淺析節(jié)水灌溉技術(shù)在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中的應(yīng)用

趙榮標(biāo)

（云南卓聯(lián)工程咨詢有限公司，云南 保山 678000）

0 引言

高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田指一定時(shí)期內(nèi)，以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)方式為基礎(chǔ)，將土地整治建設(shè)成為集中連片、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、設(shè)施配套、抗災(zāi)能力強(qiáng)、生態(tài)良好的基本農(nóng)田?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展離不開新型節(jié)水灌溉技術(shù)的開發(fā)研究。在農(nóng)田建設(shè)中，如果灌溉技術(shù)及方式不合理，農(nóng)作物無法及時(shí)、充足吸收水分，則會(huì)嚴(yán)重減緩高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)速度，降低其質(zhì)量。灌溉技術(shù)的合理應(yīng)用不僅可以節(jié)約大量水資源，還可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力不斷提高。但就目前來看，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際農(nóng)田建設(shè)中仍存在一些問題，需要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，采取合理方式進(jìn)行農(nóng)田灌溉，推動(dòng)農(nóng)業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展。

1 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)分析

1.1 節(jié)水灌溉技術(shù)概述

作為農(nóng)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，我國(guó)農(nóng)田水利及節(jié)水灌溉工作已取得長(zhǎng)足發(fā)展，近年來更是進(jìn)一步加大相關(guān)投入，使得農(nóng)田節(jié)水灌溉面積得以擴(kuò)大。就目前來看，我國(guó)節(jié)水灌溉農(nóng)田面積占灌溉總面積的一半，并且這一數(shù)據(jù)仍在不斷上升，據(jù)調(diào)查，采用節(jié)水灌溉技術(shù)，每畝可節(jié)水120m3～250m3，作物增產(chǎn)10%～30%[1]。國(guó)內(nèi)常用節(jié)水灌溉技術(shù)種類繁多，包括噴灌、微灌、管灌、步行式灌溉、滴灌、提水灌溉、自動(dòng)化節(jié)水灌溉等等。

1.2 影響節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展因素分析

節(jié)水灌溉可以加速農(nóng)田生產(chǎn)效率，但在實(shí)際應(yīng)用中仍受許多因素制約，可以主要概括為以下兩個(gè)方面：

1.2.1 硬性因素

農(nóng)田受地質(zhì)、水資源、氣候等自然環(huán)境影響，會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性缺水，導(dǎo)致灌溉整體水源不夠充足，影響高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)。農(nóng)戶受教育程度及其對(duì)新技術(shù)信息接受能力也會(huì)直接影響節(jié)水灌溉技術(shù)普及和應(yīng)用效果；另一方面，當(dāng)?shù)卣?jīng)濟(jì)條件及其對(duì)農(nóng)田水利的重視程度也會(huì)影響相關(guān)制度的支持力度。

1.2.2 軟環(huán)境約束

此類因素主要體現(xiàn)在國(guó)家整體政策、社會(huì)、技術(shù)研發(fā)程度等方面。相關(guān)政策、補(bǔ)貼支持；經(jīng)營(yíng)組織對(duì)技術(shù)應(yīng)用程度；技術(shù)質(zhì)量、適應(yīng)性及其配套設(shè)施等方面落實(shí)不到位，也會(huì)嚴(yán)重影響高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)進(jìn)程。

2 節(jié)水灌溉技術(shù)及其應(yīng)用

2.1 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)指利用管道加壓噴頭，將水加壓助推，分散成細(xì)小水滴，通過均勻平噴方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)大面積農(nóng)作物的有效灌溉。作為一種機(jī)械化、半機(jī)械化灌溉方式，噴灌擁有明顯優(yōu)勢(shì)。一是節(jié)水效果顯著，水利用率較大，相較于地灌，田間噴施更加均衡，農(nóng)作物獲得水分更加充足、均勻；二是相關(guān)設(shè)備都在地下，適用于所有地形農(nóng)田，應(yīng)用此技術(shù)可取消設(shè)置農(nóng)渠、毛渠、田間管水溝以及畦埂，增加播種面積，提高作物增產(chǎn)幅度；三是可節(jié)省大量勞動(dòng)力，減少農(nóng)民用于灌溉的費(fèi)用、勞動(dòng)投入，以及田間渠道建設(shè)及管理維護(hù)；四是灌水均勻可有效減少土壤板結(jié)，有利于搶季節(jié)、保全苗。除此之外可避免由于過量灌溉導(dǎo)致的土壤次生鹽堿化。常用噴灌方式有：管道式、平移式、中心支軸式、卷盤式以及輕小型機(jī)組式。該灌溉技術(shù)也有一定的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在該灌溉設(shè)施一次性投資較大，且耗能較高[2]。

2.2 滴灌技術(shù)

此種灌溉技術(shù)較為適合干旱缺水地區(qū)。滴灌是指利用塑料管道將水運(yùn)輸?shù)睫r(nóng)田中，再將其通過半徑為5～10mm孔口或滴頭轉(zhuǎn)換成持續(xù)緩慢滲出水滴，送到農(nóng)作物根部，使其周圍土壤水分持續(xù)保持良好狀態(tài)，植物根系獲得充足水分后，可以促使農(nóng)作物更好發(fā)育，保障其健康、旺盛生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)局部灌溉。經(jīng)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，和地表灌溉方式相比，應(yīng)用滴灌灌溉技術(shù)可節(jié)約l/3～l/2的水量，同時(shí)和噴灌技術(shù)相比能夠節(jié)約用水量15%～25%[3]。滴灌過程中可以避免水資源在運(yùn)輸過程中的消耗和蒸發(fā)，有效減少水資源浪費(fèi)，通過自動(dòng)化裝置還可對(duì)出水速度、出水量進(jìn)行調(diào)節(jié)；灌溉時(shí)持續(xù)保持低壓狀態(tài)，具有非常低能耗，幾乎所有類型農(nóng)田及農(nóng)作物均可應(yīng)用此技術(shù)實(shí)現(xiàn)全面灌溉。但相應(yīng)的，由于滴水器等設(shè)備較為細(xì)小，容易造成土壤顆粒堵塞管道或結(jié)垢現(xiàn)象，應(yīng)用此技術(shù)時(shí)應(yīng)對(duì)水源進(jìn)行嚴(yán)格過濾處理。滴灌技術(shù)將水分逐漸滲入土壤，其結(jié)構(gòu)不會(huì)受到破壞，因此也可以一定程度上避免產(chǎn)生地表徑流現(xiàn)象。

2.3 微灌技術(shù)

微灌是一類灌溉技術(shù)的總稱，包含多種灌溉模式，可主要分為脈沖微灌溉、滴灌、微噴技術(shù)。其中微噴是一種新式微型噴灌形式，利用塑料管道輸送水資源，通過微噴頭噴灑進(jìn)行局部灌溉。微噴、滴灌技術(shù)常用于大棚種植，以保證水資源高效利用。露天種植一般使用脈沖微灌技術(shù)，可以在保證水分供應(yīng)充足基礎(chǔ)上盡最大可能減少水資源浪費(fèi)。微灌時(shí)可以在水腫加入藥物、肥料，使其隨系統(tǒng)直接輸送至根系周圍土壤，保持農(nóng)作物根部活動(dòng)層水、養(yǎng)分供給狀態(tài)平衡，可有效降低病蟲害可能。但微灌設(shè)備投資略高，且咸水灌溉極易導(dǎo)致鹽分累積，因此應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間微灌[4]。

2.4 管灌技術(shù)

管灌指針對(duì)不同地質(zhì)采用及預(yù)埋不同材質(zhì)管道代替明渠對(duì)農(nóng)田進(jìn)行灌溉，通過農(nóng)機(jī)動(dòng)力將水資源由管道分水口直接送到田間。此技術(shù)占用土地面積較少，并且可有效減少水渠輸送中水的滲漏及蒸發(fā)損失。此灌溉設(shè)備價(jià)格較低，安裝及操作簡(jiǎn)單，在廣大農(nóng)民中較受歡迎。對(duì)于不同的農(nóng)作物亦可采用相應(yīng)的管徑控制灌水量，以普濟(jì)圩農(nóng)場(chǎng)為例，現(xiàn)場(chǎng)的農(nóng)作物為水稻，以安徽省80m3/667m2的用水額為準(zhǔn)，133.3hm2的灌溉面積則需要水泵設(shè)計(jì)流量為1300m3/h，根據(jù)公式則可估算出管徑為356mm，通過估算管徑推出管道延程水頭損失以得到揚(yáng)程，而為使水頭損失核算的泵型滿足揚(yáng)程要求，則需要不斷調(diào)整數(shù)據(jù)，最終選用DN400，承壓0.6Mpa的PE管[5]。如果需要進(jìn)一步提高水資源利用效率，除安裝管道輸水設(shè)施之外，還應(yīng)考慮根據(jù)管道布設(shè)及管材承壓能力，同步配套滴、噴灌等節(jié)水設(shè)備，以免造成水資源浪費(fèi)。

2.5 步行式及提水灌溉技術(shù)

步行式灌溉技術(shù)與噴灌技術(shù)相似處較多，該技術(shù)是將相關(guān)機(jī)械裝配在拖拉機(jī)上，通過其移動(dòng)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行灌溉。此種灌溉技術(shù)應(yīng)用中無太大難度，所需設(shè)備制造成本相對(duì)較低，且對(duì)地形要求不高，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性及機(jī)動(dòng)性。對(duì)于前期建設(shè)成本預(yù)算不足地區(qū)，無需在農(nóng)田修建灌溉設(shè)施，僅依靠常見拖拉機(jī)為載體，便可高效完成小型農(nóng)作物灌溉作業(yè)。

提水灌溉在海拔落差較大、地勢(shì)復(fù)雜較大、區(qū)域內(nèi)河流較多且高水底的山區(qū)較為適用，其本質(zhì)上屬于滴灌技術(shù)[6]。其主要系統(tǒng)組成包括：高位水池、上水管、進(jìn)水管、進(jìn)水池、取水口、水泵等。主要方法為：將取水口與適合河流銜接，連接進(jìn)水池，同時(shí)在水池底部安裝進(jìn)水管，將進(jìn)水管底部與水泵、上水管與水泵出入口進(jìn)行連接，隨后連接上水管和高位水池，在其后配置管道將水輸送至農(nóng)田進(jìn)行灌溉。

2.6 自動(dòng)化節(jié)水灌溉技術(shù)

以上灌溉方式仍需要部分人工進(jìn)行相關(guān)操作，可能會(huì)出現(xiàn)因作業(yè)不當(dāng)出現(xiàn)灌溉時(shí)間不穩(wěn)定或不均勻情況?；蛘呤艿江h(huán)境因素影響改變土壤蓄水程度，影響農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量。自動(dòng)化節(jié)水灌溉技術(shù)可有效解決上述問題，其系統(tǒng)包括儲(chǔ)水器、進(jìn)出水管、電機(jī)等部分，此項(xiàng)技術(shù)相對(duì)來說安裝較為復(fù)雜，目前仍需進(jìn)一步研究?jī)?yōu)化。

3 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中高效節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀分析

3.1 農(nóng)田灌溉模式及技術(shù)有待改善

目前我國(guó)許多地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式及設(shè)施仍十分老舊，部分農(nóng)民仍使用大水漫灌方式，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)水利基礎(chǔ)設(shè)施沒有及時(shí)進(jìn)行維修更換，且農(nóng)戶對(duì)其保護(hù)意識(shí)較弱，對(duì)農(nóng)田灌溉效率及質(zhì)量產(chǎn)生極大影響。

節(jié)水灌溉技術(shù)在國(guó)內(nèi)使用率如今仍相對(duì)較低，與世界農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)仍存在一定距離，技術(shù)應(yīng)用效果也有待提升。如噴灌中，由于相應(yīng)零件精度高、規(guī)格小，設(shè)備耐用性難以得到保障；滴灌設(shè)備造價(jià)更高，且滴頭易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，無人工干預(yù)則無法達(dá)到最佳灌溉效果。

3.2 節(jié)水灌溉設(shè)施后期管理不足

隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展重視程度不斷增加，相關(guān)部門對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)的施工質(zhì)量監(jiān)管力度也在不斷加大，目前國(guó)內(nèi)水利設(shè)施質(zhì)量均可得到有效保障。但由于農(nóng)村生產(chǎn)人員管理意識(shí)缺失，缺乏相關(guān)制度及規(guī)范約束，往往會(huì)出現(xiàn)灌溉設(shè)備后期無人維護(hù)現(xiàn)象，導(dǎo)致其使用效率無法達(dá)到預(yù)期水平。

3.3 農(nóng)戶節(jié)水意識(shí)不足

節(jié)水灌溉技術(shù)可在不影響農(nóng)田生產(chǎn)效率前提下，將水資源進(jìn)行最大化利用，但由于長(zhǎng)久以來我國(guó)農(nóng)業(yè)灌溉制度不健全，沒有對(duì)基層農(nóng)業(yè)工作人員進(jìn)行水資源稀缺性及重要性宣傳教育，浪費(fèi)水資源已經(jīng)成為日常習(xí)慣行為，往往忽視節(jié)水灌溉技術(shù)的重要性，阻撓節(jié)水灌溉的應(yīng)用及發(fā)展。

4 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用策略

4.1 因地制宜制定特色灌溉方案

我國(guó)國(guó)土資源遼闊，不同地區(qū)間地形條件、水文情況以及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)都不盡相同，因此當(dāng)?shù)夭块T需要根據(jù)實(shí)際情況選擇節(jié)水灌溉技術(shù)，并制定特色灌溉方案。如半濕潤(rùn)地區(qū)，農(nóng)作物種植面積較大時(shí)，則應(yīng)縮短輪灌周期，采用利用率較高的管道輸水技術(shù)。除節(jié)水灌溉技術(shù)選擇差異之外，各地區(qū)之間種植農(nóng)作物耗水率及農(nóng)業(yè)灌溉指標(biāo)均會(huì)有一定差別，同一農(nóng)作物不同時(shí)間階段其種植結(jié)構(gòu)也存在差異性。農(nóng)業(yè)工作人員需要根據(jù)不同階段時(shí)期、不同條件作物對(duì)灌溉方案進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。

同時(shí)可建設(shè)示范田，將節(jié)水灌溉方案更廣泛地應(yīng)用于農(nóng)田建設(shè)中。在一定區(qū)域內(nèi)選擇合理存在灌溉問題農(nóng)田樣本，對(duì)其所在地氣候條件、水文情況及地質(zhì)信息進(jìn)行勘測(cè)分析，明確影響節(jié)水灌溉存在因素，更有針對(duì)性地制定節(jié)水灌溉方案。同時(shí)，建設(shè)示范田在其區(qū)域內(nèi)具有帶頭作用，鼓勵(lì)周圍其他高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田落實(shí)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用[7]。

4.2 加強(qiáng)節(jié)水灌溉工程建設(shè)及維保管理

首先需要加大相應(yīng)資金投入。農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)偏低，農(nóng)民收入水平不高，因此技術(shù)建設(shè)所需投入難以得到支撐，且節(jié)水灌溉技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益獲得周期較長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)無法得以體現(xiàn)。因此，需要各地區(qū)政府部門在財(cái)政支出結(jié)構(gòu)方面做出適當(dāng)傾斜，將節(jié)水灌溉技術(shù)廣泛應(yīng)用于高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中去，適當(dāng)增加農(nóng)田建設(shè)任務(wù)財(cái)政資金投入量，并根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)對(duì)其進(jìn)行合理分配，并明確責(zé)任。

需要農(nóng)業(yè)工作人員加強(qiáng)自身、制度及相關(guān)設(shè)施管理，采用合理節(jié)水灌溉技術(shù)及設(shè)備，并完善相關(guān)體系。相關(guān)部門可以將農(nóng)業(yè)工作人員績(jī)效與實(shí)際管理效果相結(jié)合，派專門負(fù)責(zé)人進(jìn)行定期、不定期核查管理工作，實(shí)行獎(jiǎng)懲分明制度，確保節(jié)水灌溉管理工作正常運(yùn)行。

4.3 優(yōu)化水資源配置

水資源合理配置永遠(yuǎn)是農(nóng)田水利工程的目標(biāo)及核心，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，才可以高效優(yōu)質(zhì)完成現(xiàn)代化高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)。具體方案需要根據(jù)當(dāng)?shù)厮那闆r進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)地表水通常有主動(dòng)攔截蓄水、引用灌溉區(qū)外地面水兩種方式來灌溉農(nóng)田。除考慮用水方式外，還應(yīng)注意用水安全及生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

4.4 加大節(jié)水灌溉技術(shù)推廣力度

高效節(jié)水灌溉技術(shù)推廣需要相關(guān)部門資金和政策的扶持[8]。作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展主要推動(dòng)力，節(jié)水灌溉工程在水資源節(jié)約及提高農(nóng)作物產(chǎn)量中均發(fā)揮重要作用。但由于以往基層農(nóng)民對(duì)灌溉技術(shù)不甚了解，且相較于傳統(tǒng)灌溉方式成本較高，導(dǎo)致現(xiàn)代新型節(jié)水灌溉技術(shù)在實(shí)際農(nóng)田生產(chǎn)中應(yīng)用程度較低。因此，相關(guān)部門可對(duì)使用相關(guān)技術(shù)區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)貼，建立扶持政策，調(diào)動(dòng)節(jié)水積極性；同時(shí)應(yīng)重視節(jié)水灌溉技術(shù)宣傳工作，使更多基層農(nóng)民認(rèn)識(shí)到此類技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及水資源稀缺危機(jī)，提升其節(jié)水灌溉觀念，鼓勵(lì)積極實(shí)踐。

5 結(jié)語

綜上所述，高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)通過建設(shè)配套設(shè)施，構(gòu)建良好生態(tài)環(huán)境，集中化整治管理農(nóng)田，可以不斷提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平及整體質(zhì)量。節(jié)水灌溉技術(shù)在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田中得以應(yīng)用，不僅可以改善我國(guó)目前水資源匱乏導(dǎo)致的灌溉困難，對(duì)農(nóng)田生產(chǎn)效率提高具有助推作用。全國(guó)范圍內(nèi)推廣此類技術(shù)的同時(shí)應(yīng)做到根據(jù)農(nóng)田實(shí)際情況對(duì)其進(jìn)行吸收融合，不斷優(yōu)化改進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)，真正做到節(jié)約水資源，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民可持續(xù)發(fā)展。