推廣高效節(jié)水灌溉技術 促進節(jié)水農業(yè)發(fā)展

張龍

（貴州省遵義市播州區(qū)水務局，貴州 遵義 563100）

近兩年，高新科技在農業(yè)生產中的推廣應用，一方面推動了農業(yè)技術現代化、高效化的發(fā)展，另一方面也為我國農業(yè)產業(yè)結構的優(yōu)化調整奠定了基礎。高效節(jié)水灌溉技術作為一種科學化、精細化、高效化的水分管理技術，則是發(fā)展綠色農業(yè)和現代化農業(yè)的基礎。目前，我國部分地區(qū)雖然已經在農業(yè)水利灌溉工程中應用了節(jié)水技術，但節(jié)水設施設備的自動化程度低，人工管理的精準度偏低，雖然節(jié)約了大量的水資源，但在節(jié)水管理上有待進一步提高。研究高效節(jié)水灌溉技術對于推動農業(yè)綠色化、現代化發(fā)展有著重要的意義。

1 播州地區(qū)農田水利工程發(fā)展概況

播州地區(qū)位于貴州省北部，大婁山山脈南側。轄區(qū)內地貌主要有峽谷、丘陵、平壩、河谷等。該地區(qū)屬亞熱帶季風性濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫14.9℃，無霜期291 天，年平均降雨量1035.7 米。根據播州地區(qū)各產業(yè)生產總值，農業(yè)產業(yè)在當地產業(yè)結構中占據主導地位[1]。2020 年開始，播州區(qū)在團溪鎮(zhèn)建設高標準農田項目。該項目包括了灌溉與排水工程、土地平整工程、田間道路工程等內容。通過高標準農田的建設，有效提升了當地農業(yè)生產的效率和質量。團溪鎮(zhèn)2020 年高標準農田建設項目縮減灌溉與排水工程概況如下：新建0.3 米×0.3 米的灌溉渠12 條共5157米；改建0.6 米×0.6 米的排水溝2 條共1098 米；改建0.8米×0.8 米的排水溝7 條共3268 米；改建1.0 米×1.0 米的排水溝1 條467 米；新建0.3 米×0.3 米的路邊溝4 條共1497 米；新建DN 400 涵管11 座、DN 1000 涵管1 座；新建DN 225 PE 100 干管管道1434 米；新建DN 200 PE 100干管管道831 米；新建DN 160 PE 100 干管管道902 米；新建DN 140 PE 100 干管管道254 米；新建DN 110 PE 100干管管道782 米；新建DN90 PE100 干管管道886 米；新建DN 75 PE 100 干管管道198 米；新建DN 63 PE 100 干管管道332 米；新建DN 50 PE 100 干管管道105 米；新建DN 110 PE 100 支管管道754 米；新建DN 90 PE 100 支管管道1941 米；新建DN 75 PE 100 支管管道1621 米；新建DN 63 PE 100 支管管道2793 米；新建DN 50 PE 100 支管管道1971 米；新建閘閥井36 座、給水栓98 座、水表36 個、三通36 個。

從2020 年10 月起，播州地區(qū)在境內全面開展蓄水保水工作。水利部門先后投資2927 萬元對轄區(qū)內的水庫山塘等進行維修加固。在改建和新建灌溉排水工程的基礎上，積極推廣高效節(jié)水灌溉技術，發(fā)展節(jié)水農業(yè)。截止到2020年底，播州地區(qū)建設完成蓄水工程2022 處，總蓄水量達1.384 億立方米；共完成高標準農田建設面積2.4 萬畝，包括耕地灌溉面積0.9 萬畝，高效節(jié)水灌溉面積0.8 萬畝。全區(qū)已基本建成以“蓄、引、提”為主，灌溉、防洪、發(fā)電、供水相結合的區(qū)域水利工程網絡體系。2021 年，為積極響應國家“千億斤糧”工程，播州地區(qū)水利部門組織工人興修水利，對灌區(qū)渠道進行全面系統(tǒng)的維修，對灌區(qū)上游山塘進行除險加固，將水源引進了耕田。通過對全區(qū)內上塘水庫、引水溝的清淤、加固、防滲補漏等處理，為農田高效節(jié)水灌溉奠定了基礎。從2020 年10 月至2021 年3 月，全區(qū)共完成水利工程清淤整治2 萬多米，強化其他水利工程建設項目若干，加強了當地的農田水利基礎設施建設，進一步為節(jié)水農業(yè)的發(fā)展奠定了基礎。

2022 年，播州地區(qū)上半年降雨量顯示較常年顯著偏少，當時農業(yè)部門預測可能會發(fā)生旱情。為應對旱情，多部門聯(lián)合稅務局科學規(guī)劃抗旱項目，統(tǒng)籌指導抗旱工作。2022年抗旱應急預案內容如下：①監(jiān)測雨水、旱情、土壤墑情等發(fā)展態(tài)勢，對旱情進行監(jiān)測預警；②組織發(fā)布7 次旱災預警預報信息；③組織節(jié)水調度工作若干次，通過科學調度水源保障生產生活用水正常，確保農作物穩(wěn)產保收；④投入救援力量和送水車送水；⑤農業(yè)生產用水啟動蓄、引、調等多種舉措，優(yōu)化配置供水，保障農業(yè)灌溉和生產工作；⑥對全區(qū)內水庫和重點山塘蓄水、供水進行統(tǒng)計分析，預判供水保障能力；⑦對全區(qū)內農業(yè)灌溉基礎設施設備進行檢查和維護；⑧對各河流各段及泉眼水源及供水情況進行調查分析；⑨大力推廣高效節(jié)水灌溉技術；⑩加強節(jié)水宣傳，強化群眾節(jié)水意識；11根據氣象部門對全區(qū)內有效降雨的預測情況監(jiān)測旱情發(fā)展趨勢，及時采取有效措施應對旱情，積極指導群眾生產生活用水，全力抗旱保供水。

2 高效節(jié)水灌溉技術及其推廣現狀

2.1 高效節(jié)水灌溉技術

2.1.1 滴灌技術

滴灌技術多應用于丘陵地區(qū)。根據滴灌設備分為壓力補償式、內鑲式兩種。前者所用設備具備壓力調節(jié)和補償的功能，設備價格高，系統(tǒng)布置成本高，應用范圍因此而受到限制。后者對應用場景的壓力有一定的需求，需要自身壓力小于內鑲式滴灌壓力。由于內鑲式滴灌設備需深入土壤深層灌溉，這樣一方面會增加水源的損耗，另一方面則不利于農作物生長，因此只適用于地表層的節(jié)水灌溉。

2.1.2 噴灌技術

噴灌技術是借助壓力噴頭實施的一種高效節(jié)水灌溉技術。根據壓力噴頭的壓力類型，分為低壓噴灌、中壓噴灌、高壓噴灌。其中以中壓搖臂式噴頭的應用范圍最廣，可適用于丘陵和平地區(qū)域灌溉，以及低矮作物的灌溉。灌區(qū)噴頭數量根據噴頭噴射的范圍而定。噴灌的范圍由噴頭射程決定。噴頭射程受管道布置、噴頭壓、水流量和流速等因素影響。目前，將噴灌技術應用在農田灌溉中，主要存在噴灌不均勻、水源浪費、成本偏高等問題。在進行高效節(jié)水灌區(qū)灌溉系統(tǒng)設計時，建議根據實際情況選擇壓力噴頭，布設噴灌設備[2]。

2.1.3 微噴灌技術

微噴灌技術是一種由低壓管道系統(tǒng)和微噴頭噴射微小水滴灌溉作物的技術。微噴灌的噴頭出流孔口與流速普遍大于滴灌的滴頭流速和流量，且能夠在壓力作用下驅動水流向外噴出，噴頭堵塞的概率相對較低。微噴灌多適用于平地作物的灌溉。在壓力作用下，微噴頭向外噴射的微小水滴還具有沖洗作物的作用。該技術的優(yōu)點是節(jié)水、節(jié)能，便于隨水追肥和噴藥。在微噴灌系統(tǒng)上增裝智能傳感器及自動控制設備，就可以實現對微噴灌系統(tǒng)高效節(jié)水灌溉的自動監(jiān)測和控制管理。

2.1.4 微噴帶技術

微噴帶技術是在微噴灌技術基礎上發(fā)展而來，通過對低壓管道系統(tǒng)的管道打孔，使水流通過管道噴出，形成水流帶。這種灌溉技術相對于微噴灌系統(tǒng)設置相對簡單，無須噴頭，系統(tǒng)設置成本較微噴灌系統(tǒng)設置成本低。此外，微噴帶出水量相對較大，能夠形成類似細雨蒙蒙的效果，灌溉效果好，實用性強，有利于改善田間小氣候，且對灌溉系統(tǒng)壓力要求不高。一般情況下，低壓系統(tǒng)即可達到較為均勻的灌溉效果。微噴帶技術在實際應用中，系統(tǒng)對管道敷設要求較高。當管道敷設較短時，容易發(fā)生噴水不均勻的情況；當管道敷設較長時，出水則相對均勻。

2.1.5 水肥一體化技術

節(jié)水農業(yè)發(fā)展的前提是改變傳統(tǒng)農業(yè)生產方式，提高作物生產過程中水、肥、藥等資源的利用率。因此，節(jié)水農業(yè)在灌溉技術方面要同時注重“節(jié)水”和“高效”兩方面的內容。滴灌、噴灌、微噴灌、微噴帶等水肥管理技術是水肥一體化技術推廣應用的直接表現。針對傳統(tǒng)農業(yè)灌溉中存在的化肥養(yǎng)分利用率低、農作物產品結構利用不合理等問題，進行滴灌、噴灌、微噴灌、微噴帶等技術的創(chuàng)新成為水肥高效管理研究的重點。

想要進一步提高水肥在農業(yè)生產中的綜合價值，提高農業(yè)節(jié)水灌溉的效果，還需要應用到有機肥。采用有機肥替代化肥，發(fā)展循環(huán)農業(yè)，實施作物養(yǎng)分綜合管理，結合水肥一體化技術，有利于保障農作物科學施肥和全面施肥。在水肥一體化技術的推廣應用中，應該充分考慮作物生產環(huán)境與作物實際影響需求的關系，以及灌溉技術對于肥料利用率的影響，選擇最有利于作物生長或適應作物生長需求的水肥一體化技術。只有使用適應農作物生長需求的水肥一體化施肥技術，才能使水肥利用率最大化，農作物營養(yǎng)吸收效果最大化。

日常生產中，應用較為廣泛的水肥一體化技術包括葉面噴施、滴灌噴施、噴灌噴施、微噴灌噴施、微噴帶噴施等。在采用高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)進行水肥一體化管理時，應該注意用肥的精確性。用肥精確包括肥料類型、肥料用量、用肥時間、噴施方法的精確。不同的作物要根據實際情況選擇水肥施用方式。滴灌水肥一體化技術多適用于作物根部施肥，如用于玉米、馬鈴薯、棉花、蔬菜等作物的水肥管理。其優(yōu)點是節(jié)水效果好（節(jié)水率達50%以上）、節(jié)肥量高（節(jié)約30%～50%肥料）、施肥速度快、施肥效果好、施肥精準度高（便于控制施肥時間、溫度、濕度）。噴灌、微噴灌、微噴帶技術多適用于葉面施肥。微噴帶在大棚菌類栽培中應用較為廣泛，且節(jié)水節(jié)肥效果較為突出，水肥施用效果表現良好[3]。

2.2 高效節(jié)水灌溉技術推廣現狀

播州地區(qū)近幾年在高標準農田建設中積極推廣高效節(jié)水灌溉技術，主要技術包括滴灌、噴灌、微噴灌、微噴帶、水肥一體化等技術。此外，還在高標準農田示范性地推廣灌區(qū)信息化管理技術，啟用實時監(jiān)控對灌區(qū)水資源進行優(yōu)化管理，協(xié)調配置水資源，積極開展高效節(jié)水灌溉工作。根據高標準農田示范點高效節(jié)水灌溉技術應用實際情況，灌區(qū)信息化管理是基于在農灌機及其他設備上安裝智能傳感控制計量設備，實現灌區(qū)灌溉數字化管理和在線監(jiān)控。目前，全區(qū)利用高效節(jié)水灌溉技術恢復和改善農田22.5 萬畝，農田灌溉有效利用系數從2016 年的0.46 提升至0.63，農田灌溉用水保證率已經達到85%以上，農村集中供水率達97%以上。

3 高效節(jié)水灌溉技術應用與發(fā)展的意義

高效節(jié)水灌溉技術在農業(yè)生產中的應用一方面是為了實現農業(yè)生產節(jié)水，降低灌溉成本，改變傳統(tǒng)農業(yè)灌溉用水浪費嚴重的問題；另一方面是為了提高水資源利用率和利用效果，并利用高效節(jié)水灌溉技術優(yōu)化藥肥管理，提高水、肥、藥在農業(yè)生產中的使用效果，在預防藥肥污染和土壤板結的基礎上促進農作物增產、增收、增效。農作物水肥、藥肥一體化技術作為一種科學的水肥控制手段，不僅有利于減少化肥的用量，同時還能在較少的水肥基礎上提高農作物產量與質量，可謂一舉兩得。農作物水肥、藥肥一體化技術在生產實踐中還應用了一些前沿的高新科技，如智能傳感技術、計算機控制技術、物聯(lián)網技術、互聯(lián)網技術、云計算、云服務等。這些技術的綜合化應用又進一步推動著農業(yè)生產管理向信息化、智能化、實時化、動態(tài)化、現代化轉型發(fā)展。因此，從農業(yè)發(fā)展視角而言，推廣高效節(jié)水技術有利于促進現代農業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展[4]。

4 利用高效節(jié)水灌溉技術發(fā)展節(jié)水農業(yè)的策略

4.1 強化旱情監(jiān)測與灌溉監(jiān)測

根據播州地區(qū)在線監(jiān)測技術在高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)中的應用及其突出效果，筆者認為可引入新一代高新科技建構高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)管理平臺及系統(tǒng)，強化農業(yè)生產期間的旱情監(jiān)測和灌溉監(jiān)測。在線監(jiān)測系統(tǒng)能自動控制灌區(qū)農作物灌溉，可更加全面地了解灌區(qū)農業(yè)灌溉用水情況，并針對實際灌溉需求及時調整水源調度，確保各灌區(qū)用水科學合理、精準到位?；诤登楸O(jiān)測，掌握旱情發(fā)展規(guī)律，則能進一步優(yōu)化灌區(qū)節(jié)水灌溉管理，提高水資源的利用率，在不影響農業(yè)生產用水需求的基礎上達到科學合理地控制灌溉用水和農業(yè)高效生產的目的[5]。

4.2 強化蓄水保水

播州地區(qū)為推廣高效節(jié)水灌溉技術，先后多次加強了轄區(qū)內水庫、山塘、水渠等水利工程基礎設施的改建、新建等工作，有效保障了轄區(qū)內水利工程較好的蓄水、保水能力，為水源供給和調度奠定了基礎[6]。筆者認為，想要促進節(jié)水農業(yè)發(fā)展，就要有效地發(fā)展水利工程，加強水利工程基礎設施設備的持續(xù)性建設，強化灌區(qū)水利工程蓄水保水的功能，保證農業(yè)灌溉水源和供水渠道的可靠性，減少水資源損耗，預防農業(yè)灌溉用水的浪費。

4.3 強化節(jié)水農業(yè)示范項目建設與推廣

播州地區(qū)以高標準農田作為高效節(jié)水灌溉技術推廣的依托，優(yōu)先在高標準農田示范性地推廣滴灌、噴灌、微噴灌、微噴帶等高效節(jié)水灌溉技術，為節(jié)水農業(yè)的發(fā)展樹立了典范。筆者建議各地區(qū)在推廣高效節(jié)水灌溉技術時可以通過強化節(jié)水農業(yè)示范項目建設與推廣來促進農業(yè)生產向節(jié)水高效型轉型發(fā)展。

5 結語

綜上所述，農業(yè)技術的推廣和應用與農業(yè)的進步發(fā)展有著緊密的關系。高效節(jié)水灌溉技術的應用為節(jié)水高效農業(yè)的發(fā)展奠定了技術基礎，有效促進了農業(yè)綠色化、生態(tài)化、體系化、信息化、現代化的發(fā)展。