農(nóng)田灌溉用水高效利用管理研究

楊靜

摘要：針對(duì)減少農(nóng)田水分消耗問題，綜合分析各種節(jié)水灌溉方式對(duì)農(nóng)田水分的影響，指出減少農(nóng)田水分的無效消耗是農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉管理的重要內(nèi)容，提出農(nóng)田墑情精細(xì)管理措施，以期為農(nóng)田灌溉用水高效利用管理提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田灌溉；水分消耗；利用；管理

中圖分類號(hào)：S274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2018）02-0058-02

研究農(nóng)田灌溉用水技術(shù)及其應(yīng)用，提升水利用效率，對(duì)于解決水資源供給不平衡問題和加強(qiáng)農(nóng)業(yè)高效用水管理具有重要作用。農(nóng)田灌溉用水的消耗主要包括3個(gè)方面：土壤深層滲漏、灌溉棄水和農(nóng)田作物騰發(fā)量（作物棵間土面蒸發(fā)、作物葉面蒸騰），它代表區(qū)域內(nèi)真實(shí)的耗水量，是水分循環(huán)的重要組成部分，也是水資源管理和水利用模式評(píng)價(jià)的一個(gè)重要參數(shù)。在水資源緊缺區(qū)域，利用騰發(fā)量進(jìn)行用水控制和水資源分配是進(jìn)行水資源管理的有效手段之一。農(nóng)業(yè)灌溉3個(gè)耗水途徑中，深層滲漏和灌溉棄水可通過不同方式再利用，只涉及到農(nóng)田水分利用率高低問題，而田間作物騰發(fā)水量一般難以再利用，因此，減少并有效地控制農(nóng)田作物水分散發(fā)與損失，是農(nóng)田節(jié)水灌溉應(yīng)用研究的重要方面。

1 灌溉方式分析

灌溉水輸送通常采用渠道和管道方式。渠道襯砌防滲是常用的節(jié)水灌溉方式之一，可防止渠道沿途水分向深層土壤滲漏，提高輸水利用率。管道輸送灌溉水可避免輸送過程中水面蒸發(fā)和沿途滲漏，提高輸水利用率。

農(nóng)田灌溉有地面灌（畦灌和溝灌）、膜上灌、噴灌、滴灌、滲灌、低壓管道輸水灌等高效節(jié)水灌溉方法。1） 地面溝畦灌將灌溉區(qū)域分為畦或溝，通過畦或溝進(jìn)行灌溉。相比大田漫灌，地面溝畦灌可以減少田間積水量、減少地面蒸發(fā)，是一種簡易低成本的節(jié)水灌溉方式。但灌溉上需控制每次灌水量，否則灌水量過大會(huì)產(chǎn)生地面徑流，造成農(nóng)田土壤深層水滲漏。2） 噴灌可以使灌溉水形成細(xì)小雨滴均勻降落到田間作物葉面和地面，選擇合適的噴灌時(shí)間和時(shí)長可以減少地面積水，從而減少騰發(fā)量。但在多風(fēng)及強(qiáng)光照期間噴灌，細(xì)小雨滴與作物葉面水珠更容易蒸發(fā)。3） 滴灌是節(jié)水效果最好的灌溉技術(shù)之一，以小流量出流實(shí)現(xiàn)局部灌溉。滴灌方式下水分與空氣接觸面積小、接觸時(shí)間少，可以有效減少農(nóng)田騰發(fā)量。4） 滲灌是一種地下微灌形式，通過埋設(shè)在地表下作物根系主要活動(dòng)層的灌水器（滲灌管），借土壤毛細(xì)管作用，根據(jù)作物生長需水量定時(shí)定量向作物根部土壤滲水，供給作物水分和液體肥料。滲灌方式對(duì)于控制騰發(fā)量具有明顯效果。

與地面灌相比，噴灌可節(jié)水30%～40%，滴灌可節(jié)水50%～70%，滲灌可使冬小麥的水分利用效率提高約41%，顯然滲灌節(jié)水效率優(yōu)勢(shì)明顯。利用滴灌、滲灌技術(shù)分配田間灌溉用水，可以最大限度減少農(nóng)田騰發(fā)量。以往作物生長期內(nèi)灌溉次數(shù)較少，每次灌水量相對(duì)較大，地面積水時(shí)間較長，從而導(dǎo)致農(nóng)田灌溉用水騰發(fā)量較大。應(yīng)針對(duì)不同種類作物生長期需水量制定科學(xué)合理的節(jié)水灌溉制度（包括灌溉次數(shù)和每次灌水量等），使節(jié)水灌溉技術(shù)起到積極作用。

2 農(nóng)田墑情水分管理

農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水應(yīng)將重點(diǎn)放在如何切實(shí)控制和減少無效的農(nóng)田水分騰發(fā)方面，土壤墑情精細(xì)管理與農(nóng)田水分有效利用具有重要關(guān)聯(lián)。

2.1 保持土壤墑情，適時(shí)適量灌溉

土壤墑情是在長期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中形成并反映土壤水分狀況的指標(biāo)，作物生長與土壤水分緊密相關(guān)，土壤墑情的好壞直接關(guān)系到作物生長發(fā)育及產(chǎn)量狀態(tài)。以減少農(nóng)田水分無效消耗為目標(biāo)的精細(xì)灌溉節(jié)水措施，根據(jù)監(jiān)測(cè)掌握土壤墑情，進(jìn)行適時(shí)適量灌溉，維持農(nóng)作物正常生長，可在一定程度上避免農(nóng)田水分無效損失。

2.2 應(yīng)用節(jié)灌技術(shù)，維持土壤墑情

滴灌和滲灌技術(shù)方式下灌溉水緩慢滴出，在重力和毛細(xì)管作用下進(jìn)入土壤，可使作物主要根區(qū)土壤保持最優(yōu)含水狀況。對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行灌水時(shí)，利用滴灌技術(shù)可達(dá)到省水省工、增產(chǎn)增收效果。滴灌時(shí)，水不在空中運(yùn)動(dòng)，不打濕葉面，也無有效濕潤面積以外的土壤表面蒸發(fā)，直接損耗于蒸發(fā)的水量最少，在很大程度上減少了水分消耗，容易控制水量，不致產(chǎn)生地面徑流和土壤深層滲漏，比噴灌節(jié)省大量水。同時(shí)，作物壟間未供應(yīng)充足的水分，雜草不易生長，減輕了雜草與作物爭(zhēng)奪水分養(yǎng)分的干擾。由于作物根區(qū)能夠保持最佳水肥狀態(tài)，因此可獲得增產(chǎn)增收效果。

2.3 制定節(jié)水灌溉制度，減少農(nóng)田騰發(fā)量

選擇合適的灌水時(shí)間、灌水定額等節(jié)水灌溉制度指標(biāo)，對(duì)于減少農(nóng)田騰發(fā)量起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)灌溉模式中，在日照較強(qiáng)或有一定風(fēng)速情況下灌水，除了水分滲漏外，還有相當(dāng)一部分水分以蒸騰蒸發(fā)形式被快速損耗，這種條件下進(jìn)行灌溉對(duì)水分有效利用不利。應(yīng)選擇合適的灌水時(shí)間，如在農(nóng)作物需水期通過自動(dòng)化控制進(jìn)行無風(fēng)的夜間灌溉，避免太陽照射，使水分于早晨太陽出來前基本入滲到作物根部的淺層土壤中，從而降低蒸發(fā)量。在選擇合適灌水時(shí)間基礎(chǔ)上，減少每次灌水量，增加灌水次數(shù)，同樣可以達(dá)到不致產(chǎn)生田間地面徑流和土壤深層滲漏的目的，有效降低農(nóng)田棵間土面蒸發(fā)與植物葉面蒸騰。

3 實(shí)施精細(xì)灌溉技術(shù)

3.1 土壤墑情監(jiān)測(cè)

進(jìn)行土壤墑情監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)反映土壤水分狀況，為適時(shí)適量灌溉提供準(zhǔn)確信息。測(cè)定土壤水分含量的方法有烘干法、中子儀法、γ射線透射法、電磁波法、電阻法、電容法、光電法等，這些方法在土壤墑情監(jiān)測(cè)中都有不同程度的運(yùn)用。土壤墑情監(jiān)測(cè)需要精確連續(xù)測(cè)定不同時(shí)刻土壤水分含量動(dòng)態(tài)情況，以提供精確連續(xù)土壤墑情信息。目前廣泛應(yīng)用較為先進(jìn)的TDR（時(shí)域反射儀）測(cè)定土壤含水量，這種方法觀測(cè)土壤水分過程中不破壞土壤原狀結(jié)構(gòu)，操作簡便，能長期連續(xù)工作，具有方便快速、精度較好、不擾動(dòng)土壤等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 滴灌控制技術(shù)應(yīng)用

提高農(nóng)田水分利用率，實(shí)施精細(xì)灌溉節(jié)水措施，需要采取控制技術(shù)對(duì)滴灌系統(tǒng)的管道閥門啟閉及水量進(jìn)行自動(dòng)化控制。自動(dòng)化控制系統(tǒng)主機(jī)設(shè)在泵房內(nèi)，結(jié)合農(nóng)田土壤水分監(jiān)督的土壤水分信息，聯(lián)合水井與支管上的壓力傳感器對(duì)閥門及干、支管流量進(jìn)行綜合控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉現(xiàn)代化管理。

4 結(jié)論

農(nóng)田水分代表著灌溉區(qū)域內(nèi)的真實(shí)耗水量，在農(nóng)業(yè)灌溉用水中減少無效的水分消耗、提高水分生產(chǎn)率是今后重點(diǎn)努力方向。從土壤墑情監(jiān)測(cè)、節(jié)水灌溉工程控制技術(shù)應(yīng)用、土壤墑情精細(xì)灌溉技術(shù)管理等方面，著眼于農(nóng)田灌溉水分的消減調(diào)控管理，在滿足作物對(duì)土壤墑情要求的前提下，采用保持墑情滴灌控制技術(shù)，制定合適的灌水時(shí)間、灌水次數(shù)、灌水量等節(jié)水灌溉制度指標(biāo)，嚴(yán)格調(diào)控農(nóng)業(yè)灌溉綜合耗水量，為水資源可持續(xù)利用提供技術(shù)支持。

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