中国节水农业发展和市场调研分析报告.docx
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中国节水农业发展和市场调研分析报告
2017年中国节水农业发展和市场调研分析报告
节水农业发展和市场调研分析报告本调研分析报告数据来源主要包含欧立信研究中心，行业协会，上市公司年报，国家相关统计部门以及第三方研究机构等。
图表目录
第一节农田节水技术在发达国家应用程度高
根据国家防总消息，今年以来，北方冬麦区降水持续偏少，部分地区土壤轻度或中度缺墒，河北中部、山西南部、山东南部、河南西部、陕西中部、甘肃东部和西部等地旱情开始露头。
截至4月11日统计，全国耕地受旱面积1930万亩，其中作物受旱面积1252万亩，春季待播耕地缺水缺墒面积678万亩，有20万人、8万头大牲畜因旱饮水困难，受旱地区主要分布在冬小麦主产区山西、河南、山东、河北、甘肃、陕西等地。
本次厄尔尼诺在2014年9月形成，在2015年11月达到峰值，目前正处于衰减阶段，预计降雨今年5月份结束。
从历史经验来看，厄尔尼诺峰值过后的衰减年，也就是传统意义上的厄尔尼诺次年，往往伴随着区域和全球气候异常而引发的灾难。
对于我国而言，往往会导致南方降雨过多而产生洪涝，北方降雨偏少而产生干旱。
从去年夏季开始，我国南方大部分地区降水异常偏多，而北方大部分地区降水偏少，呈现“南多北少”的降水分布特征，入秋以后，南方地区降水比常年同期偏多，特别在去年11月，广西、湖南和江西等地出现罕见“冬汛”。
去年冬季，全国平均降水量较常年同期偏多五成以上，创历史最多纪录。
据国家防汛抗旱总指挥部办公室监测，到目前为止，全国已有61条河流发生超警洪水，防汛形势十分严峻。
相应地，在南方降雨偏多的时候，北方正在迎来干旱。
3月以来就开始露头，四月份北方大量地区干旱抬头。
虽然近期的降雨缓解了北方的干旱情况，但是今年北方依然大概率存在严重干旱发生的风险。
节水农业的发展是抗旱保守的有效途径。
从我国历史来看，每年因为干旱导致的损失巨大，14年来看直接损失就高达910亿元。
从发达国家的经验来看，节水农业设施的发展是节约农业用水，抗旱的有效途径，不仅如此，节水农业设施还可以实现水肥一体化及水肥药一体化，通过精量灌溉施肥来提高农作物的产量，具有明显提升经济的效益。
一、微灌是目前农田节水效果最好的方式
从目前的节水技术来看，主要有渠道防渗、管灌、喷灌和微灌等，其中以微灌节水效果最好，并且能够与施肥结合，提升肥料使用效率，提升产量，主要应用于大棚栽培和高产高效经济作物上；喷灌则是大田作物较为理想的灌溉方式，节水效果高于管灌，但低于微灌。
图表1：
主要的节水形式
资料来源：
北京欧立信咨询中心
（1）滴灌
其中，滴灌是目前节水系统中最为高效的技术，起源于以色列，滴灌是将具有一定压力的水，过滤后经管网和出水管道（滴灌带）或滴头以水滴的形式缓慢而均匀地滴入植物根部附近土壤的一种灌水方法。
与一般灌溉相比，滴管具有明显的优势：
1．水的有效利用率高。
在滴灌条件下，灌溉水湿润部分土壤表面，可有效减少土壤水分的无效蒸发。
同时，由于滴灌仅湿润作物根部附近土壤，其他区域土壤水分含量较低，因此，可防止杂草的生长。
滴灌系统不产生地面径流，且易掌握精确的施水深度，非常省水。
2．环境湿度低。
滴灌灌水后，土壤根系通透条件良好，通过注入水中的肥料，可以提供足够的水分和养分，使土壤水分处于能满足作物要求的稳定和较低吸力状态，灌水区域地面蒸发量也小，这样可以有效控制保护地内的湿度，使保护地中作物的病虫害的发生频率大大降低，也降低了农药的施用量。
3．提高作物产品品质。
由于滴灌能够及时适量供水、供肥，它可以在提高农作物产量的同时，提高和改善农产品的品质，使保护地的农产品商品率大大提高，经济效益高。
4．滴灌对地形和土壤的适应能力较强。
由于滴头能够在较大的工作压力范围内工作，且滴头的出流均匀，所以滴灌适宜于地形有起伏的地块和不同种类的土壤。
同时，滴灌还可减少中耕除草，也不会造成地面土壤板结。
5．省水省工，增产增收。
因为灌溉时，水不在空中运动，不打湿叶面，也没有有效湿润面积以外的土壤表面蒸发，故直接损耗于蒸发的水量最少；容易控制水量，不致产生地面径流和土壤深层渗漏。
故可以比喷灌节省水35%—75%。
对水源少和缺水的山区实现水利化开辟了新途径。
由于株间未供应充足的水分，杂草不易生长，因而作物与杂草争夺养分的干扰大为减轻，减少了除草用工。
由于作物根区能够保持着最佳供水状态和供肥状态，故能增产。
在结构上，滴灌系统由首部枢纽、各级输配水管道和滴头等三部分组成：
1．首部枢纽包括水泵（及动力机）、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等，其作用是抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。
2．管路：
包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备（如压力表、闸阀、流量调节器等）。
其作用是将加压水均匀地输送到滴头。
3．滴头：
其作用是使水流经过微小的孔道，形成能量损失，减小其压力，使它以点滴的方式滴入土壤中。
滴头通常放在土壤表面，亦可以浅埋保护。
图表2：
滴管系统主要由首部枢纽、各级输配水管道和滴头三部分组成
资料来源：
北京欧立信咨询中心
在造价方面，滴管的成本较高，而且根据首部装置和滴灌管（带）的不同差异也较大，国产设备，目前便宜的每亩成本也要在700-800元，高一些的可以达到2000元左右，而在国内的外资品牌成本相对还会更高。
（2）喷灌
喷灌系统是从水源取水并输送、分配到田间，实行喷洒灌溉的水利设施，由水源工程、输配水渠道或管道和喷洒机具等三部分组成，主要工程和设备有：
图表3：
喷灌系统示意图
资料来源：
北京欧立信咨询中心
1．水源工程。
包括河流、湖泊、水库和井泉等都可以作为喷灌的水源，但都必须修建相应的水源工程，如泵站及附属设施、水量调节池等。
2．水泵及配套动力机。
喷灌需要使用有压力的水才能进行喷洒。
通常是用水泵将水提吸、增压、输送到各级管道及各个喷头中，并通过喷头喷洒出来。
喷灌可使用各种农用泵，如离心泵、潜水泵、深井泵等。
在有电力供应的地方常用电动机作为水泵的动力机。
在用电困难的地方可用柴油机、拖拉机或手扶拖拉机等作为水泵的动力机，动力机功率大小根据水泵的配套要求而定。
3．管道系统及配件。
管道系统一般包括干管、支管两级，竖管三级，其作用是将压力水输送并分配到田间喷头中去。
干管和支管起输、配水作用，竖管安装在支管上，末端接喷头。
管道系统中装有各种连接和控制的附属配件，包括闸阀、三通、弯头和其他接头等，有时在干管或支管的上端还装有施肥装置。
4．喷头。
喷头将管道系统输送来的水通过喷嘴喷射到空中，形成下雨的效果撤落在地面，灌溉作物。
喷头装在竖管上或直接安装于支管上，是喷灌系统中的关键设备。
5．田间工程。
移动式喷灌机在田间作业，需要在田间修建水渠和调节池及相应的建筑物，将灌溉水从水源引到田间，以满足喷灌的要求。
喷灌的造价相对便宜，半固定管道式喷灌工程，亩投资在650-800（不含水源）元左右，而全固定管道式亩投资则要在1000元左右（不含水源）。
二、高效节水农业具有良好的经济性
虽然节水农业的发展不应仅仅考虑其经济效益，还需要考虑其带来的环境保护、农民致富等社会效益，但是仅仅从节水农业的经济性进行分析，对于分析节水农业的未来发展具有很重要的参考意义。
节水农业的成本即是前期的投入成本、以及后期的维护管理成本，其经济效益主要体现在四个方面：
一是节水用水、节约用肥；二是节省土地；三是节省人工；四是提高产量。
以喷灌和微灌来看：
成本端：
一次性的投入成本约600-2000元，后期每年的维护管理费用很低，我们按照每亩100元每年的费用计算。
收益端：
首先，节水方面，喷灌可节水30%-50%，微灌可节水50-80%，按照水浇地亩均需400立方米来计算，则每亩喷灌可节水160立方米左右，微灌可节水260立方米左右，目前，我国农业灌溉平均供水成本约0.25元，一般水浇地的供水成本要更高，未来施行水价改革后，供水价格还将提升，我们仅以0.25元计算，则喷灌实现节水经济效益40元，微灌实现节水经济效益65元。
节约化肥、农药方面。
使用微灌和喷灌可节约肥料和农药，节肥和节药比例在20%左右，目前，我国亩均农药化肥费用约在150元左右，由此可实现节约化肥、农药经济效益30元左右。
其次，节省土地方面，相对于渠灌，喷灌和微灌节省土地面积约3%-5%，则相当于每亩可增加产量3%-8%，不同作物的亩产出不等，大粮作物相对较低，但也在2000元左右，而经济作物的产值则更高，仅此一项即可实现经济效益60元-160元左右，平均110元以上。
第三，节省人工方面，北方水浇地每年浇水次数在4-8次左右，使用喷灌和微灌后，我们估计每年可节省工时至少10个以上，每个工时的成本在10元以上，则每年可节省人工至少100元以上。
第四，提高产量方面，不同的作物使用滴管和微灌后其增产效果不同，大田作物来看的话，微灌和喷灌能使其增产10%-20%以上，按2000元的亩均产出来计算，微灌可实现经济效益200元-400元，平均300元。
我们以上对微灌和喷灌实现的经济效益的计算均是以比较保守的方法进行
估算，尤其是对提高产出和节省土地增加的产出，若使用于非大粮作物，增加
的产值将达到千元以上，甚至数千元。
按照我们的保守估算，则使用喷灌后可实现经济效益在580元，使用微灌后可实现经济效益在605元。
而我们按照较厚的滴灌管1500元的初始投入成本，5年使用年限来计算，加100元的维护管理费用，每年的成本仅约400元，如果按照每年一更换的滴灌带来计算，初始投资成本在800元左右，以后每年的更换成本不足百元，因此，我们认为农田节水设施的经济效益非常显著。
节水农业的经济性是保证该行业持续健康发展的基础。
三、国外节水农业发展程度较高
高效节水农业起源于以色列，以色列也是目前节水农业发展程度最高的国家。
截止目前为止，以色列90%以上的农田都已应用自动滴灌技术，10%的农田配备有微喷设备，5%的农田拥有移动喷灌设备。
电脑控制的水、肥、农药滴喷灌系统，从根本上改变了传统农业的耕作方式。
此外，美国、西班牙等国节水农业也较为发达。
美国西部属干旱、半干旱地区，年降水量在500毫米左右，少的只有几十毫米，是全国农业灌溉最集中的地区，也是全国粮食的主产区。
美国约80％灌溉面积位于西部17个州，因而西部灌溉发展基本上代表了美国农业灌溉的主要成就。
2013年，美国灌溉总面积约3.37亿亩，灌溉比例约16%，但却贡献了全国主要用来种植粮食作物、油料作物、蔬菜、饲料作物，及发展苗圃和温室大棚等，其中，喷灌面积约2.12亿亩，微灌面积达到2970万亩，分别占灌溉总面积的比重为62.9%和8.9%。
2011年西班牙灌溉面积约为347万公顷，占耕地面积的19%，是欧盟第一大灌溉国。
虽然灌溉面积所占比例并不大，但灌溉土地上的农作物产量约占农业总产量的50%。
灌溉面积中，地面灌溉、喷灌、滴灌的面积分别为103万公顷、78万公顷、165万公顷，滴灌面积占灌溉面积的45%，喷灌面积占灌溉面积的22%，两者合计占灌溉面积的67%。
一个国家的气候、地形、水资源、耕地等自然条件和人口、经济等状况是其农业生产的重要约束条件，也是一个国家选择农田水利发展策略的重要依据。
我国大陆与印度、西班牙、美国、日本和台湾地区的自然条件和社会经济状况各有特点，甚至同一个国家内不同地区差异也很大，这在很大程度上决定了农田水利在农业生产中的地位及耕地灌溉规模。
我国大陆与印度、日本和台湾地区较为相似的气候特点及社会人口状况，决定了农业及农田水利在这些国家异常重要的地位和较高的耕地灌溉率。
图表4：
各国（地区）农业经营情况对比
资料来源：
灌排中心北京欧立信咨询中心
与美国和西班牙相比，2012年，中国、日本、印度和中国台湾地区的灌溉面积普遍较高，分别达到51%、55%、40%和55%。
在节水发展方面以日本为例，日本在上世纪50～60年代从美国引进喷灌技术，并逐渐形成了具有日本特色的以喷灌为主体的旱地灌溉事业，使起源于干旱地带的喷灌技术在地处湿润地带的日本扎下了根。
在旱地灌溉面积中，喷微灌占90％以上；微灌大多在塑料大棚等保护地和花卉种植业上使用。
国外节水农业不仅普及率高，而且信息化程度高
节水滴灌信息系统是基于移动无线网络，用于滴灌系统首部运行自动控制、田间阀门的自动开关、信息反馈、首部及田间参数采集、存储、分析的控制系统。
节水滴灌信息系统将计算机技术、通讯技术、自动控制技术与农业生产技术相结合，以宽带互联网络、移动无线网络为基础，将分散、独立的田间控制点、首部控制点进行联网，实现大面积、大范围内水资源的统一调配、协调使用、统一管理，是一套全新的、直观的、行之有效的田间灌溉监督手段和管理工具。
国外滴灌、管灌等灌溉系统的自动化程度总的来说比较高。
美国垦务局将自动控制技术应用于灌区配水调度，将配水效率由80%提高到96%。
以色列的灌溉农田都采用了喷、滴灌等现代灌溉技术和自动控制技术，灌溉水平均利用率达90%。
目前，美国正在研究和实践精准灌溉的概念，即建立作物生长需水监测8.9系统，进行精准灌溉管理，定位、定时、定量地为作物提供所需的水分及养料，以获得最大的灌溉效益。
美国灌溉管理自动化程度极高，在灌区管理机构设有灌溉总控制室，进行实时调度，并和卫星联网，在全国形成完整的水资源调度调控系统。
第二节我国农田节水农业发展现状
一、农业用水是我国淡水使用的重点
我国虽然水资源总量居于世界前列，但是人均淡水拥有量却非常少，2013年，我国人均可再生内陆淡水资源拥有量仅有2072立方米，在有统计的209个国家和地区中排名131位，仅有世界平均水平的34.46%。
此外，从历史发展来看，由于我国人口的持续增长，我国人均拥有的在可再生内陆水资源在持续减少。
随着我国二胎政策的放开，我们预期我国人口增长速度将有所提升，从而使得我国人均水资源拥有量持续减少。
图表5：
我国人均可再生内陆淡水资源拥有量少
来源：
世界银行北京欧立信咨询中心
图表6：
我国人均可再生内陆淡水拥有量持续减少
来源：
世界银行北京欧立信咨询中心
由于不同国家的农业生产品类不同，比如水稻的种植将需要更多的淡水，而玉米的种植则需要相对较少的用水，不同国家和地区的农业用水有较大差异。
从1997年开始，我国农业淡水使用总量以及农业用水占比均有较大幅度下降，这主要是得益于我国农业水利建设发展。
图表7：
我国农业用水量占比略低于世界平均水平
来源：
世界银行北京欧立信咨询中心
图表8：
我国农业用水占淡水总用量的比重持续降低
来源：
世界银行北京欧立信咨询中心
图表9：
我国淡水使用量持续增长（10亿立方米）
来源：
世界银行北京欧立信咨询中心
图表10：
我国农业淡水用量情况（10亿立方米）
来源：
世界银行北京欧立信咨询中心
由于我国工业化进程的推进，我国水资源污染和浪费的现象非常严峻，使得我国水资源供给更加紧张。
此外我国水资源分布不均衡，长江流域和长江以南的耕地只占全国的36%，但是水资源却占到80%，而黄、淮、海三大流域耕地面积占比达到40%，而水资源量却只占8%，西北地区的水资源拥有量更加少。
因此，我国黄淮海流域和西北地区的农田水利工程建设尤其紧迫。
二、我国农田水利基础设施落后
我国长期以来小规模分散生产经营的农业体制，使得我国农田水利设施发展比较滞后。
在2013年，全国有近一半的耕地缺少有效灌溉条件，40%的大型灌区、50%-60%的中小型灌区和50%的小型农田水利设施不配套、老化失修，大型排灌泵站设备完好率不足60%。
图表11：
我国干旱受灾面积大
来源：
水利部国家减灾网北京欧立信咨询中心
落后的农田水利基础设施导致了我国一直都是干旱的重灾区。
虽然近年来，随着国家对于农田水利基础设施投资的力度增大，我国干旱受灾面积有所下降，但仍处于较高水平。
2014年全国作物受旱面积3.4亿亩、受灾面积1.8亿亩、成灾面积8516万亩、绝收面积2227万亩，损失粮食200.76亿元，直接经济损失达到910亿元，占当年GDP的0.14%。
图表12：
因旱导致的粮食损失情况
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
图表13：
因旱导致的经济作物损失情况
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
从地域分布来看，以辽宁、河南、河北、内蒙古四处的影响最大，绝收面积合计达到1558万亩，占总绝收面积的69.97%。
图表14：
辽宁、河南、内蒙古、河北等省份受干旱影响最大（千公顷）
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
从近十五年的旱灾情况来看，我国旱灾因旱导致的损失波动较大，一旦气候发生异常，就容易导致大规模的干旱和严重的经济损失，这说明，我国农业水利基础设施依旧不足，难以应对天气变化带来的影响，而我国北方广大地区耕地较多而水资源匮乏，因此，发展农业水利基础设施建设，尤其是大力发展节水农业是我国农业发展的必然之路。
三、国家加大对于农田节水的政策扶持
近年来，国家大力推动农业水利设施建设，尤其是节水农业的建设。
2010年12月31日，国家发布了《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》，第一次将水利建设作为“一号文件”的主题，预期未来十年投资不低于4万亿进行水利基础设施建设，由此拉开我国水利大发展的序幕。
此后，国家密集出台政策，推动水价综合改革，推动高效节水农业发展。
图表15：
近年来国家政策大力扶持发展节水农业
资料来源：
北京欧立信咨询中心
国家加大对于农田水利设施的投资力度。
对于农田水利基础设施的投资不仅仅能够产生一定的经济效益，更是关系到改善我国农业生产条件，提升农民生活水平和保障国家粮食安全的战略层面。
因此，近年来，国家大幅增加了对于农业水利设施的投资。
从中央财政预算投资资金来看，2012年开始，我国中央用于灌区水利设施建设的资金大幅增长，较2012年之前增长了近一倍，而用于小型农田水利设施建设的投资增速更快，2014年达到378亿元，较2013年增长55.36%。
图表16：
中央用于灌区水利设施建设资金情况
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
图表17：
中央用于小型农田水利设施建设情况
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
此外，从全国冬春农田水利基本建设计划完成额来看，连续三年保持10%左右的增长速度，2015-2016年度达到4000亿元的投资规模。
图表18：
我国对于农田水利投资持续快速增长（亿元）
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
国家将继续加大对于农田水利基础设施的投资。
过去国家的建设主要集中在城镇和工业领域，如今城镇和工业领域已经出现了过度建设的现象，投资效率很差。
但是，对于国家对于农业的欠账却很大，在国家经济放缓的背景下，我们预期国家对于农业的投资力度会大幅增强。
而农田水利基本设施是农业投资的重点，我们预期，随着我国土地流转的推进，以及国家在2020年建成8亿亩的高标准农田的目标，国家对于农田水利设施的投资还会继续加大。
第三节我国节水行业市场空间广阔
一、我国节水行业发展滞后
过去60多年，农田水利发展经历了三个高潮：
一是20世纪五十年代，以河道引水建水库发展引水蓄水灌溉为主；二是20世纪六七十年代的“农业学大寨”时期，在继续发展蓄水引水灌溉同时，重点打井、建排灌泵站，发展提水灌溉；三是20世纪90年代以来，以对原有工程续建配套技术改造、建设小型农田水利工程、发展节水灌溉提高用水效率为重点。
其中，第三阶段主要是在本世纪初我国实行农村税费改革试点以来。
2000年开始农村税费改革试点，经2002年扩大试点规模后，2003年在全国全面推开，在全国范围内逐步取消了乡级统筹和村级提留，取消劳动义务工和积累工，直至2006年取消农业税。
农村税费改革造成农田水利基本建设的投入机制发生重大改变，尤其是取消“两工”制度，农民投工大幅度减少，农田水利工程建设出现新的滑坡，农田水利工程建设受到了严重影响。
2005年9月到2006年5月的冬春农田水利建设中农民投工仅29亿个工日，比上世纪90年代末农民投工高峰期的102亿个工日大幅减少。
“十五”期间国家加大了大型灌区节水改造等农村水利重点工程的投入，同时开展了小型农田水利工程建设补助试点，并逐步增加经费支持，但增加的资金投入并未完全弥补农民投劳大幅减少的影响。
特别是小型农田水利过去主要依赖农民投劳建设，新的“欠账”正在形成。
鉴于此，2005年中央一号文件决定，中央财政设立小型农田水利设施建设补助资金，以“民办公助”方式支持小型农田水利建设，并逐年增加资金投入。
2009年财政部、水利部开始实施中央财政“小型农田水利重点县建设”，至2012年，累计建设重点县1650县次，资金投入力度进一步加大。
中央财政小农水专项资金投入从2005年的3亿元增加到2012年的203亿元。
“十二五”期间，尤其是2011年中共中央国务院引发《关于加快水利改革发展的决定》，提出未来十年投资平均每年投资4000亿以上的规模进行水利建设，国家对于农田水利的投资大幅增加。
“十二五”期间，全国共完成农田水利基本建设投资1.61万亿元，年均超过3000亿元。
也正是从“十二五”开始，我国农田节水工程建设进入快速发展时期。
尤其是喷灌、微灌和低压管灌等高效节水获得了快速发展。
图表19：
我国喷灌、微灌和低压管灌面积（万亩）
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
图表20：
新增喷灌、微灌和低压管灌面积（万亩）
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
尽管经过多年的快速发展，我国耕地面积中喷灌、微灌等节水灌溉面积较美国、欧洲等发达国家较低，2014年，我国灌溉面积达到9.68亿亩，其中喷灌和微灌面积仅1.18亿亩，占比仅12.19%，而美国这一比例为71.7%、西班牙为67%，以色列更是高达90%以上，日本主要发展水田管道输水和旱地喷微灌，喷微灌面积占到旱地灌溉面积90%。
我国节水农业发展滞后，未来发展空间极其广阔。
图表21：
我国亩均用水量较高
来源：
北京欧立信咨询中心
二、我国节水行业市场空间广阔
根据国家农业节水纲要（2012-2020）的规划，到2020年全国农田有效灌溉面积达到10亿亩，新增节水灌溉工程面积3亿亩，其中新增高效节水灌溉工程面积1.5亿亩以上；全国农业用水量基本稳定，农田灌溉水有效利用系数达到0.55以上；全国旱作节水农业技术推广面积达到5亿亩以上，高效用水技术覆盖率达到50%以上。
图表22：
近年来新增有效灌溉面积（万亩）
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
图表23：
近年来新增节水灌溉面积（万亩）
来源：
水利部北京欧立信咨询中心
截至2014年底，全国有效灌溉面积达到9.68亿亩，完成有效灌溉面积的难度不大。
但2012-2015年，我们预期全国新增节水灌溉面积1.5亿亩，全国新增喷灌、微灌等高效节水灌溉面积5000万亩。
与2020年目标相比，2016-2020年，我国还需新增节水灌溉面积1.5亿亩以上，新增高效节水灌溉面积1亿亩以上，年均新增高效节水灌溉面积2000万亩以上，新增其他节水灌溉面积1000万亩以上。
2016年，政府工作报
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