应保持在30~50厘米，中间有隔板2~3个，交错使水形成S状流出，后可接渠道或管道。也可采用雾化增温技术，其方法是在出水口水管套上长20~30厘米左右、带孔的小白龙塑料管，前边扎死，后边固定，在管上钻8~10行，800~1000个直径2.0~2.5厘米的小孔。在灌水的渠道和支渠上可用宽塑料膜覆盖，增温效果也较明显。田间可采取抬高加宽入畦进水口的方法以增加阳光照射面积，一般可抬高2~5厘米，加宽40~50厘米。采用增设跌水，降低渠道比降，加宽渠道的方法使井水缓流以增高水温。勤换进水口以避免进水口形成冷寒区。有排水系统可截回水重新灌溉，可明显提高水温，又能节约用水。在水稻生育中期，可实行白天死水灌，夜间活水灌，封行后，及时改为昼夜活水灌溉；夜间由于温差小，宜灌近地，白天灌远地，随着渠道输水延长，水温会不断升高而且也缩小了温差，以减少对水稻生长发育的影响。
实现旱耙地、旱起埂、旱整平，整地泡田一条龙作业。实施"三集中"(即集中放水、集中泡田、集中插秧)、"二缩短"(即缩短泡田期、缩短插秧时间)的配水制度，既减少泡田泡插期的水面蒸发和渗漏损失，又相对延长水稻本田生长时间，为壮苗、早抽穗创造良好条件。在增水温、减少输配水损失的同时，实行浅、湿、干灌溉技术。
节水、增产、增效综合效果：在黑龙江三江平原实施该模式后，可形成适时、适温、适量的灌溉，达到了节水25.2%，增温3~5摄氏度，增产600千克/公顷的效果。该模式在内蒙古呼、兴两盟等地区，累计推广面积已达2.67万公顷，并取得了十分显著的经济效益和社会效益，深受广大干部和群众的欢迎。根据5个旗县连续五年大面积推广应用调查，产量提高750~1500千克/公顷，稻谷售价按1.2~1.5元/千克计算，五年累计新增产值1.627亿元。
适用条件：我国北方井灌高寒水稻灌区，如内蒙古、黑龙江、辽宁等地。