小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉措施研究

趙小強(qiáng)

（臨洮縣上營鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心，甘肅臨洮 730517）

1 小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉常見技術(shù)

1.1 渠道防滲

現(xiàn)階段我國很多農(nóng)田在灌溉時(shí)依然沿用傳統(tǒng)的渠道輸水灌溉模式，但是這種灌溉模式過于古老，灌溉的水分大多數(shù)會被滲透或蒸發(fā)，不但達(dá)不到農(nóng)田的灌溉效果，還往往會造成大量水資源的浪費(fèi)。但是通過渠道防滲技術(shù)進(jìn)行小型農(nóng)田的灌溉可以解決這一問題，防止灌溉時(shí)水分滲漏的情況產(chǎn)生。采用渠道防滲技術(shù)灌溉的農(nóng)田可以將灌溉有效率從原有的30%可以增長至70%，對農(nóng)田作物的生長十分有利，可以有效提高水資源利用率。

1.2 管道輸水

在進(jìn)行小型農(nóng)田水利灌溉時(shí)，采用渠道防滲技術(shù)，可以有效地減少水資源的浪費(fèi)，提高灌溉效率，但由于直接灌溉造成水汽蒸發(fā)，依舊達(dá)不到理想的效果。這一問題可以通過管道輸水灌溉進(jìn)行解決。利用管道將水輸送至田間進(jìn)行灌溉，防止由于在空氣中暴露造成的水汽蒸發(fā)造成的水資源浪費(fèi)，可以有效提高對水資源的利用率，且實(shí)施成本較低，不破壞農(nóng)田，因此適合大規(guī)模的推廣使用。目前，常用的輸水技術(shù)是低壓管道輸水技術(shù)，也就是通過管道內(nèi)壓差的方式引水從而降低水泵能耗。但利用管道輸水進(jìn)行灌溉，依然沒有從根本上解決灌溉過程中水分損失的情況。

1.3 噴灌

近年來，我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的水平不斷提升，許多農(nóng)田在進(jìn)行灌溉時(shí)已經(jīng)開始使用機(jī)械化噴灌的形式。噴灌就是利用帶有壓力的噴頭進(jìn)行噴灑灌溉，在噴灑過程中由于壓力的原因，噴出的水滴非常細(xì)小且密集，噴灑效果也更為均勻。因此，利用噴灌的形式對作物進(jìn)行農(nóng)田灌溉，可以有效地減少水資源浪費(fèi)，并且還可以防止農(nóng)田被破壞，提高收益?，F(xiàn)階段我國常用的噴灌設(shè)備為卷盤式噴灌機(jī)，該設(shè)備更適合我國大多數(shù)的農(nóng)田地形。但噴灌的形式，依然存在不足，這一形式對地形要求較高，成本也更高，對于設(shè)備的要求也更加嚴(yán)格。

1.4 滴灌

滴灌的形式也可以有效地提高水資源的利用率。滴灌主要是將大管道中的水分分流至直徑相對較小的管道中，將管道直接引到農(nóng)田作物的附近，對作物的根部進(jìn)行定向澆灌。相對于其他灌溉形式來說此種方法對水資源的利用效率最高，可以達(dá)到95%以上的灌溉率，有效提高作物的產(chǎn)量。但由于滴灌的設(shè)備要求更為嚴(yán)格，規(guī)模也更為龐大，所以需要投入更多的成本，不適用于大多數(shù)的小型農(nóng)田。

1.5 覆膜灌

覆膜灌的主要概念是將帶著小孔的塑料膜覆蓋在壟溝的底部，塑料膜上的水分通過小孔進(jìn)行滲透性的灌溉。此種灌溉方式投入較小，不需要大型的設(shè)備輔助，施工也更為簡單，并且能夠有效地避免水分滲漏和蒸發(fā)。我國東北地區(qū)和新疆地區(qū)經(jīng)常使用此種灌溉方法。

2 小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉措施

2.1 土壤水分監(jiān)測和小型農(nóng)田精細(xì)化管理

對小型農(nóng)田進(jìn)行土壤水分監(jiān)測可以方便實(shí)時(shí)掌握土壤水分指標(biāo)，并可以通過水分指標(biāo)判斷是否進(jìn)行灌溉，直接影響到農(nóng)田上作物的生長情況。土壤墑情是可以直接反映土壤中水分含量的指標(biāo)，所以可以利用這一指標(biāo)進(jìn)行土壤水分監(jiān)測。土壤墑情的監(jiān)測可以及時(shí)了解土壤中水分的穩(wěn)定性，并為灌溉時(shí)間和水量提供一定的參考，能夠及時(shí)對土壤情況進(jìn)行和調(diào)整。目前土壤墑情的監(jiān)測方式多種多樣，例如電容法和光電法等，且效果都非常好。但最為常見的土壤墑情監(jiān)測方法為時(shí)域反射法，這一方法的優(yōu)點(diǎn)在于在不破壞土壤狀態(tài)的情況下進(jìn)行墑情的檢測，流程簡單且操作并不復(fù)雜，且更為快速，適用于大多數(shù)的農(nóng)田墑情檢測。

在對土壤進(jìn)行墑情檢測后，也要根據(jù)檢測的結(jié)果對農(nóng)田進(jìn)行精細(xì)化管理。土地中水分的含量可以直接影響農(nóng)田作物的產(chǎn)量，所以要對土壤的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并且監(jiān)督管理要更為精細(xì)，防止農(nóng)田水分含量出現(xiàn)大規(guī)模的浮動(dòng)而對作物的產(chǎn)量造成直接的影響。土壤的精細(xì)化管理可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤狀態(tài)的變化，并針對土壤墑情的變化判斷農(nóng)田是否需要灌溉，也方便對灌溉量進(jìn)行測算，有效提高灌溉效率，增加作物產(chǎn)量。

2.2 使用差異化、自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行灌溉控制

由于不同的作物需要不同的灌溉技術(shù)，同時(shí)農(nóng)田的類型也會對灌溉技術(shù)的選擇造成影響，且近年來灌溉技術(shù)不斷發(fā)展、已經(jīng)衍生出了多種自動(dòng)化技術(shù)，在灌溉技術(shù)當(dāng)中使用自動(dòng)化技術(shù)能夠極大程度地提升灌溉效果、減少農(nóng)民工作量、提高灌溉控制的精細(xì)化水平，因此應(yīng)當(dāng)做好差異化灌溉技術(shù)選擇并提高自動(dòng)化技術(shù)在灌溉中的應(yīng)用。

首先是灌溉技術(shù)的選擇，根據(jù)不同的作物以及不同的農(nóng)田類型，應(yīng)當(dāng)選擇不同的灌溉技術(shù)以符合作物需求以及農(nóng)田特點(diǎn)。一般情況下，小型農(nóng)田在滴灌或噴灌的投入方面較少，且能夠?qū)崿F(xiàn)更好的節(jié)水效果；而覆膜灌能夠起到的成本節(jié)約效果并不明顯，且在節(jié)水層面不如滴灌或噴灌，但考慮到過高的作物高度會影響噴灌效果，因此在農(nóng)作物較高的小型農(nóng)田灌溉當(dāng)中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇滴灌，而在農(nóng)作物較矮的小型農(nóng)田灌溉當(dāng)中，則可以自由選擇噴灌或滴灌技術(shù)；此外在大棚的灌溉當(dāng)中，由于作物普遍較矮，一般用于種植果蔬，因此優(yōu)先使用噴灌。

其次是使用自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行灌溉控制。農(nóng)民可以將農(nóng)田劃分成數(shù)個(gè)區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域放置幾顆水含量傳感器以判斷土壤內(nèi)的水含量、放置陽光傳感器以檢測光照強(qiáng)度，并在管道內(nèi)以及閥門處放置傳感器用于監(jiān)測管道內(nèi)水壓以及檢測閥門開關(guān)情況，最后在閥門處安裝自動(dòng)化閥門控制系統(tǒng)，對閥門控制系統(tǒng)進(jìn)行編程設(shè)定開啟閥門的時(shí)間、水含量以及陽光強(qiáng)度，最終實(shí)現(xiàn)整體流程的自動(dòng)化控制：當(dāng)土壤內(nèi)的水分含量達(dá)到灌溉設(shè)定值時(shí)，水含量傳感器便會將信號傳遞至閥門控制系統(tǒng)，隨后閥門控制系統(tǒng)會根據(jù)目前的含水量來調(diào)整閥門的開啟情況、進(jìn)行排水，同時(shí)根據(jù)管道內(nèi)水壓傳感器來確認(rèn)水流量，在完成灌溉后系統(tǒng)關(guān)閉閥門、向水含量傳感器發(fā)送信號、暫時(shí)停止水含量監(jiān)測。在整套流程當(dāng)中農(nóng)民均無需自主控制灌溉，只需根據(jù)農(nóng)田以及作物的水含量實(shí)際需求進(jìn)行數(shù)值設(shè)定，便可以在澆灌過程中脫離人工控制、最大程度解放人力。

最后是在節(jié)水灌溉控制部分，廣泛采用自動(dòng)化完成灌溉時(shí)間、灌溉次數(shù)以及灌溉定額的調(diào)整。首先是灌溉時(shí)間方面，一般情況下，非常缺水狀態(tài)下自動(dòng)灌溉的時(shí)間應(yīng)當(dāng)保持在上午10點(diǎn)之前或下午4點(diǎn)之后、避免光照強(qiáng)度過高導(dǎo)致水分發(fā)生大量流失；其次是灌溉天氣，在灌溉天氣的控制邏輯方面應(yīng)當(dāng)考慮到大風(fēng)天以及雨天，例如在大風(fēng)天時(shí)除非極度缺水、否則不進(jìn)行灌溉，在雨天不進(jìn)行灌溉并實(shí)時(shí)監(jiān)控土壤內(nèi)的水含量、在水含量超標(biāo)時(shí)及時(shí)進(jìn)行排水工作；在灌溉次數(shù)方面則應(yīng)當(dāng)根據(jù)灌溉的方式合理進(jìn)行調(diào)整，比如滴灌應(yīng)當(dāng)考慮灌溉時(shí)每次的定量以及灌溉用水在管道內(nèi)是否有殘留并適當(dāng)提高每次灌溉的水量，以避免灌溉水留在管道當(dāng)中無法進(jìn)入土壤的情況；此外，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化灌溉時(shí)間、灌溉次數(shù)、灌溉定額的調(diào)整，也應(yīng)當(dāng)在土地當(dāng)中加入風(fēng)速傳感器、溫濕度傳感器、陽光傳感器等自動(dòng)化輔助傳感器，在某一數(shù)值過高時(shí)及時(shí)向農(nóng)民發(fā)出警報(bào)、由農(nóng)民進(jìn)行手工操作。在日常灌溉時(shí)也可以依靠以上數(shù)值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化并在灌溉之前向農(nóng)民發(fā)出提醒，詢問農(nóng)民是否可以進(jìn)行灌溉工作，從而實(shí)現(xiàn)灌溉過程的全過程自動(dòng)化智能化控制。

2.3 提高節(jié)水灌溉資金投入

實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉需要一定的資金投入，僅依靠農(nóng)民自身是無法保證節(jié)水灌溉效果的，因此有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)投入更多節(jié)水灌溉資金幫助農(nóng)民建設(shè)節(jié)水灌溉設(shè)備、減輕農(nóng)民資金壓力，優(yōu)先為貧困農(nóng)戶進(jìn)行資金扶持并安排施工人員進(jìn)行節(jié)水灌溉設(shè)備安裝；其次，相關(guān)部門也應(yīng)當(dāng)做好節(jié)水灌溉設(shè)備的后期維護(hù)保養(yǎng)工作，定期前往農(nóng)田查看設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及數(shù)據(jù)記錄日志、維護(hù)設(shè)備并修理存在的故障；第三，有關(guān)部門也應(yīng)當(dāng)開展節(jié)水灌溉宣傳工作、引導(dǎo)農(nóng)民群眾籌集節(jié)水灌溉設(shè)備資金來為相關(guān)部門分擔(dān)壓力；最后，相關(guān)部門也可以引導(dǎo)農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)、養(yǎng)殖場等農(nóng)業(yè)企業(yè)與農(nóng)民進(jìn)行合作，由企業(yè)與農(nóng)民簽訂協(xié)議、企業(yè)出資幫助農(nóng)民建設(shè)節(jié)水灌溉設(shè)備，農(nóng)民則將農(nóng)作物按照正常市場價(jià)為企業(yè)提供農(nóng)作物并保證農(nóng)作物的質(zhì)量，進(jìn)而在減輕農(nóng)民資金壓力的同時(shí)為企業(yè)創(chuàng)造利益、保障原材料供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)雙贏效果。

2.4 做好節(jié)水灌溉技術(shù)宣傳推廣工作

想要讓節(jié)水灌溉效果得到提升，不僅需要對灌溉技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行升級優(yōu)化，也需要做好節(jié)水灌溉技術(shù)宣傳推廣工作、讓農(nóng)民認(rèn)識到節(jié)水灌溉的重要性以及節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一方面培養(yǎng) 良好的節(jié)水灌溉意識，另一方面也對節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)生認(rèn)可，從而積極使用節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約以及農(nóng)作物的增產(chǎn)。

3 結(jié)語

綜上所述，小型農(nóng)田水利節(jié)水灌溉不僅關(guān)乎農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，也與我國水資源的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，因此相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)做好節(jié)水灌溉的意識宣傳工作，在保障農(nóng)民認(rèn)同節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)和設(shè)備的革新以及資金的扶持，最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)水效益的雙重提升，保障我國農(nóng)業(yè)乃至我國經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。