自壓滴灌技術在農田灌溉中的運用

農業(yè)是我國的支柱產業(yè)，農作物質量、產量的提升對國家經濟發(fā)展有著重要影響。據(jù)調查，我國每年用于農業(yè)灌溉水量約占全國總用水量的60%以上。由此可見，科學的灌溉技術是提升水資源利用率的切實手段，是促進我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的保障。自壓滴灌技術是通過利用水源地與農田之間存在高差產生的自然壓力作為輸送動力，以此將水源遞送至作物根系，不僅實現(xiàn)了水資源的合理利用，還有效節(jié)省人力、物力及肥料的施用量。自壓滴灌技術應用于干旱地區(qū)，能夠有效解決水分流失嚴重、水資源缺乏的問題。為促使自壓滴灌技術合理利用于農田灌溉中，先對其存在優(yōu)勢進行討論，并通過分析其各個組成環(huán)節(jié)，以期提升農田灌溉效率，降低水資源浪費。

自壓滴灌技術具有高效節(jié)水、節(jié)省肥料、節(jié)省人力的特點，通過水源輸送滴頭，灌溉至作物根部，以此滿足其生長需求。自壓滴灌系統(tǒng)各項環(huán)節(jié)的建設需要對農田地形地貌進行全面的觀察、分析，根據(jù)農作物種植種類及土壤條件，合理規(guī)劃設計引水渠道、壓力前池、首部樞紐、輸配水管網，以此保證灌溉作業(yè)的有效開展。同時，需要做好水源地保護措施，加強水質管理。通過人工干預合理控制水壓，并通過對土壤腐蝕性檢測，選取具有耐腐蝕、耐磨損特性的管材，以保證自壓滴灌系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

一、自壓滴灌技術在農田灌溉中的應用優(yōu)勢

（一）高效節(jié)水

自壓滴灌技術應用的優(yōu)點之一是能夠有效節(jié)省水分，通過精密設計的滴頭，將水分精準輸送至農作物根部，促使其健康成長。經過直接輸送的方式，有效降低水分在傳輸過程中的浪費。與傳統(tǒng)的灌溉方式相比，自壓滴灌技術用水量明顯減少，水資源利用率獲得顯著提升。自壓滴灌技術的應用對于水資源匱乏區(qū)域具有重要意義，它能夠切實避免傳統(tǒng)灌溉過程中的水分消耗，降低灌溉時長。同時，自壓滴灌技術能夠在一定程度上提升農作物的生長環(huán)境，其通過水分直達根部的方式，促使農作物可以更好地吸收、利用水分，促進根系的發(fā)育。

（二）節(jié)省肥料

利用傳統(tǒng)的灌溉方式，會在水分流淌下降低肥料轉化率，使其出現(xiàn)流失、下滲的問題，不能充分滿足農作物的生長需求。因此，農戶為加強農作物長勢，會適量添加肥料含量。這不僅會增加種植成本，還會對土壤環(huán)境造成一定程度的污染，促使土壤出現(xiàn)板結、結晶等現(xiàn)象。通過運用自壓滴灌技術，可以有效避免這一狀況的產生。農戶采用自壓滴灌技術進行灌溉，可根據(jù)農作物品種、根系深度按照其實際需求肥料施加即可，再通過根系滴灌方式避免肥料流失。相關調查顯示，自壓滴灌技術的應用能夠提升肥料利用率30%～40%，肥料轉化率可達到70%。

（三）節(jié)省人力

傳統(tǒng)農田澆灌需要農戶安裝水管、水泵等設施進行澆灌，并定期觀察水流淌狀況，防止?jié)补嗖坏轿?，不僅消耗大量人力、時間，且澆灌效率低下，需要重復多次澆灌。自壓滴灌技術利用管道輸送水源，再通過設備滴灌作業(yè)，農戶只需安裝滴頭即可實現(xiàn)水源澆灌，大幅降低了人力輸出、減輕勞動強度，且澆灌效率、質量從根本上獲得提升。此外，自壓滴灌設備操作簡單，維護簡便，只需要在建設初期合理規(guī)劃管道位置，澆水過程中保證滴頭安裝穩(wěn)固即可，基本不會出現(xiàn)較大的質量問題。

二、自壓滴灌技術的組成部分

自壓滴灌技術的運用主要由引水渠道、壓力前池、首部樞紐、輸配水管網組成。

（一）引水渠道

引水渠道是自壓滴灌技術運用的前提，是水源成功輸送至農田進行滴灌的重要組成部分。引水渠道的作用是通過合理的設計布局，將水輸送至壓力前池。渠道的主要構成物質為混凝土，砼澆筑完成后應使用卷材、高分子、聚氨酯等防水材料進行防滲漏處理，以此減少水源輸送過程中的消耗，提升水資源利用率，且在混凝土的作用下，能夠有效保證水源輸送的安全性與可靠性。

（二）壓力前池

壓力前池是水源儲存的中轉站，由進水區(qū)域、沉淀區(qū)域、出水區(qū)域三部分構成。設計人員在進行規(guī)劃時，應結合農田地理形勢、水源地的地形地貌，以此保證水源落差及壓力能夠滿足自壓滴灌技術運用要求。對于壓力前池的建設，仍采用混凝土澆筑形式，并在周壁做好防滲處理，避免儲蓄水流失、散發(fā)。

（三）首部樞紐

首部樞紐是自壓滴灌技術運用的核心，擔負取水、沉淀、過濾、送水、配水等多項設備的協(xié)調運轉。多數(shù)情況下與水源工程同時布置，根據(jù)地區(qū)實際情況合理設置建設位置，使其具備行水功能即可。首部樞紐的主要組成部分為管理站房、施肥罐、過濾器、減水閥及水表等設施。過濾器的存在是為了防止水源中的沙石造成滴灌管道、滴頭堵塞，影響滴灌作業(yè)，其主要由沙石式過濾器、疊片式、離心分離式等物件構成。過濾器過濾級別應根據(jù)水流量綜合考慮決定，應保證使用篩網為120目，并且能夠通過手動解除沖洗，以方便后期維護。在開展自壓滴灌的過程中，發(fā)現(xiàn)過濾網及密封圈存在破損、堵塞、老化時，應及時更換清理，避免因水流擁堵而造成滴灌作業(yè)停止，對其他設備運轉產生影響。壓差式施肥罐是首部樞紐配置的農田肥料施加用具，需根據(jù)農田占地面積及種植農作物種類合理選用，確保其容積滿足使用要求。施肥完成后需及時清洗施肥罐，以防肥料在其內部殘留、結塊、變質，影響下一次農田施肥。

（四）輸配水管網

自壓滴灌作業(yè)，水源會經過引水渠道輸送至壓力前池，進而通過首部樞紐傳送至主干管，由主干管分流至干管、分干管、支管、毛管，從而達到滴灌目的。輸配水管網由主干管、干管、分干管、流量計、壓力調節(jié)裝置、進排氣閥等部件連接構成，起著承上啟下的作用。在對管道走向進行設置時，需根據(jù)田間實際狀況基于高線布置，促使各管道之間處于垂直狀態(tài)。自壓滴灌的關鍵在于合理利用自然壓力，因此，對于壓力前池的管線布置，應根據(jù)等高線垂直安裝，以此保證水源輸送具有充足壓力。毛管的分配需根據(jù)田間農作物種植方向設置，使其符合農作物滴灌需求。同時，應在不同干管末端設置排水溝渠，以便在溫度下降時清除內部存留積水，防止其在冬季凍結。從我國目前自壓滴灌技術的應用來看，其使用管材主要為鋼管、球墨鑄鐵管、玻璃夾砂管、PUV-U管等。農戶應根據(jù)當?shù)赝寥劳临|、滴灌需求合理配置，以此滿足使用需求。

三、自壓滴灌技術在農田灌溉中的運用措施

（一）根據(jù)農田地形合理規(guī)劃

對農田地形狀況進行分析，是保證在自壓滴灌技術運用中自然壓力符合灌溉要求的關鍵。因此，在進行設施建設前，應對農田坡度、高程變化及地勢地貌進行全方位的測量及考察?？梢岳脺y繪工具，將農田地形精準繪制、標注，通過采集的數(shù)據(jù)信息，對農田自然落差位置、高程進行確認，再通過計算分析，獲取水源地與各個農田區(qū)域之間的最大、最小落差，由此評估自壓滴灌系統(tǒng)運用的滴灌能力及水流強度、輸送效率，查看其是否滿足滴灌需求。對農田地形數(shù)據(jù)掌握后，可開展自壓滴灌系統(tǒng)的整體布局、建設規(guī)劃。在此階段，應充分考慮自然壓力、水源地水儲量、供水速率、輸水速率以及耗時等因素，還需要對農田占地面積、種植作物種類進行考察，以此作為條件基礎，設計管道走向、位置及數(shù)量，使主干管、干管、毛管等管道的布置符合需求。同時，在規(guī)劃管道走向時，需避開陡峭的山坡或溝壑位置，防止管道使用中出現(xiàn)斷裂、漏水等情況。通過對農田地形地貌的詳細調查、分析，開展自壓滴灌系統(tǒng)的合理規(guī)劃，確保各項管道功能正常運轉，從而利用水源地與農田之間的自然壓力實現(xiàn)自壓滴灌。

（二）選擇適宜管道材料，保證緊密連接

在選取管道材料時，應充分考慮土壤條件，對土壤中酸堿度、鹽分含量及微生物活動狀況進行檢測，獲取腐蝕管材物質成分，進而選擇適宜的管材。常見的耐腐蝕管材有不銹鋼、PUC/PE等，可在惡劣的土壤環(huán)境中長久保存。同時，還要考慮管材的耐磨損度，石子、沙礫、農作物根系等會對管材造成磨損，降低其使用壽命。因此，需要根據(jù)土壤條件選擇適宜管理材料，以減少維護更換次數(shù)。管材的采購需長遠打算，不可只顧眼前成本輸出，長壽命管材可有效降低維護成本，提升使用效益。對于滴頭材料的選取應全方位考慮，根據(jù)農作物種植種類，合理采用流量充足、工作壓力、出水勻速的管材，可促使水分均勻進入植株根系，滿足作物生長需求，切實加強滴灌效果。管材的安裝應嚴格按照規(guī)范要求執(zhí)行，確保各個管道之間連接緊密無縫、滴頭位置分布均勻，使其能夠正常工作。安裝人員應根據(jù)管道材質使用合適的密封材料以及適宜的連接方式，以此保證管道接口處無漏水現(xiàn)象。管道全部連接完成后，需開展接水檢測，以此確認管道連接符合使用要求，系統(tǒng)正常運行滿足高效灌溉需求。

（三）根據(jù)地形調節(jié)水壓

自壓滴灌系統(tǒng)雖依托自然壓力驅水源流動，但在實際使用過程中，需要根據(jù)具體情況對水壓進行適當調節(jié)。農田地形變化較大，部分地區(qū)平坦，部分地區(qū)凹凸不平，若僅依靠自然壓力會導致某些區(qū)域無法澆灌。因此，需要通過人工干預，設置壓力調節(jié)裝置，通過控制設備中的閥門調節(jié)水壓強度，使其能夠將水源輸送至農田各個部位，完成滴灌作業(yè)。水壓的調節(jié)，應結合農作物種類及其生長階段合理控制。不同農作物在不同生長階段對水分需求量存在差異，農戶需通過觀察農作物長勢、土壤水分含量合理分配水資源，使其滿足植株生長需求，且不會對作物根系產生不利影響。此外，可將自壓滴灌系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)結合使用，以此進一步提升農田灌溉的精確性及效率，可以有效減少水資源浪費。智能控制系統(tǒng)通過感應系統(tǒng)，能夠實時監(jiān)測土壤水分含量，并經過數(shù)據(jù)信息采集分析、監(jiān)視農作物生長狀況，進而自動控制滴灌壓力、時間及頻率，以此保證作物獲得充足的水分供給，避免出現(xiàn)土壤水分含量過高或過低的現(xiàn)象。

（四）做好水源保護，進行水質處理

水分是農作物生長的必要物質，應做好水資源的管理措施，促使水質符合灌溉要求。

1.保證水資源無污染。需要定期對水源地水質查看，對其內存在的農藥瓶、垃圾等及時清理，避免對水源造成嚴重污染。同時，應對水源地周邊可能污染水資源的行為進行禁止。例如，污水排放、堆放廢棄物等?？稍谒吹刂苓呍O立標識牌、標語，以起到警示作用。

2.保證水質安全性。灌溉符合要求的水源是保證作物健康成長的關鍵，可有效避免其受到病蟲害侵蝕。由于水源地一般為地表水，其內可能含有有害物質、細菌、病菌、蟲卵等雜質，不僅會對農作物根系造成為害，還有可能降低種植經濟效益。因此，需要對水質進行消毒、殺菌處理，以此去除水源中存在的有害物質，防止農作物受損。通過對水資源的保護、水質處理，能夠切實提升自壓滴灌系統(tǒng)的運用效率，加強作物對肥料中營養(yǎng)物質的吸收，提升農作物的質量及產量，減少因水質引發(fā)的病蟲害問題。

（五）系統(tǒng)維護與檢修

定期維護、檢修自壓滴灌系統(tǒng)是保證其長期穩(wěn)定運行的關鍵。不僅關系到滴灌效率，還與作物質量及產量提升具有密切聯(lián)系。維護、檢修時，需要對系統(tǒng)各部位詳細檢查，尤其對管道部位重點關注。管道是水源輸送的關鍵位置，其能夠正常運行與灌溉效率息息相關。及時更換破損、老化的管道，維修接口松動部位，以保證管道之間緊密連接，無滲水現(xiàn)象產生。同時，應注意檢查滴頭。滴頭是與作物根系直接接觸的部位，其對作物水分吸收具有重要影響。如果發(fā)現(xiàn)滴頭存在堵塞、損壞情況，需要及時清理并更換，促使水流在滴頭的運作下切實進入土壤。此外，還要檢查首部樞紐過濾網狀況，以保證不會造成管道堵塞。自壓滴灌系統(tǒng)的維護、檢修，需要做好詳細的檢修記錄，以便為后續(xù)維護、檢修提供參考意見，發(fā)現(xiàn)問題。維修人員應通過總結經驗與教訓，不斷提升專業(yè)技術能力，加強檢修質量及效率，促使自壓滴灌技術在農業(yè)灌溉中獲得良好利用，解決水資源浪費嚴重問題。總之，定期維護、檢修是保證自壓滴灌系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵手段，通過對破損元件的更換、維修及清理，不僅可以促進農作物生長，還可以為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供堅實基礎。

四、結語

將自壓滴灌技術運用于農田灌溉，可以有效提升水資源利用率，節(jié)省肥料及人力，也有助于提高作物的產量和質量。自壓滴灌技術需要結合農田地形地貌、農作物種植種類合理運用，通過科學規(guī)劃布局，保證各項環(huán)節(jié)的順利開展。同時，應注意做好系統(tǒng)的維護、檢修工作，及時處理管道、滴頭存在的問題，避免水資源在灌溉中途流失，降低灌溉效率。自壓滴灌技術的科學運用，是保證農業(yè)灌溉水資源利用率提升的重要舉措，是促進農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的堅實基礎。

作者簡介：朱旭升（1993—），男，甘肅莊浪人，本科，中級工程師，主要從事農田水利研究工作。