高标准农田建设高效节水灌溉技术及推广
2021-12-24
(铜仁市万山区农业农村局,贵州 万山 554300)
引言
水资源作为农业发展的根基,高效节水灌溉技术的应用不仅可以节约水资源,同时还能促进农业综合生产力的提高,贵州省铜仁市万山区积极推进高标准农田建设,通过“厅长包片、处长包县”的督导方式促进农业规模化生产和农业产业结构调整。同时,铜仁市万山区因地制宜的开展节水灌溉技术的研发和推广,每亩节水可达100~220m3,粮食产量提高8~15%,经济作物增产20~30%,有效促进了农民增产增收,为推动铜仁市万山区现代农业和节水农业体系建设提供了重要的技术支持。
1.高标准农田建设中的主要节水灌溉技术
1.1 滴灌式节水灌溉技术
滴灌式节水灌溉技术是通过低压管道将农业灌溉水转换成持续缓慢渗出的水滴,通过长时间应用可以让植株根系地区的土壤水分处于最佳状态,由于根系活跃区的含水量充足,能够有效促进农作物根系发育,保障植株健康、旺盛的生长。由于滴灌式节水灌溉技术可以只针对需要水的农作物根区部进行灌溉,同时由于农业灌溉水是逐渐伸入到土壤中,不会破坏土壤结构,也很难出现地表径流现象,因此,滴灌式节水灌溉技术不仅集约了农业用水,还促进农作物生长和产量的提高。随着滴灌技术的完善,可将滴灌技术和覆膜技术有效结合形成一种新的膜下滴灌技术,减少了土壤水分蒸发和化学肥料的使用,取得了较好的经济效益。但是滴灌式节水灌溉技术受滴头孔径的影响,当孔径较小时容易出现流速低或堵塞,建议在使用时进行灌溉水过滤处理。
1.2 喷灌式节水灌溉技术
喷灌式节水灌溉技术是指通过喷灌机灌溉时所产生的压力将水运送到管道顶部的喷头,在喷头的作用下降水均匀的喷洒至农作物表面,可保证大面积的农田接收到水资源。随着喷头的改进,喷灌式节水灌溉技术的均匀度得到了较大的提高,目前可以实现90%以上农田广,且灌溉效果较好。该技术主要依靠动力,由于喷灌设备均在地下,对地表种植影响微乎其微,可在不同地形农田上进行操作,管理难度低,与之前的大水漫灌方式相比,不仅减少了水资源浪费,同时可通过机械的自动化管理,节省了劳动力。但是喷灌式节水灌溉技术占地面积较大,还需要辅助设备才能完成灌溉。
1.3 步行式节水灌溉技术
步行式节水灌溉技术是指利用电力和农用机械作为农业灌溉动力,通过和配套的灌溉设备相结合进而实现的一种移动式灌溉技术。步行式节水灌溉技术难度低,操作较为简单,同时设备制造成本也相对较低,农户通常将节水灌溉机具放置在拖拉机或农用运输车等动力机械上进行浇水灌溉。由于该技术对地形要求较低,无需进行大量修渠工程,且机动性强,因此,步行式节水灌溉技术的适应性高,可以进行应急灌溉。但与滴灌式和喷灌式节水灌溉技术相比,步行式节水灌溉技术更适用于小型农作物,且无法满足较大规模的整体灌溉需求。
1.4 微灌式节水灌溉技术
微灌式节水灌溉技术根据不同的灌溉形式可以分为脉冲微灌和滴灌等,大棚灌溉时由于大棚的保温保水性强常用微喷技术和滴灌技术,这样可以减少水资源浪费,而露天种植常用脉冲微灌技术,可以在节约水资源的条件下提供充足的水分。微灌时可以将肥料和药剂灌入到微灌系统随灌溉水直接施到根系附近土壤中,实现水肥一体化,同时微灌技术可以让农作物根活动层一直处于良好的水、热、养分供给状态,减少作物病虫害发生。但是咸水微灌会容易积累盐分,形成“盐壳”,干旱、半干旱区域长期使用会加速土壤恶化。
2.高效节水灌溉技术的未来发展趋势
2.1 自动化发展
高标准农田建设高效节水灌溉技术要向着自动化方向发展,通过中央处理控制器对节水灌溉设施进行操作,在运行前可以认为设定一个高标准农田的日节水灌溉计划,然后将计划下发到灌溉控制器,并由数据监控系统进行命令执行。和传统的人为操作不同,自动化的节水灌溉体系会结合天气、土壤含水量、农作物叶面干湿度进行节水灌溉计划的修正,将每次的数据监控系统收集的信息传输到中央处理控制器中,然后再农作物和土壤缺水时进行自动灌溉,或延长灌溉时间、增加灌溉次数满足农作物生长需要,若土壤含水量较高时或外界环境湿度较大时,中央处理控制器会降低灌溉频率和灌溉水量,以此减少水资源浪费。
2.2 智能化发展
高标准农田建设高效节水灌溉技术要向着智能化方向发展,以构建节水灌溉数据库来实现节水灌溉智能化操作。智能化系统由数据库、数据处理软件平台、网关,服务器、数据终端等系统构成,农户通过智能化系统就能实时了解农作物的生长发展状况、农田气象环境、土壤结构和温湿度等信息,智能化系统在将数据收集、处理和整合后智能计算出一种合适的节水灌溉模型,一方面可在保障农作物生长的条件下最大程度的降低农作物用水量,另一方面也可以根据土壤盐碱性、湿度、微生态等指标在灌溉的同时选用土壤肥料,进行科学的水肥灌溉以促进土壤环境的保护,这样极大的推动农业信息化管理的建设。
2.3 网络化发展
高标准农田建设高效节水灌溉技术要向着网络化方向发展,通过无线传感器网络的节水控制系统可以实现自动化灌溉。在物联网的基础上,在计算机内安装一个高效节水灌溉软件,并应用于传感器网络中的路由协议,通过特定的算法和模型设计,最终将不同的传感器构成一个相互联系的传感器网络,由相关的管理人员输入命令进行高标准农田建设高效节水灌溉操作,再利用移动设备,将PC端和移动设备相连,这样操作人员无需电脑操作,通过手机软件控制即可完成农田灌溉,这种灌溉模式有利于精准灌溉的实现,进而提高灌溉用水利用效率。
3.高标准农田建设高效节水灌溉技术的推广
3.1 因地制宜开展高效农业节水灌溉技术推广
第一,提高节水灌溉效率。对铜仁市万山区老化失修的灌溉区域进行设备升级和技术改良,以渠道防渗、管道输水、田间配套、更新改造为重点,在高标准农田建设中对农田灌溉体系进行逐步完善,不断提升配套设备的灌溉节水利用率。第二,因地制宜开展节水灌溉技术推广。铜仁市万山区要根据不同区域地形地貌特征和农作物种植类型及特点选择合理的节水灌溉技术,以高新节水灌溉技术推广为重点,因地制宜发展露地滴灌、固定喷灌、移动灌溉、低压管道输水灌溉、露地滴灌和微喷灌等高新节水技术工程建设,引领全市农业向着绿色、高效、节水方向转变,不同提升传统农业档次。第三,合理优化农业种植结构。根据高效、高产、节水原则对各县农业种植结构进行合理调整,优化种植模式和种植技术,促进农业结构向着低能耗、高效益的节水农业发展。
3.2 加强高效农业节水灌溉技术的运行管理机制建设
第一,建立高效的水利工程管理机制,提高节水灌溉工程质量。加强水利工程质量管理,提高节水灌溉工程使用效率,同时定期对各县的节水灌溉设施进行维护和更新,保障高标准农田节水灌溉工作正常运行。第二,明晰责任,深化农业用水资源管理工作。逐步完善农业用水资源管理规章制度,根据各个部门的职能划分进行权责明晰,将责任落实到人。同时对相关人员进行技能培训,通过相关的技术规范保障节水灌溉推广有序进行。
3.3 为高效农业节水灌溉技术推广提供更多的优惠政策
第一,提高农业节水灌溉技术使用补贴。政府通过金融政策和资金补贴吸引和调动社会办水利的积极性,严格落实配套资金使用,确保高标准农田节水 灌溉良性发展。第二,建立健全高效农田节水多元化参与机制。加大节水灌溉技术宣传,让更多的农户支持和实践节水灌溉技术,最终形成以国家为支持、地方为引导、农民为主体的高效农田节水多元化参与机制。
结语
综上所述,铜仁市万山区在高标准农田建设中加大推广和应用高效节水灌溉技术,在提升农田灌溉水利用系数的同时促进农产品产量的增长。在今后的高标准农田建设中,仍要以高效节水技术为依托,积极引导当前农户根据农田及种植情况选择合适的高效节水灌溉技术,为农业生态环境改善和绿色高效节水农业发展奠定基础。同时,加大资金投入,促进铜仁市万山区高效节水灌溉技术向着自动化、智能化和网络化发展,以科技力量提高水资源利用效率,进一步推动农业信息化管理的建设。