淺析農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)

姜廣田

（山東省菏澤市巨野縣營里鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 菏澤 274927）

水資源是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本物質(zhì)條件，我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)田灌溉需要大量水資源，但目前水資源保障形勢嚴(yán)峻，全國用水總量低、農(nóng)業(yè)發(fā)展耗水量高，不科學(xué)用水、無節(jié)制用水普遍，水利工程負(fù)擔(dān)嚴(yán)重，因此，分析農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)節(jié)水，對提高水資源利用效率、我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展均有重要意義。

1.農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)概述

目前，農(nóng)田灌溉中常見節(jié)約灌溉技術(shù)主要有：

1.1 渠道防滲技術(shù)

渠道是農(nóng)田中重要的輸水途徑，做好渠道防滲工作是保障水資源充分利用的關(guān)鍵。在具體防滲中，需計(jì)算渠道水力情況選擇合適斷面，當(dāng)渠道流量每秒超過1m3以上時(shí)，采用弧形底梯形或弧形坡腳斷面，可緩解水力；若流量每秒不足1m3時(shí)，可通過U型斷面緩解水力。在大、中、小型灌溉區(qū)域渠道抗?jié)B性能應(yīng)達(dá)到40%、50%、70%的標(biāo)準(zhǔn)，且需利用干砌塊石、土工膜等材料對渠道進(jìn)行全面抗?jié)B處理。

1.2 低壓管道輸水技術(shù)

該技術(shù)是保持管道在低壓狀態(tài)下，通過控制水流量穩(wěn)定向農(nóng)田輸水，該技術(shù)效果主要受輸水管道、管道位置的影響。主要選擇鋼、混凝土為基材的管道，避免在長期灌溉中出現(xiàn)腐蝕，但也應(yīng)考慮當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境，選擇合適材料的管道，保障耐久性；通常將管道埋設(shè)地下，埋深控制在1.5m以上，可根據(jù)地勢條件、上部承壓情況進(jìn)行確定，最大程度發(fā)揮減少水資源流失作用。

1.3 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)利用農(nóng)田的地勢落差或水泵等設(shè)備在灌輸過程中增加水資源壓力，將其輸送到灌溉渠內(nèi)，噴頭從不同方向?qū)⑺Y源噴射在空中，形成小水滴回落到農(nóng)田內(nèi)。技術(shù)實(shí)施效果主要受管道性能以及管道位置的影響，選擇鋼材、混凝土等具有一定承壓性的材料作為基材，能夠優(yōu)化管道性能，但所有管道使用前均需進(jìn)行承壓測試；管道安裝要利用農(nóng)田地勢優(yōu)勢，在地勢高位置可擴(kuò)大水滴回落范圍，提高水資源利用率。

1.4 滴灌技術(shù)

該技術(shù)利用地勢落差或水泵等設(shè)備向水資源施壓，壓力水通過管網(wǎng)輸送到農(nóng)田中，經(jīng)滴頭控制形成勻速水滴，滲入到作物根系。該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)做好輸水管道、過濾裝置、水泵等設(shè)施選擇，并結(jié)合地勢條件、氣候條件做好壓力水運(yùn)輸管網(wǎng)建設(shè)；根據(jù)作物根系生長習(xí)慣確定管道埋深，確保實(shí)現(xiàn)供水均勻的目標(biāo)。

1.5 雨水集蓄技術(shù)

雨水集蓄是指在灌溉區(qū)內(nèi)設(shè)置采集雨水裝置，并將裝置與農(nóng)田灌溉管道連接，將雨水輸送到農(nóng)田中，提供作物生長所需水分，該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施中主要應(yīng)用管道、水泵、集雨等裝置，合理布設(shè)位置是充分利用水資源的基礎(chǔ)。

1.6 膜上灌溉技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)形成與發(fā)展在地膜栽培模式基礎(chǔ)上，由地膜附近灌溉模式轉(zhuǎn)變而來，其在地膜上苗孔附近布置滲水孔，膜上澆水后，通過滲水孔流入膜下、深入到土壤中，因地膜作用可降低水分蒸發(fā)效率，長時(shí)間保持土壤濕潤性。

1.7 步行式灌溉技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)配合電力機(jī)械設(shè)備以及農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，使灌溉與機(jī)械設(shè)備組合為整體，提高灌溉的移動性，確保水資源直接深入到作物根莖位置，在具體應(yīng)用中，在合理位置安裝灌溉設(shè)施、機(jī)械設(shè)備，并利用強(qiáng)柔性管道輸送水資源。

2.農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用中的問題

2.1 農(nóng)民節(jié)水意識淡薄

我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口數(shù)量超過57000萬人，其中從事農(nóng)業(yè)種植的農(nóng)民大多受教育程度低、思想認(rèn)識水平低，對節(jié)水的重要性未能深刻認(rèn)識，日常農(nóng)業(yè)種植與灌溉中多采取陳舊老套的耕作模式，進(jìn)行大面積漫灌或澆灌，嚴(yán)重浪費(fèi)水資源，使水體大量流失并未真正作用到農(nóng)作物生長上。而大部分農(nóng)民并不了解當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中水資源短缺的嚴(yán)峻形勢，認(rèn)為中國有大量水資源可供農(nóng)業(yè)種植使用，或可靠天吃飯，利用降雨解決灌溉問題。以上對水資源形勢以及農(nóng)業(yè)種植的不科學(xué)認(rèn)識，使農(nóng)民節(jié)水意識淡薄，無法認(rèn)識到節(jié)水灌溉技術(shù)的重要使用價(jià)值，嚴(yán)重影響技術(shù)應(yīng)用效果。

2.2 技術(shù)推廣效率較低

節(jié)水灌溉技術(shù)推廣是確保農(nóng)田灌溉中科學(xué)節(jié)水、有效節(jié)水的重要舉措，但我國農(nóng)業(yè)種植面積大，推廣節(jié)水灌溉技術(shù)耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力以及時(shí)間，成本過高，且節(jié)水灌溉技術(shù)實(shí)施中引進(jìn)的設(shè)備、裝置也增加農(nóng)業(yè)種植的成本，導(dǎo)致諸多技術(shù)無法全面推進(jìn)。而從政府角度來講，在節(jié)水灌溉技術(shù)上的宣傳有限，無法改變農(nóng)民對灌溉的認(rèn)知，形成正確的節(jié)水意識，很多農(nóng)民認(rèn)為引進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的投資，從而無法調(diào)動農(nóng)民主觀能動性，導(dǎo)致節(jié)水灌溉技術(shù)推廣普及率低。

2.3 缺少政府大力扶持

在推廣節(jié)水灌溉技術(shù)過程中，不僅需要借助政府的權(quán)威平臺、渠道進(jìn)行技術(shù)宣傳，還需要依靠政府的資金、優(yōu)惠政策扶持技術(shù)研發(fā)、農(nóng)民引入基礎(chǔ)節(jié)水設(shè)備與裝置，并為后續(xù)設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)提供技術(shù)支持。農(nóng)田種植環(huán)境復(fù)雜，節(jié)水設(shè)備在長時(shí)間、高負(fù)荷使用狀態(tài)下，無法避免故障或異常的出現(xiàn)。因此，從節(jié)水灌溉技術(shù)的研發(fā)到最終的實(shí)踐應(yīng)用每個(gè)環(huán)節(jié)都需要投入大量的資金，其中一部分可由農(nóng)民承擔(dān)，但為了保障農(nóng)民收入，絕大部分資金還需要政府的扶持。但從當(dāng)前地方財(cái)政支持力度上來看，由于缺少專項(xiàng)資金或配套資金，扶持力度較小，扶持制度不完善。

2.4 灌溉技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)

節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇應(yīng)以各地區(qū)農(nóng)業(yè)種植實(shí)際情況為依據(jù)，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉技術(shù)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的有機(jī)結(jié)合，盲目引入技術(shù)，不僅無法保障節(jié)水效果，也會帶來投資風(fēng)險(xiǎn)。目前，從對農(nóng)田灌溉中節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用效果來看，技術(shù)手段與當(dāng)?shù)貧夂?、地勢、農(nóng)作物生長等存在不符情況普遍，最終農(nóng)民因節(jié)水灌溉技術(shù)無法發(fā)揮實(shí)際作用而放棄應(yīng)用，節(jié)水灌溉流于形式。

2.5 忽視輸水過程節(jié)水

節(jié)水灌溉技術(shù)引進(jìn)并非代表一勞永逸，可以完全依靠技術(shù)實(shí)現(xiàn)減少水資源的浪費(fèi)，輸水過程中節(jié)水措施也對減少水資源浪費(fèi)有著重要意義，但目前輸水環(huán)節(jié)缺少科學(xué)的節(jié)水措施配合。以渠道灌溉技術(shù)為例，目前在農(nóng)田灌溉中的應(yīng)用范圍較廣，但通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，渠道輸水利用率僅為50%，表示大量水資源在輸水過程中流失、浪費(fèi)，因此，在應(yīng)用灌溉技術(shù)過程中，水資源利用率是一項(xiàng)重要監(jiān)測指標(biāo)，并通過分析利用率增加輔助措施確保節(jié)水效果。而受諸多因素的影響，我國節(jié)水灌溉技術(shù)推廣難，應(yīng)用過程中的問題更加難以控制。

3.科學(xué)應(yīng)用農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)策略

3.1 政府積極主導(dǎo)，強(qiáng)化農(nóng)民節(jié)水意識

科學(xué)的理論對實(shí)踐具有積極的指導(dǎo)作用，在農(nóng)田節(jié)水灌溉中形成科學(xué)的理論認(rèn)識對于激發(fā)農(nóng)民主觀能動性、提高節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用效果有著重要意義。在政府的主導(dǎo)下，針對地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際情況，定期組織節(jié)水灌溉技術(shù)相關(guān)講座與培訓(xùn)，積極鼓勵農(nóng)民參加。在講座與培訓(xùn)過程中講解節(jié)水灌溉技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識，不斷強(qiáng)化農(nóng)民對節(jié)水灌溉重要性與必要性的認(rèn)知，正確理解節(jié)水灌溉技術(shù)的價(jià)值，從而徹底改變農(nóng)民的認(rèn)知觀念。

3.2 提高宣傳力度，加強(qiáng)技術(shù)推廣效果

在研發(fā)節(jié)水灌溉技術(shù)基礎(chǔ)上，要利用有效的渠道推廣技術(shù)，確保技術(shù)在田間地頭有所實(shí)踐?？衫萌诤厦襟w的優(yōu)勢，通過網(wǎng)絡(luò)、移動終端將節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用及效果制作成文圖、視頻等多種形式，投放到宣傳平臺上；并利用大數(shù)據(jù)技術(shù)精準(zhǔn)鎖定用戶，對有搜索農(nóng)業(yè)灌溉等相關(guān)關(guān)鍵詞匯的用戶進(jìn)行高頻次推廣。相關(guān)部門也可利用短視頻平臺，通過直播等方式演示節(jié)水灌溉技術(shù)及其效果，擴(kuò)大受眾范圍，使越來越多的農(nóng)民了解節(jié)水灌溉技術(shù)。同時(shí)，成立節(jié)水灌溉示范區(qū)，組織各地區(qū)農(nóng)民到實(shí)地進(jìn)行參觀，直觀地感受節(jié)水灌溉技術(shù)對生態(tài)環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源、增加收入產(chǎn)生的實(shí)際效果，發(fā)揮帶頭示范作用。農(nóng)民朋友只有在真正了解與感受到節(jié)水灌溉技術(shù)帶來的實(shí)際價(jià)值、效益基礎(chǔ)上，才能投身到技術(shù)實(shí)踐當(dāng)中，并將農(nóng)民發(fā)展成為技術(shù)的推廣主體，帶動更多農(nóng)民使用節(jié)水灌溉技術(shù)。

3.3 完善扶持制度，提高政府扶持力度

2020年底我國實(shí)現(xiàn)全面脫貧，但農(nóng)村的整體經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件仍十分薄弱，農(nóng)民引進(jìn)節(jié)水裝置、設(shè)備還需國家大力的扶持與支持。因此，政府也應(yīng)根據(jù)工作需要構(gòu)建起節(jié)水政策與制度體系，增加技術(shù)研發(fā)投入，使我國科研工作有充足經(jīng)費(fèi)，并不斷引進(jìn)新興技術(shù)、改良現(xiàn)有技術(shù)體系，提高節(jié)水灌溉的先進(jìn)性、高效性；設(shè)立專項(xiàng)資金用于節(jié)水灌溉技術(shù)引進(jìn)，并針對農(nóng)民設(shè)立普惠專項(xiàng)低息貸款產(chǎn)品，提高支農(nóng)惠農(nóng)貸款額度；為引進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)農(nóng)民提供補(bǔ)貼，對在節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用上取得顯著效果或?qū)ν茝V技術(shù)有著積極影響的農(nóng)民進(jìn)行獎勵，從而逐漸構(gòu)建起目標(biāo)明確、管理完善的制度體系，對參與節(jié)水灌溉技術(shù)的各方主體展開針對性扶持與支持，使各方做好工作，加速轉(zhuǎn)化新型技術(shù)成果，提高農(nóng)田灌溉節(jié)水效果，優(yōu)化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，也有序地推進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)在全國農(nóng)業(yè)發(fā)展中的普及。

3.4 立足農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際，合理選擇灌溉技術(shù)

一方面，在引進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)前，要深入農(nóng)田進(jìn)行考察，了解地勢與地質(zhì)條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、資金、農(nóng)作物種植特點(diǎn)、氣候、生態(tài)環(huán)境等方面因素，綜合考察結(jié)果制定節(jié)水灌溉技術(shù)實(shí)施方案，確保節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用效果。具體來講，秉持著因地制宜、實(shí)事求是的原則，評估當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境、氣候環(huán)境、生態(tài)環(huán)境對農(nóng)作物生長的需求，各類農(nóng)作物生長對水分的需求，并結(jié)合農(nóng)作物輪作倒茬種植情況，選擇合適技術(shù)，確保水資源得到高效利用，減少水體流失。

另一方面，積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，對技術(shù)體系進(jìn)行更新，確保灌溉技術(shù)科學(xué)、合理、有效。目前，在國際以及我國發(fā)達(dá)地區(qū)流行的新型節(jié)水灌溉技術(shù)主要有：一是基于生物科技形成的新型節(jié)水灌溉技術(shù)。該技術(shù)以生物科技研究為基礎(chǔ)，對農(nóng)作物生理特征進(jìn)行科學(xué)分析，明確農(nóng)作物不同生理周期的特點(diǎn)以及對水分的需求，從而確定作物可虧水生長的時(shí)間段。一方面節(jié)約水源，另一方面通過控制作物瘋長提高作物生長品質(zhì)。二是基于3s技術(shù)形成新型節(jié)水灌溉技術(shù)，利用GPS、GIS、RS技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)全面采集農(nóng)作物生長的各類信息，對作物生長需要進(jìn)行判斷，對不同生長周期作物的需求量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，從而依量灌溉，有效避免浪費(fèi)水源。三是基于信息化、自動化技術(shù)形成的新型節(jié)水灌溉技術(shù)，將節(jié)水灌溉技術(shù)看作一個(gè)完成的系統(tǒng)，并由智能化、自動化等技術(shù)聯(lián)合生物研究組成系統(tǒng)，從專業(yè)角度監(jiān)督作物的生長，同樣獲取詳細(xì)的作物生長信息，包括作物體內(nèi)含水量、土壤含水量、空氣濕度等；利用計(jì)算機(jī)全面模擬出適宜作物生長的最佳環(huán)境與條件，采取變量灌溉，確保水資源得到充分利用。

3.5 關(guān)注輸水過程，配合科學(xué)節(jié)水措施

一方面，制定科學(xué)的節(jié)水灌溉制度。如不充分灌溉制度，灌溉的主要目的與作用是提高單位面積上農(nóng)作物產(chǎn)量，但并非產(chǎn)量最高決定收益最高。因此，對農(nóng)田灌溉的價(jià)值理論進(jìn)行了調(diào)整，提出不充分灌溉理論，即灌溉量不完全滿足作物生長發(fā)育需要的一種灌溉方式。在該理論下指導(dǎo)對水資源進(jìn)行科學(xué)合理安排，在產(chǎn)生較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的水分臨界期供水，在非水分臨界期時(shí)減少供水或完全不供水，其將關(guān)注單位面積農(nóng)作物產(chǎn)量轉(zhuǎn)移到關(guān)注單位面積用水量與農(nóng)作物產(chǎn)量之間的關(guān)系上，允許一定限度的減產(chǎn)，但通過擴(kuò)大灌溉面積實(shí)現(xiàn)大面積總量均衡增產(chǎn)。又如，水稻薄淺濕曬灌溉制度，水稻等作物在種植過程中通常采用深水層灌溉法，不利于水土保持肥力。薄淺濕曬灌溉則按照不同時(shí)期生理需求進(jìn)行灌溉，如插秧至返青時(shí)淺水灌溉、分蘗后曬田，確保水資源得到合理利用。

另一方面，配合田間輔助措施，加速作物吸收水資源，農(nóng)作物灌溉中水資源到達(dá)作物根系土壤層，保持土壤持續(xù)濕潤是作物吸收水資源的最佳狀態(tài)，但受溫度等因素的影響，灌溉后水資源蒸發(fā)損失量大，作物無法充分吸收水分，只能通過加大灌溉量滿足作物生長需要，造成浪費(fèi)。因此，田間輔助措施也具有重要作用，如中耕保墑，灌溉后翻松土壤，延長土壤濕潤時(shí)間，避免水分快速蒸發(fā)；或麥稈覆蓋，灌溉后將麥稈或植物莖葉進(jìn)行切碎處理，均勻鋪灑的田地表面，保持土壤持續(xù)濕潤，也起到延緩水分蒸發(fā)作用。

4.結(jié)束語

綜上所述，農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略性措施，其能夠解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中水資源短缺、水資源環(huán)境污染等一系列問題，使農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化與調(diào)整。因此，應(yīng)充分認(rèn)識節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)勢與價(jià)值，各方形成合力，不斷推廣與實(shí)踐，為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。