農(nóng)田水利灌溉創(chuàng)新模式與節(jié)水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用的探索

農(nóng)田水利灌溉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要保障，對于提高農(nóng)作物產(chǎn)量、保障糧食安全以及維護(hù)生態(tài)平衡具有不可忽視的作用。然而，隨著全球水資源的日益緊張和環(huán)境變化的影響，傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉模式面臨著巨大挑戰(zhàn)。因此，探索和實(shí)施農(nóng)田水利灌溉的創(chuàng)新模式，以及推廣節(jié)水技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，顯得尤為迫切。

一、農(nóng)田水利灌溉創(chuàng)新模式

1、精準(zhǔn)灌溉模式

精準(zhǔn)灌溉是基于現(xiàn)代信息技術(shù)，如傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，對農(nóng)田土壤濕度、作物需水狀況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。例如，在田間安裝土壤濕度傳感器，可以精確地測量不同深度土壤的含水量。傳感器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，中央控制系統(tǒng)根據(jù)作物生長模型和預(yù)先設(shè)定的灌溉閾值，判斷是否需要灌溉以及灌溉的水量，以提高水資源利用效率。精準(zhǔn)灌溉避免了過度灌溉和灌溉不足的情況，可節(jié)約大量水資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與傳統(tǒng)漫灌相比，精準(zhǔn)灌溉可節(jié)水30%-50%。同時(shí)由于系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，減少了勞動(dòng)力成本，不需要人工頻繁地查看土壤濕度和進(jìn)行灌溉操作。

2、雨水集蓄灌溉模式

雨水集蓄灌溉是通過收集雨水，如修建集雨池、水窖等設(shè)施，將降雨收集起來儲存，在干旱時(shí)期用于灌溉農(nóng)田。在一些山區(qū)，農(nóng)民會(huì)在山坡上修建小型集雨池，利用坡面徑流收集雨水。這些集雨設(shè)施的選址和設(shè)計(jì)需要考慮當(dāng)?shù)氐慕涤晏卣?、地形地貌等因素，例如，在干旱半干旱地區(qū)的小面積農(nóng)田，農(nóng)民可以在農(nóng)田附近修建水窖，將雨季的雨水收集起來。當(dāng)作物生長需要灌溉時(shí)，通過簡單的灌溉設(shè)備，如小型水泵或重力灌溉裝置，將水窖中的水輸送到田間，緩解了水資源短缺。在水資源匱乏的地區(qū)，雨水集蓄可以為農(nóng)業(yè)灌溉提供額外的水源，提高農(nóng)業(yè)的抗旱能力。雨水是免費(fèi)的自然水源，收集和利用雨水可以減少對外部水源（如地下水或地表水）的依賴，從而降低灌溉成本。

3、再生水灌溉模式

再生水灌溉是利用經(jīng)過處理后的城市污水或工業(yè)廢水進(jìn)行農(nóng)田灌溉，再生水需要經(jīng)過嚴(yán)格的處理工藝，去除其中的有害物質(zhì)，如重金屬、有機(jī)物等，使其達(dá)到農(nóng)田灌溉的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。例如，一些城市的污水處理廠會(huì)將處理后的再生水通過專門的管道輸送到周邊農(nóng)田。再生水經(jīng)過深度處理后，其水質(zhì)可以滿足多種作物的灌溉需求，如棉花、小麥等。隨著城市化和工業(yè)化的發(fā)展，城市污水和工業(yè)廢水的排放量不斷增加，將其處理后用于灌溉可以開辟新的灌溉水源。同時(shí)，合理利用再生水進(jìn)行灌溉，避免了未經(jīng)處理的污水直接排放到環(huán)境中造成的污染。

二、農(nóng)田水利節(jié)水灌溉技術(shù)

1、滴灌技術(shù)

滴灌是通過滴頭將水一滴一滴地、均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)附近土壤中的灌溉方法。滴灌系統(tǒng)主要由水源、首部樞紐（包括水泵、過濾器、施肥裝置等）、輸配水管網(wǎng)和滴頭組成。滴頭是滴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的作用是將管道中的有壓水流轉(zhuǎn)化為水滴，緩慢地滴入土壤。例如，在溫室蔬菜種植中，滴灌管沿著蔬菜種植行鋪設(shè)，每個(gè)滴頭對應(yīng)一株蔬菜。水從滴頭緩慢滴出，直接濕潤作物根部周圍的土壤，減少了水分在土壤表面的蒸發(fā)損失。滴灌技術(shù)的節(jié)水效果非常顯著，與傳統(tǒng)的漫灌相比，滴灌可節(jié)水50%-80%。它適用于各種地形和作物類型，特別是在干旱地區(qū)和水資源短缺地區(qū)的果樹、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物種植中應(yīng)用廣泛。

2、微噴灌技術(shù)

微噴灌是利用微噴頭將水以霧狀噴灑到作物枝葉和土壤表面的灌溉方式。微噴頭的工作壓力較低，噴灑的水滴較小且均勻。微噴灌系統(tǒng)可以根據(jù)作物的種植密度和需水要求調(diào)整噴頭的間距和噴灑角度。例如，在花卉種植園中，微噴灌系統(tǒng)可以將水均勻地噴灑在花卉植株上，既滿足了花卉對水分的需求，又能起到調(diào)節(jié)空氣濕度和溫度的作用。微噴灌的節(jié)水率可達(dá)30%-60%。它適用于灌溉面積較小、作物種植密度較大的農(nóng)田，如花卉、苗圃等，也可用于果園的灌溉，尤其是在果實(shí)膨大期，微噴灌可以在補(bǔ)充土壤水分的同時(shí)，降低果實(shí)表面溫度，減少日灼病的發(fā)生。

三、農(nóng)田水利灌溉創(chuàng)新模式在實(shí)際中的應(yīng)用

1、精準(zhǔn)灌溉模式在實(shí)際中的應(yīng)用

①大田作物種植

在大規(guī)模玉米種植區(qū)，精準(zhǔn)灌溉模式可以根據(jù)玉米不同生長階段的需水規(guī)律進(jìn)行灌溉。例如，在玉米拔節(jié)期到抽雄期，是玉米需水量較大的時(shí)期。精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)通過土壤濕度傳感器監(jiān)測土壤含水量，當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)灌溉設(shè)備。由于玉米種植面積大，傳統(tǒng)灌溉方式難以做到均勻灌溉，而精準(zhǔn)灌溉可以確保每一株玉米都能獲得合適的水量，提高玉米產(chǎn)量和質(zhì)量。據(jù)研究，采用精準(zhǔn)灌溉的玉米田，產(chǎn)量可提高10%-15%。小麥生長過程中，不同生育期對水分的敏感性不同。在孕穗期和灌漿期，充足的水分供應(yīng)對小麥產(chǎn)量影響很大。精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)可以精確控制灌溉水量和時(shí)間，避免在不需要大量水分的時(shí)期過度灌溉，從而節(jié)約水資源。同時(shí)，精準(zhǔn)灌溉還可以減少土壤板結(jié)現(xiàn)象，因?yàn)樗歉鶕?jù)土壤實(shí)際濕度進(jìn)行局部灌溉，不像漫灌那樣會(huì)大面積浸泡土壤。在一些小麥主產(chǎn)區(qū)的示范田，采用精準(zhǔn)灌溉后，不僅節(jié)水效果明顯，而且小麥的品質(zhì)也得到了提升，蛋白質(zhì)含量有所增加。

②果園種植

蘋果是對水分要求較為嚴(yán)格的果樹。精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)在蘋果園中的應(yīng)用，可以根據(jù)蘋果樹的生長階段、樹冠大小和土壤類型等因素進(jìn)行個(gè)性化灌溉。在春季蘋果樹萌芽期，適量的水分有助于新芽的萌發(fā)；在果實(shí)膨大期，需要充足的水分供應(yīng)。精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)通過監(jiān)測果園內(nèi)不同區(qū)域的土壤濕度和蘋果樹的需水信號，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)供水。例如，在一些現(xiàn)代化的蘋果種植基地，精準(zhǔn)灌溉使得蘋果的果型更加端正，色澤更加鮮艷，同時(shí)減少了因水分不均導(dǎo)致的裂果現(xiàn)象，提高了蘋果商品率。精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)（如降雨量、蒸發(fā)量等）和果園土壤濕度情況，合理安排灌溉。在果實(shí)成熟期，如果土壤濕度波動(dòng)過大，容易造成果實(shí)口感和品質(zhì)下降。精準(zhǔn)灌溉能夠保持土壤濕度的穩(wěn)定，提高水果的甜度和口感。此外，精準(zhǔn)灌溉還可以減少果園的病蟲害發(fā)生，因?yàn)檫^度潮濕的環(huán)境容易滋生病蟲害，精準(zhǔn)灌溉避免了不必要的水分殘留，改善了果園生態(tài)環(huán)境。

2、雨水集蓄灌溉模式在實(shí)際中的應(yīng)用

①山區(qū)農(nóng)業(yè)

在山區(qū)梯田種植中，雨水集蓄灌溉模式發(fā)揮著重要作用。農(nóng)民在梯田上方或附近合適的位置修建集雨池或水窖。在雨季，雨水順著梯田坡面流入集雨設(shè)施中儲存起來。到了干旱季節(jié)，這些儲存的雨水就可以用于灌溉梯田里種植的作物，如水稻、玉米等。例如，在我國北方山區(qū)的一些梯田，雨水集蓄灌溉保障了農(nóng)作物在干旱時(shí)期的水分需求，維持了山區(qū)農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。由于山區(qū)地形復(fù)雜，外部水源引入困難，雨水集蓄灌溉成為一種因地制宜的有效灌溉方式。山地果園往往距離水源較遠(yuǎn)，修建大型灌溉工程成本高且難度大。采用雨水集蓄灌溉，果農(nóng)可以在果園內(nèi)分散修建小型集雨設(shè)施。如在每一片果園區(qū)域設(shè)置1個(gè)或幾個(gè)水窖，收集雨水后用于灌溉果樹。在干旱季節(jié)，這些收集的雨水可以滿足果樹生長初期的水分需求，如在果樹開花期和幼果期，及時(shí)的水分供應(yīng)有助于提高坐果率。

②干旱半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)

在干旱半干旱地區(qū)，小面積農(nóng)田分散且水資源匱乏。農(nóng)民通過在自家農(nóng)田附近修建簡易的雨水集蓄設(shè)施，如小型集雨池，這些集雨池收集的雨水可用于灌溉一些耐旱作物，如谷子、高粱等。在雨季來臨前，農(nóng)民會(huì)清理和修繕集雨池，以確保其良好的集雨性能。這種雨水集蓄灌溉方式雖然規(guī)模較小，但對于維持干旱半干旱地區(qū)小農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。在干旱半干旱地區(qū)的農(nóng)村庭院中，農(nóng)民會(huì)種植一些蔬菜、花卉等經(jīng)濟(jì)作物。雨水集蓄灌溉為這些庭院經(jīng)濟(jì)作物提供了灌溉水源，例如，在庭院里設(shè)置水缸或小型水窖收集雨水，當(dāng)蔬菜生長需要澆水時(shí)，可以使用收集的雨水，這不僅節(jié)約家庭用水開支，還能保證庭院經(jīng)濟(jì)作物的正常生長。

3、再生水灌溉模式在實(shí)際中的應(yīng)用

①城市周邊農(nóng)業(yè)

在城市周邊的蔬菜種植區(qū)，再生水灌溉得到了一定應(yīng)用。城市污水處理廠處理后的再生水，經(jīng)過進(jìn)一步的水質(zhì)檢測和調(diào)整后，通過專門管道輸送到蔬菜田。例如，在一些大城市周邊的葉菜類蔬菜種植基地，再生水被用于灌溉生菜、小白菜等蔬菜。由于再生水含有一定量的營養(yǎng)物質(zhì)，如氮、磷等，在一定程度上可以為蔬菜生長提供養(yǎng)分。同時(shí)，再生水灌溉可以緩解城市周邊蔬菜種植對淡水資源的依賴，保障城市蔬菜供應(yīng)的穩(wěn)定?；ɑ芊N植對水質(zhì)要求較高，但部分經(jīng)過深度處理的再生水可以滿足花卉生長需求。在城市花卉種植園，再生水被用于灌溉玫瑰、康乃馨等花卉?；ɑ芊N植園通常會(huì)配備專門的水質(zhì)監(jiān)測和處理設(shè)備，確保再生水的水質(zhì)符合花卉灌溉標(biāo)準(zhǔn)。再生水灌溉花卉不僅可以節(jié)約淡水資源，還可以降低花卉種植成本，因?yàn)樵偕膬r(jià)格相對較低。

②工業(yè)基地周邊農(nóng)業(yè)

在工業(yè)基地周邊的棉花種植區(qū)，再生水成為一種可利用的灌溉水源。棉花是一種耐旱性較強(qiáng)的作物，對水質(zhì)的適應(yīng)性相對較好。工業(yè)基地產(chǎn)生的再生水經(jīng)過處理后，可用于灌溉棉花。例如，在一些紡織工業(yè)基地附近的棉花田，再生水灌溉在滿足棉花生長水分需求的同時(shí)，也減少了對當(dāng)?shù)氐乇硭偷叵滤拈_采。棉花在再生水灌溉下，只要水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，其生長和產(chǎn)量不會(huì)受到明顯影響。工業(yè)基地周邊的小麥種植也可以采用再生水灌溉。經(jīng)過處理的再生水在滿足小麥生長的水分需求方面具有一定的潛力。需要注意的是，要嚴(yán)格監(jiān)測再生水的水質(zhì)，防止其中可能殘留的有害物質(zhì)對小麥生長和食品安全造成影響。在一些成功的案例中，通過合理的水質(zhì)監(jiān)測和灌溉管理，再生水灌溉的小麥產(chǎn)量和質(zhì)量都能得到保證，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，減輕當(dāng)?shù)厮Y源的壓力。

四、農(nóng)田水利節(jié)水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化在實(shí)際中的應(yīng)用

1、滴灌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化在實(shí)際中的應(yīng)用

①在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

在溫室蔬菜生產(chǎn)中，滴灌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)揮著重要作用。首先，滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，包括滴頭間距、滴灌管的鋪設(shè)方式等。例如，對于葉菜類蔬菜，如生菜、菠菜等，按照標(biāo)準(zhǔn)滴頭間距（通常為30-50厘米）鋪設(shè)滴灌管，確保每株蔬菜都能得到均勻的水分供應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)化的滴灌技術(shù)在灌溉量控制方面也有明確規(guī)定。根據(jù)蔬菜不同生長階段的需水規(guī)律，如在生菜的幼苗期，每天每株的滴灌量控制在100-200毫升；在生長旺盛期，每天每株的滴灌量增加到300-500毫升。這種標(biāo)準(zhǔn)化的灌溉量控制既滿足了蔬菜生長需求，又最大限度地節(jié)約了水資源。

②在果園中的應(yīng)用

在蘋果園里，滴灌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化有助于提高蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)。滴灌管的鋪設(shè)方向和密度按照果園的地形、蘋果樹的株行距進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。例如，在株行距為3×4米的蘋果園，滴灌管沿著樹行鋪設(shè)，滴頭間距為50-60厘米，確保每棵蘋果樹的根系都能得到有效的水分供應(yīng)。灌溉制度按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，根據(jù)蘋果不同生長階段的需水量進(jìn)行滴灌。在蘋果的萌芽期，每棵樹每次滴灌量為10-15升；在果實(shí)膨大期，每棵樹每次滴灌量增加到20-30升。標(biāo)準(zhǔn)化的滴灌技術(shù)可以精準(zhǔn)地滿足蘋果生長的水分需求，減少裂果現(xiàn)象，提高蘋果的糖分含量。

2、微噴灌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化在實(shí)際中的應(yīng)用

①在花卉苗圃中的應(yīng)用

在草本花卉育苗過程中，微噴灌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化保障了育苗的成功率。微噴頭的選型按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，根據(jù)育苗床的面積和花卉種類選擇合適的噴頭流量和噴灑范圍。例如，對于矮牽牛、三色堇等草本花卉育苗，選擇流量為10-20升/小時(shí)、噴灑半徑為0.5-1米的微噴頭。微噴灌的噴灑時(shí)間和頻率也遵循標(biāo)準(zhǔn)化。在花卉種子發(fā)芽期，每天微噴灌2-3次，每次噴灑時(shí)間為5-10分鐘，保持育苗基質(zhì)的濕潤。隨著花卉幼苗的生長，逐漸調(diào)整噴灑頻率和時(shí)間。這種標(biāo)準(zhǔn)化的微噴灌操作可以為花卉幼苗提供適宜的水分環(huán)境，促進(jìn)幼苗健康生長。

②在果園中的應(yīng)用

在桃園中，微噴灌技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化對桃樹生長發(fā)育具有積極影響。微噴頭的布置按照標(biāo)準(zhǔn)的株行距進(jìn)行，例如在株行距為3×5米的桃園，微噴頭按照三角形或正方形布局，確保每棵桃樹都能被水霧覆蓋到。微噴灌的灌溉制度根據(jù)桃樹的生長階段標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)行。在桃樹的開花期，每棵樹每次微噴灌量為8-10升，每天微噴灌1-2次；在果實(shí)膨大期，每棵樹每次微噴灌量增加到15-20升，每天微噴灌2-3次。這種標(biāo)準(zhǔn)化的微噴灌可以調(diào)節(jié)果園的小氣候，提高桃樹的坐果率和果實(shí)品質(zhì)。

3、渠道防滲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化在實(shí)際中的應(yīng)用

①在大型灌區(qū)中的應(yīng)用

在大型灌區(qū)的干渠建設(shè)中，渠道防滲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化至關(guān)重要。首先，防滲材料的選擇按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。例如，對于流量較大、使用年限較長的干渠，按照標(biāo)準(zhǔn)選用混凝土作為防滲材料?；炷恋呐浜媳?、強(qiáng)度等級等都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求，如采用C20-C25強(qiáng)度等級的混凝土，以確保防滲效果和渠道的耐久性。渠道的施工工藝也遵循標(biāo)準(zhǔn)化流程。在干渠的基礎(chǔ)處理方面，按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行夯實(shí)和平整，保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在混凝土澆筑過程中，模板的安裝、混凝土的振搗和養(yǎng)護(hù)都按照標(biāo)準(zhǔn)操作，防止出現(xiàn)裂縫和蜂窩麻面等質(zhì)量問題。

②在小型灌區(qū)中的應(yīng)用

在小型灌區(qū)的斗渠和農(nóng)渠防滲中，渠道防滲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化也有實(shí)際應(yīng)用。對于斗渠和農(nóng)渠，由于流量相對較小，按照標(biāo)準(zhǔn)可以采用漿砌石防滲。漿砌石的石塊選材、砌筑工藝等都有標(biāo)準(zhǔn)要求。例如，石塊的粒徑要均勻，砌筑時(shí)要保證灰縫飽滿，灰縫厚度控制在2-3厘米。在渠道尺寸設(shè)計(jì)方面，按照灌溉面積和流量需求進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。斗渠和農(nóng)渠的斷面形狀、尺寸要符合當(dāng)?shù)氐墓喔纫?，保證水流暢通，減少滲漏。通過標(biāo)準(zhǔn)化的渠道防滲技術(shù)應(yīng)用，可以提高小型灌區(qū)的灌溉效率，節(jié)約水資源，保障當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的用水需求。

總而言之，農(nóng)田水利灌溉創(chuàng)新模式與節(jié)水技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用，是時(shí)代發(fā)展對農(nóng)業(yè)提出的新要求，也是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用、推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的重要途徑。我們應(yīng)當(dāng)積極推動(dòng)灌溉技術(shù)的創(chuàng)新和改革，制定科學(xué)的灌溉標(biāo)準(zhǔn)，提高水資源利用效率，減少農(nóng)業(yè)用水對環(huán)境的影響。同時(shí)，通過示范引導(dǎo)、技術(shù)培訓(xùn)、政策扶持等方式，促進(jìn)節(jié)水技術(shù)在農(nóng)田水利灌溉中廣泛應(yīng)用。

（作者單位：256655 山東省濱州市濱城區(qū)楊柳雪鎮(zhèn)人民政府）