農(nóng)業(yè)作為支撐國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石,其穩(wěn)定與繁榮對(duì)于國(guó)家糧食安全及社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步具有舉足輕重的作用,而水資源,作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的命脈,其重要性不言而喻。然而,在全球水資源日益緊張的背景下,農(nóng)業(yè)灌溉用水面臨著前所未有的挑戰(zhàn),如何在確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求得到滿足的同時(shí),實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約與可持續(xù)利用,成為擺在人們面前的一項(xiàng)緊迫任務(wù),農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展,為解決這一難題提供了有效的途徑與方法,對(duì)于推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障國(guó)家糧食安全具有重要意義。
一、節(jié)水灌溉技術(shù)的重要性
節(jié)水灌溉技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的地位,其重要性不僅體現(xiàn)在對(duì)水資源的高效利用上,更在于對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和土壤環(huán)境的積極影響。傳統(tǒng)的灌溉方式往往缺乏科學(xué)性,導(dǎo)致水資源浪費(fèi)嚴(yán)重,然而,節(jié)水灌溉技術(shù)的出現(xiàn),使得灌溉水的利用效率得到了顯著提升,通過(guò)精確控制灌溉水量和時(shí)間,節(jié)水灌溉技術(shù)能夠最大限度地減少水資源浪費(fèi),從而有效緩解水資源短缺問(wèn)題,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率也具有重要意義,傳統(tǒng)的灌溉方式往往難以根據(jù)農(nóng)作物的實(shí)際生長(zhǎng)需求進(jìn)行精確灌溉,而節(jié)水灌溉技術(shù)則能夠根據(jù)農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期和需水量,科學(xué)合理地制定灌溉計(jì)劃,通過(guò)精確控制灌溉水量和時(shí)間,為農(nóng)作物創(chuàng)造一個(gè)更加適宜的水分條件,節(jié)水灌溉技術(shù)能夠促進(jìn)農(nóng)作物的健康生長(zhǎng),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,為農(nóng)民帶來(lái)更加豐厚的經(jīng)濟(jì)收益。此外,節(jié)水灌溉技術(shù)還有助于改善土壤環(huán)境,傳統(tǒng)的灌溉方式容易導(dǎo)致土壤鹽堿化、板結(jié)等問(wèn)題,嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量,而節(jié)水灌溉技術(shù)通過(guò)精確控制灌溉水量和時(shí)間,能夠有效避免這些問(wèn)題的發(fā)生。它不僅能夠保持土壤的良好結(jié)構(gòu),還能夠促進(jìn)土壤中的養(yǎng)分循環(huán)和微生物活動(dòng),為農(nóng)作物提供一個(gè)更加優(yōu)越的生長(zhǎng)環(huán)境,節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)于保護(hù)土壤資源、提高土壤肥力、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。
二、節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應(yīng)用
1、井灌式節(jié)水灌溉技術(shù)
井灌式節(jié)水灌溉技術(shù),作為農(nóng)田水利領(lǐng)域的一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新,憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在提升水資源利用效率、保障農(nóng)作物生長(zhǎng)需求方面發(fā)揮著顯著作用,這一技術(shù)通過(guò)合理開發(fā)利用地下水資源,有效緩解了地表水資源的緊張狀況,實(shí)現(xiàn)了水資源的優(yōu)化配置與高效利用。在井灌式灌溉系統(tǒng)中,地下水被有序地抽取并輸送至農(nóng)田,為農(nóng)作物提供了穩(wěn)定且充足的水分來(lái)源,相較于傳統(tǒng)灌溉方式,井灌式技術(shù)顯著降低了水資源的損耗,提高了灌溉水的利用效率,它還能根據(jù)農(nóng)作物的實(shí)際生長(zhǎng)需求,靈活調(diào)整灌溉量,確保作物得到恰到好處的水分滋養(yǎng),從而達(dá)到理想的灌溉效果。此外,井灌式節(jié)水灌溉技術(shù)的操作簡(jiǎn)便易行,大大減少了人力投入,隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷融入,井灌系統(tǒng)已能實(shí)現(xiàn)智能化控制,進(jìn)一步提升了灌溉的精準(zhǔn)度和效率,這種自動(dòng)化管理不僅減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度,還提高了灌溉的及時(shí)性和可靠性,為農(nóng)作物的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)提供了有力保障。
2、現(xiàn)代農(nóng)田水利中的微灌技術(shù)
微灌技術(shù),作為現(xiàn)代農(nóng)田水利中的一項(xiàng)先進(jìn)灌溉方式,以其精準(zhǔn)的水分控制能力和顯著的節(jié)水效果而備受推崇,該技術(shù)能夠根據(jù)農(nóng)作物的實(shí)際需水量,對(duì)灌溉量進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié),確保每一滴水都能被精準(zhǔn)地輸送到作物根部,實(shí)現(xiàn)水分的高效利用,這種高精度的水分分配不僅滿足了作物的生長(zhǎng)需求,還極大地降低了灌溉過(guò)程中的水量損耗。微灌系統(tǒng)通常配備有過(guò)濾器、管道、滴頭或微噴頭等關(guān)鍵組件,這些組件的協(xié)同工作使得灌溉水能夠均勻、緩慢地滲入土壤,為作物提供持續(xù)穩(wěn)定的水分供應(yīng),該技術(shù)廣泛應(yīng)用于溫室大棚等農(nóng)業(yè)設(shè)施中,其使用便利、使用年限長(zhǎng)且投資成本相對(duì)較低,成為眾多農(nóng)戶的首選。更為重要的是,微灌技術(shù)是一種高度適應(yīng)性的灌溉方式,通過(guò)結(jié)合不同的灌溉策略,如間歇灌溉、定量灌溉等,可以進(jìn)一步優(yōu)化灌溉效果,讓微灌溉技術(shù)的作用得到更加充分地發(fā)揮,此外,在灌溉水體中加入適量的肥料或生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,還能實(shí)現(xiàn)水肥一體化管理,進(jìn)一步提高灌溉水的利用效率。與傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)相比,微灌技術(shù)的節(jié)水效果尤為顯著,據(jù)統(tǒng)計(jì),其節(jié)水率最高可達(dá)到50%,這對(duì)于緩解水資源緊張、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
3、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉中的噴灌技術(shù)
噴灌技術(shù),作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉的一種高效方式,其核心理念在于利用高壓水流將水資源均勻噴灑至農(nóng)田,以滿足作物生長(zhǎng)的水分需求,這一技術(shù)通過(guò)水泵等增壓裝置,將水流壓力提升至一定水平,隨后在噴嘴的精準(zhǔn)控制下,水流被細(xì)化成細(xì)小水滴,均勻?yàn)⒙湓谧魑锶~片和根部,實(shí)現(xiàn)了水分的精準(zhǔn)供給。噴灌技術(shù)的獨(dú)特之處在于其噴灑過(guò)程中的自然下落效應(yīng),這不僅有助于水流的均勻分布,還能有效避免土壤板結(jié),為作物根系提供了良好的透氣環(huán)境,有利于作物的健康生長(zhǎng),此外,噴灌技術(shù)還具有良好的適應(yīng)性,能夠根據(jù)不同的地形和作物需求進(jìn)行靈活調(diào)整,確保灌溉效果的最大化。在噴灌系統(tǒng)中,除了噴嘴需要根據(jù)灌溉需求進(jìn)行移動(dòng)調(diào)整外,其他部分如管道、水泵等均可保持固定,這使得噴灌技術(shù)特別適用于大面積、規(guī)整的農(nóng)田灌溉。同時(shí),對(duì)于地形條件較差、灌溉難度較大的農(nóng)業(yè)區(qū),半固定型噴灌系統(tǒng)則展現(xiàn)出了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),通過(guò)移動(dòng)部分設(shè)備,半固定型噴灌系統(tǒng)能夠靈活適應(yīng)復(fù)雜地形,確保灌溉水能夠準(zhǔn)確送達(dá)每一處作物,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定和高效提供了有力保障。
4、步行式灌溉技術(shù)
步行灌溉技術(shù),作為一種創(chuàng)新的農(nóng)田灌溉方式,巧妙融合了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械與電力驅(qū)動(dòng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了灌溉作業(yè)的高效與靈活,該技術(shù)核心在于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念:通過(guò)模塊化組件的靈活組裝,灌溉設(shè)備能夠輕松適應(yīng)各種田地形貌與作物需求,無(wú)需依賴龐大復(fù)雜的機(jī)械裝置,這種“步行”特性,使得灌溉系統(tǒng)能夠像人一樣在田間自由移動(dòng),精準(zhǔn)定位到每一片渴水的土地,極大地提高了灌溉的精確度和覆蓋面。尤其在那些水資源珍貴且分布不均的地區(qū),步行灌溉技術(shù)的引入無(wú)疑是一場(chǎng)及時(shí)雨,它不僅有效緩解了水資源短缺帶來(lái)的灌溉難題,還通過(guò)精準(zhǔn)的滲透灌溉方式,最大限度減少了水分的蒸發(fā)與浪費(fèi),確保了每一滴水都能被作物有效利用,此外,該技術(shù)省去了傳統(tǒng)灌溉中煩瑣的渠道建設(shè)與維護(hù)成本,大大節(jié)約了人力物力投入,降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。更重要的是,步行灌溉技術(shù)的普及還促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,它鼓勵(lì)農(nóng)民采用更加節(jié)水、環(huán)保的灌溉方式,減少對(duì)自然水資源的過(guò)度開采,保護(hù)了生態(tài)環(huán)境,技術(shù)的簡(jiǎn)便易操作性也降低了農(nóng)業(yè)技術(shù)的門檻,使得更多農(nóng)戶能夠輕松掌握并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展注入了新的活力。
5、低壓管道輸水灌溉技術(shù)
低壓管道輸水灌溉技術(shù),作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉領(lǐng)域的一顆璀璨明珠,正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大放異彩,這一技術(shù)摒棄了傳統(tǒng)灌溉中的明渠輸水方式,轉(zhuǎn)而采用地下鋪設(shè)的低壓管道網(wǎng)絡(luò),將水源直接、高效地輸送至田間地頭,在灌溉準(zhǔn)備階段,需精心規(guī)劃并鋪設(shè)這些管道,它們?nèi)缤r(nóng)田下的隱形血脈,默默承載著滋養(yǎng)作物的重任。技術(shù)的核心在于其低壓、封閉的輸水系統(tǒng),通過(guò)專門的加壓裝置,水流在管道內(nèi)以穩(wěn)定的低壓狀態(tài)流動(dòng),既保證了灌溉的連續(xù)性與均勻性,又有效避免了水與空氣的直接接觸。這一改變意義重大,它顯著減少了水資源在輸送過(guò)程中的蒸發(fā)損失,尤其在干旱、風(fēng)大的地區(qū),節(jié)水效果尤為顯著,同時(shí),低壓管道灌溉還減少了雜草生長(zhǎng)和病蟲害傳播的機(jī)會(huì),進(jìn)一步提升了農(nóng)田管理的效率與作物生長(zhǎng)的環(huán)境質(zhì)量。此外,該技術(shù)還具有良好的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性,無(wú)論是平坦的廣闊田野,還是地形復(fù)雜的山地梯田,低壓管道灌溉都能通過(guò)靈活調(diào)整管道布局與加壓策略,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉,隨著智能化技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)低壓管道灌溉系統(tǒng)還將與物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化控制等技術(shù)深度融合,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)更加智能化、精細(xì)化的灌溉解決方案,助力農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展邁上新臺(tái)階。
6、渠道防滲體技術(shù)
渠道防滲體技術(shù),作為提升農(nóng)業(yè)灌溉效率與節(jié)水效果的關(guān)鍵措施,其重要性不言而喻,在構(gòu)建灌溉網(wǎng)絡(luò)時(shí),強(qiáng)化渠道的防滲性能是減少水資源浪費(fèi)、提高灌溉水利用系數(shù)的有效途徑,這一技術(shù)并非簡(jiǎn)單地在渠道建設(shè)中增加一層防滲層,而是綜合運(yùn)用現(xiàn)代材料科學(xué)、水利工程學(xué)原理,以及先進(jìn)的施工工藝,確保渠道在輸送水資源的過(guò)程中,能夠最大限度地減少水分滲漏。實(shí)施渠道防滲技術(shù),意味著在渠道設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中,需精心選擇防滲材料,如高性能的防水膜、混凝土預(yù)制塊或是新型復(fù)合材料,這些材料不僅具有良好的防滲性能,還能適應(yīng)不同地質(zhì)條件與氣候環(huán)境,確保渠道的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí),針對(duì)傳統(tǒng)人工開挖渠道存在的滲流問(wèn)題,通過(guò)采用機(jī)械化施工與精準(zhǔn)測(cè)量技術(shù),結(jié)合科學(xué)的渠道斷面設(shè)計(jì),可以有效減少因渠道結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致的滲漏現(xiàn)象。此外,渠道防滲體技術(shù)的實(shí)施還強(qiáng)調(diào)了對(duì)整個(gè)灌溉系統(tǒng)的維護(hù)與管理,定期對(duì)輸水管道進(jìn)行檢查與維修,及時(shí)更換老化、破損的部件,確保管道系統(tǒng)的完整性與可靠性,是保障灌溉水流暢通無(wú)阻、減少水耗的關(guān)鍵。
7、膜上灌技術(shù)
膜上灌技術(shù)是作為一種創(chuàng)新的農(nóng)田灌溉方式,正逐步成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水增效的典范,該技術(shù)通過(guò)在農(nóng)田地表鋪設(shè)一層特制的薄膜,巧妙地將水分直接輸送至作物根部,實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)灌溉與高效利用,相較于傳統(tǒng)的溝灌或漫灌方式,膜上灌技術(shù)展現(xiàn)出了顯著的節(jié)水優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì),在棉花種植中,節(jié)水率可高達(dá)40.8%,而玉米種植則能達(dá)到58%的節(jié)水效果,這不僅極大地緩解了水資源緊張的壓力,還顯著提升了水資源的利用效率。更為重要的是,膜上灌技術(shù)的應(yīng)用還帶來(lái)了農(nóng)作物產(chǎn)量的提升,薄膜的覆蓋如同一把保護(hù)傘,有效隔絕了外界環(huán)境對(duì)土/壤的干擾,減少了水分蒸發(fā)與土壤侵蝕,為作物營(yíng)造了一個(gè)更加穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境,同時(shí),薄膜的保溫作用在寒冷季節(jié)尤為顯著,它能提高土壤溫度,促進(jìn)作物根系發(fā)育,加速生長(zhǎng)進(jìn)程,從而增加作物產(chǎn)量。此外,膜上灌技術(shù)還促進(jìn)了土壤濕度的均衡分布,避免了因局部水分過(guò)多或過(guò)少而導(dǎo)致的作物生長(zhǎng)不均現(xiàn)象,這種精細(xì)化的灌溉管理,不僅提高了作物的品質(zhì)與產(chǎn)量,還促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,為構(gòu)建節(jié)水型農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)提供了有力的技術(shù)支撐,隨著技術(shù)的不斷完善與推廣,膜上灌技術(shù)有望在更廣闊的農(nóng)田上綻放光彩,為農(nóng)業(yè)節(jié)水增效注入新的活力。
三、農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用建議
1、科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)農(nóng)田灌溉工程
在農(nóng)田灌溉工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)階段,應(yīng)充分考慮區(qū)域水資源狀況、作物種植結(jié)構(gòu)、地形地貌及氣候條件等多方面因素,以確保灌溉系統(tǒng)的合理性與高效性,要進(jìn)行詳細(xì)的水資源評(píng)估,包括水源地的水量、水質(zhì)及可利用性,為灌溉系統(tǒng)的水源配置提供科學(xué)依據(jù),接著,結(jié)合農(nóng)田布局與作物需水特性,合理規(guī)劃灌溉渠道、管道網(wǎng)絡(luò)及泵站布局,力求實(shí)現(xiàn)灌溉水的最短路徑輸送,減少輸水過(guò)程中的損耗。同時(shí),應(yīng)重視灌溉系統(tǒng)的智能化與自動(dòng)化建設(shè),通過(guò)引入物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及智能控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)調(diào)控,例如,安裝土壤水分傳感器,根據(jù)土壤墑情自動(dòng)調(diào)節(jié)灌溉量;利用氣象數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)作物需水期,提前制定灌溉計(jì)劃,避免盲目灌溉造成的浪費(fèi)。此外,灌溉工程的設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮生態(tài)環(huán)保因素,如采用生態(tài)渠道、生物防治等措施,減少灌溉對(duì)周邊環(huán)境的影響,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色可持續(xù)發(fā)展。
2、控制農(nóng)田灌溉用水量和灌溉時(shí)間
為了有效控制農(nóng)田灌溉用水量,需建立科學(xué)的灌溉管理制度,明確灌溉定額與灌溉周期,要求根據(jù)作物生長(zhǎng)周期、需水規(guī)律及當(dāng)?shù)貧夂驐l件,制定詳細(xì)的灌溉計(jì)劃,確保灌溉水量既滿足作物生長(zhǎng)需求,又不造成水資源浪費(fèi),在實(shí)際操作中,可采用水量計(jì)量裝置,對(duì)灌溉用水量進(jìn)行精確計(jì)量,為灌溉管理提供數(shù)據(jù)支持。灌溉時(shí)間的控制同樣至關(guān)重要,應(yīng)依據(jù)作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵期與需水高峰期,合理安排灌溉時(shí)機(jī),避免在非需水期進(jìn)行無(wú)效灌溉。例如,在作物萌芽期、開花期及果實(shí)膨大期,需水量較大,應(yīng)保證充足灌溉;而在成熟期,則需適當(dāng)控制灌溉量,以免影響作物品質(zhì),此外,還應(yīng)關(guān)注天氣預(yù)報(bào),利用降雨預(yù)報(bào)信息調(diào)整灌溉計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)自然降水與人工灌溉的有機(jī)結(jié)合,進(jìn)一步提高灌溉水的利用效率。
3、合理選擇灌溉方式
灌溉方式的選擇應(yīng)基于作物類型、土壤條件、水資源狀況及經(jīng)濟(jì)條件等多方面因素綜合考慮,對(duì)于水資源豐富、土壤透水性好的地區(qū),可采用地面灌溉方式,如滴灌、噴灌等,這些方式能夠?qū)崿F(xiàn)水分的精準(zhǔn)輸送,減少蒸發(fā)與滲漏損失,對(duì)于水資源匱乏或土壤保水能力差的地區(qū),則應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)水型灌溉方式,如膜上灌、滲灌等,這些方式能有效提高灌溉水的利用效率,減少水資源浪費(fèi)。同時(shí),應(yīng)鼓勵(lì)采用先進(jìn)的灌溉技術(shù)與設(shè)備,如智能灌溉系統(tǒng)、水肥一體化設(shè)備等,這些技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)灌溉與施肥的同步進(jìn)行,提高水肥利用率,促進(jìn)作物健康生長(zhǎng),此外,還應(yīng)注重灌溉方式的創(chuàng)新與研發(fā),結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求,不斷探索更加高效、環(huán)保的灌溉模式,為農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展注入新的活力,通過(guò)合理選擇灌溉方式,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的節(jié)約與高效利用,還能促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,為構(gòu)建綠色農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
總之,農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用是緩解水資源緊張、提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措,通過(guò)科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)灌溉工程、嚴(yán)格控制灌溉用水量與時(shí)間、合理選擇灌溉方式,可以有效提高水資源的利用效率,減少浪費(fèi),同時(shí)改善土壤環(huán)境,促進(jìn)作物健康生長(zhǎng),這些技術(shù)的推廣與應(yīng)用,不僅為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有力保障,也為構(gòu)建節(jié)水型、綠色農(nóng)業(yè)體系奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),對(duì)于保障國(guó)家糧食安全、推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程具有重要意義。
(作者單位:274700山東省鄆城縣黃安鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)發(fā)展和公共文化服務(wù)中心)