常萬元
(酒泉市肅州區(qū)水務(wù)局觀山河灌區(qū)水利管理所,甘肅 酒泉 735000)
隨著我國農(nóng)業(yè)科技的快速發(fā)展,一系列高效節(jié)水灌溉技術(shù)得到了廣泛普及和應(yīng)用,進(jìn)一步提高了水資源利用率,為各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的高效開展產(chǎn)生了良好的促進(jìn)作用。為確保農(nóng)田水利灌溉技術(shù)充分發(fā)揮其應(yīng)有價值,有必要對常見農(nóng)田水利灌溉技術(shù)進(jìn)行深入研究,從而促進(jìn)農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量不斷提高。
合理運(yùn)用各種先進(jìn)的農(nóng)田水利灌溉技術(shù),可以促使水資源利用率得到明顯提高,從而解決部分地區(qū)水資源供需矛盾問題,甚至能夠?qū)⒉糠指瓯诨蛘呤腔哪D(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)用地,達(dá)到進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的目的。因此,應(yīng)用各種先進(jìn)農(nóng)田水利灌溉技術(shù)有著極為重要的意義。
一方面,采用先進(jìn)的農(nóng)田水利灌溉技術(shù)往往能取得更好的節(jié)水效果。例如,噴灌技術(shù)相較傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)能夠節(jié)省20%~40%的水資源,同時可提高耕地實(shí)際利用率7%~15%。再如,我國目前仍有很多地區(qū)沿用傳統(tǒng)的漫灌技術(shù)(見圖1),需要提前開展挖渠及打埂作業(yè),實(shí)際耕地利用面積僅為90%,而通過對滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)的合理運(yùn)用,實(shí)際耕地利用面積能夠達(dá)到99%,且節(jié)水近82%。因此,做好農(nóng)田水利灌溉技術(shù)的推廣和應(yīng)用工作,既能夠進(jìn)一步提高水資源利用率,也能夠有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。
圖1 漫灌技術(shù)
另一方面,相較于傳統(tǒng)灌溉技術(shù),采用先進(jìn)的農(nóng)田水利灌溉技術(shù)還能顯著提高人工管理效率及質(zhì)量,大大節(jié)省人工費(fèi)用、水費(fèi)等,有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提升。
農(nóng)田水利灌溉技術(shù)指的是在建設(shè)一系列小規(guī)模水利工程的同時,借助各種技術(shù)措施對各地區(qū)土地中的水分開展調(diào)節(jié)工作,通過這些技術(shù)措施持續(xù)改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物生長狀態(tài)。借助農(nóng)田水利灌溉技術(shù),大多數(shù)農(nóng)業(yè)從業(yè)者均能夠結(jié)合當(dāng)年降水量、農(nóng)作物對水的需求以及土壤中的實(shí)際含水量等開展科學(xué)合理的水資源調(diào)配工作,從而達(dá)到科學(xué)用水、促進(jìn)農(nóng)作物健康生長的效果。目前來看,農(nóng)田水利灌溉技術(shù)大體上可以分為傳統(tǒng)灌溉技術(shù)和現(xiàn)代灌溉技術(shù)兩類。
傳統(tǒng)農(nóng)田水利灌溉技術(shù)一般涉及地面灌溉和普通噴灌等。其中,地面灌溉屬于最為傳統(tǒng)的農(nóng)田水利灌溉技術(shù),主要包括渠灌、畦灌、溝灌、淹灌和漫灌等。地面灌溉技術(shù)具有耗水量大、水資源利用率低等缺點(diǎn),目前較為常見的地面灌溉技術(shù)為渠道灌溉技術(shù)(見圖2)。
圖2 渠灌技術(shù)
2.1.1 渠灌技術(shù)。應(yīng)用渠灌技術(shù),需要農(nóng)戶在灌溉水源和灌溉土地之間修建相應(yīng)的水道(可分為普通泥土水道和混凝土水道等),然后將從水源引取的水有效地輸送或者是分配到相應(yīng)的灌區(qū)。
2.1.2 畦灌技術(shù)。應(yīng)用畦灌技術(shù),需要農(nóng)戶借助田埂有效地將灌溉土地劃分為若干個長方形小畦,然后再將水引入相應(yīng)的畦田,在畦田上形成非常薄的水層,保證水資源能沿畦長方向流動。實(shí)際流動過程中,水資源主要通過重力的作用來達(dá)到逐步濕潤土壤的目的。
2.1.3 溝灌技術(shù)。應(yīng)用溝灌技術(shù),需要農(nóng)戶在作物行間開挖相應(yīng)的灌水溝,然后將水從輸水溝順利引入灌水溝。水在實(shí)際流動時,主要是依靠毛細(xì)作用來逐步潤濕土壤。這種方法不僅不會導(dǎo)致田面出現(xiàn)板結(jié)問題,還可減少土壤水分蒸發(fā)損失。
2.1.4 淹灌技術(shù)。應(yīng)用淹灌技術(shù),需要農(nóng)戶借助田埂有效地將灌溉渠分割成一系列格田,灌水時將相應(yīng)格田中的水加注到一定深度,保證水資源能借助重力作用濕潤土壤。目前,水稻灌溉屬于最典型的淹灌。
2.1.5 漫灌技術(shù)。應(yīng)用漫灌技術(shù),一般不需要農(nóng)戶在田間設(shè)置任何溝埂,實(shí)際灌水過程中任由水在地面進(jìn)行漫流,然后借助重力作用實(shí)現(xiàn)土壤濕潤。該技術(shù)屬于較為粗放的一種灌水方法,通常灌水均勻性差,水資源浪費(fèi)問題也相對嚴(yán)重。
現(xiàn)代農(nóng)田水利灌溉技術(shù)一般包括噴灌、微灌等技術(shù)。應(yīng)用這些技術(shù)時,農(nóng)戶多數(shù)都需借助專門的動力機(jī)、壓力水泵、專用管道等開展加壓噴水灌溉,或借助水的自然落差開展噴灑和噴淋作業(yè)。相較于傳統(tǒng)灌溉技術(shù),現(xiàn)代灌溉技術(shù)的節(jié)水性能較為良好,實(shí)際水資源利用率較高,尤其是與先進(jìn)的信息技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行配套使用后,節(jié)水性能和水資源利用率將會得到進(jìn)一步提升。
2.2.1 噴灌技術(shù)?,F(xiàn)階段噴灌技術(shù)(見圖3)屬于應(yīng)用范圍最廣,同時應(yīng)用效果最好的一種現(xiàn)代農(nóng)田水利灌溉技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)時,要求農(nóng)戶在相應(yīng)的耕地中合理地鋪設(shè)管道,然后在管道上設(shè)置一系列噴頭,再借助水泵、動力裝置等,向管道當(dāng)中的水體施加適當(dāng)壓力,促使其可以提升到預(yù)定高度,最終順利地進(jìn)入相應(yīng)的噴灌裝置,并以小水滴的形式快速地噴灑出來。實(shí)際噴灑過程中,灌溉水一般以線狀或者絲狀向四周開展大面積農(nóng)田噴灌。該技術(shù)能夠有效控制實(shí)際灌水滲透量,保證灌溉均勻,提升水資源利用率,可達(dá)到良好的節(jié)水效果。
圖3 噴灌技術(shù)
2.2.2 微灌技術(shù)。微灌技術(shù)屬于一種較為新穎的高效農(nóng)田水利灌溉技術(shù),實(shí)踐中通常需要用到水泵、電機(jī)、灌水器、過濾器和滴頭等一系列設(shè)備?,F(xiàn)階段,此項技術(shù)在大棚種植中有著較為廣泛的應(yīng)用,其最大的優(yōu)勢在于操作便捷、整體結(jié)構(gòu)簡單、使用年限長及成本低等,能夠有效獲得良好的節(jié)水效果。該技術(shù)包括滴灌技術(shù)、微噴灌技術(shù)和滲灌技術(shù)等。實(shí)際應(yīng)用中,農(nóng)戶需要結(jié)合地區(qū)情況以及不同農(nóng)作物等進(jìn)行合理選用。除此之外,農(nóng)戶在應(yīng)用微灌技術(shù)時,需在灌溉區(qū)設(shè)置相應(yīng)的輸送水管道以及安裝灌水器。
以滴灌為例,滴灌屬于微灌技術(shù)中現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù),此項技術(shù)是利用塑料管道將水通過直徑約10 mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進(jìn)行局部灌溉。在具體應(yīng)用中,一般可將毛管和灌水器放在地面(此種方式被稱為地表滴灌),或者是埋入地下30~40 cm(此種方式被稱為地下滴灌)。通常滴頭的流量為2~12 L/h,實(shí)際使用壓力處于50~150 kPa。
2.2.3 低壓管道技術(shù)。在農(nóng)田水利灌溉工作中,低壓管道灌溉技術(shù)也屬于現(xiàn)階段較為常用的技術(shù)之一。其本質(zhì)上來看,就是將傳統(tǒng)的渠道有效地替換為相應(yīng)的低壓管道,然后保持管道當(dāng)中的壓力始終處于0.2 MPa以下,屬于一種直接輸送水資源的方式,可以避免在輸送過程中產(chǎn)生水分滲漏及蒸發(fā)問題,從而使灌溉水的實(shí)際利用率得到大幅度提升。在實(shí)際應(yīng)用過程中,該技術(shù)操作較為簡便,一般傳統(tǒng)的塑料管便可以用作低壓管道,同時施工面積小,可以節(jié)約土地資源,所需電量一般也較少,有著較為良好的經(jīng)濟(jì)效益,值得廣泛推廣和應(yīng)用。
2.2.4 雨水集蓄技術(shù)。雨水集蓄技術(shù)主要指的是在相應(yīng)區(qū)域修建存儲量較大以及防滲漏性能良好的集雨場地,用來收集雨水,然后在農(nóng)田需要灌溉時將其輸送到相應(yīng)農(nóng)田中。此項技術(shù)一般在干旱以及季節(jié)性缺水的地區(qū)較為適用,不但可以提高水資源利用率,而且可以起到防止水土流失以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。
想要通過應(yīng)用農(nóng)田水利灌溉技術(shù)不斷提升水資源利用率,便需切實(shí)做好技術(shù)宣傳教育工作。唯有當(dāng)農(nóng)民充分認(rèn)識到各類農(nóng)田水利灌溉技術(shù)具備的重要價值和意義時,才會對這些技術(shù)進(jìn)行積極運(yùn)用,從而在提升農(nóng)田灌溉效果的同時,達(dá)到提高水資源利用率的目的。
因此,有關(guān)部門應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化技術(shù)推廣責(zé)任意識,積極打造專業(yè)性較強(qiáng)的技術(shù)推廣隊伍,以此確保農(nóng)田水利灌溉技術(shù)宣傳教育工作可以落實(shí)到位。有關(guān)部門應(yīng)在構(gòu)建優(yōu)質(zhì)技術(shù)推廣隊伍的基礎(chǔ)上,盡可能采取多樣化的方式來開展全方位、立體化的宣傳教育工作,以此讓當(dāng)?shù)孛癖姵浞至私夂驼J(rèn)識農(nóng)田水利灌溉技術(shù)的價值和優(yōu)勢。例如,有關(guān)部門應(yīng)該繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的發(fā)放宣傳手冊、粘貼橫幅及設(shè)置宣傳欄的方式開展技術(shù)宣傳工作;借助媒體宣傳途徑擴(kuò)大宣傳范圍,提高技術(shù)宣傳的時效性,豐富宣傳內(nèi)容的展現(xiàn)形式,如電視、廣播、微信群、微信公眾號和抖音平臺等;采用音視頻、圖片及圖文結(jié)合等多種形式,向當(dāng)?shù)剞r(nóng)民直觀化、形象化地普及宣傳各類優(yōu)秀灌溉技術(shù)。此外,有關(guān)部門也可結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的興趣愛好,以民眾喜聞樂見的方式開展宣傳教育,如可以定期舉辦相關(guān)文藝活動、開展群體性的宣傳教育活動等,以促使當(dāng)?shù)剞r(nóng)民快速轉(zhuǎn)變農(nóng)田灌溉觀念,充分調(diào)動農(nóng)民使用各項先進(jìn)農(nóng)田水利灌溉技術(shù)的積極性,從而達(dá)到提高水資源利用率的目的。
當(dāng)?shù)卣坝嘘P(guān)部門還應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況或者農(nóng)民的具體需求等,推出一系列惠民政策,從而鼓勵和引導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民積極主動地運(yùn)用先進(jìn)農(nóng)田水利灌溉技術(shù),并樹立技術(shù)應(yīng)用典型,充分發(fā)揮示范效應(yīng)。這樣既能夠提升宣傳推廣效果,也可以保證當(dāng)?shù)剞r(nóng)民積極參與到技術(shù)推廣應(yīng)用中來。
在實(shí)際開展農(nóng)田水利灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用工作時,相關(guān)工作人員需要充分發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢,為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對各項節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用提供專業(yè)化的幫助和指導(dǎo),提高農(nóng)田水利灌溉技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性,從而確保水資源利用率能夠得到最大限度的提高。在實(shí)際工作中,相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)、土壤特性及農(nóng)作物種類等,為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民推薦最為適宜的節(jié)水灌溉技術(shù)。
例如,對于砂性土壤,一般比較適合應(yīng)用噴灌技術(shù)或者低壓管道技術(shù);對于密植作物,一般可以選用噴灌技術(shù);對于大棚蔬菜,一般可選用滴灌技術(shù)(見圖4)等??茖W(xué)選用農(nóng)田水利灌溉技術(shù),能夠大幅度降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,進(jìn)一步減少灌溉水資源存在的浪費(fèi)問題,顯著提高水資源利用率。
圖4 大棚蔬菜水藥肥一體滴灌技術(shù)應(yīng)用
在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下,農(nóng)田水利灌溉的科學(xué)性及合理性也得到了進(jìn)一步提升。合理運(yùn)用各類信息化技術(shù),可以對農(nóng)作物實(shí)際生長情況開展實(shí)時監(jiān)測,有助于更好地了解農(nóng)作物在不同生長階段的實(shí)際用水量,從而為制訂更為合理的灌溉方案提供數(shù)據(jù)支持,達(dá)到精準(zhǔn)灌溉的目的,既可以保證灌溉成效,又能提高水資源的利用率。
例如,相關(guān)部門可以借助信息化監(jiān)測技術(shù)針對農(nóng)作物水分蒸發(fā)量開展實(shí)時監(jiān)測,并結(jié)合具體的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷,然后采取相關(guān)措施減少水分蒸發(fā),如在地表合理鋪設(shè)地膜等,使灌溉水的利用率得到進(jìn)一步提高。
綜合應(yīng)用農(nóng)田水利灌溉技術(shù),可以進(jìn)一步提高技術(shù)應(yīng)用的合理性,使水資源利用率得到有效提高。例如,噴灌一般比較適合應(yīng)用于大面積的土地灌溉工作,但如果是灌溉對水要求相對較高的植株,灌溉效果并不理想;滴灌一般能夠滿足植株對水分的相關(guān)要求,但難以開展大面積澆灌。因此,在實(shí)際應(yīng)用過程中,相關(guān)工作人員可以結(jié)合技術(shù)特性以及農(nóng)田實(shí)際需要對兩項技術(shù)開展綜合運(yùn)用。例如,對于部分在同塊地中既種植蔬菜又種植果樹的農(nóng)場來講,便可以對兩項技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用,可先借助噴灌的方式完成大面積灌溉,基本可以滿足蔬菜的用水需求,然后再借助滴灌技術(shù)對水量有較高要求的果樹開展針對性灌溉,這樣不但可以提升灌溉效果,又能夠提升水資源利用率。
現(xiàn)階段,水資源分布不均是限制我國農(nóng)業(yè)健康發(fā)展的一大難題。通過對一系列先進(jìn)農(nóng)田水利灌溉技術(shù)的運(yùn)用,可以提高水資源利用率,從而有效緩解部分地區(qū)水資源供需矛盾,使我國農(nóng)業(yè)能夠不斷向好發(fā)展。