农业水利灌溉模式与节水技术措施研究

2022-04-12刘晓亮

农机使用与维修 2022年4期

刘晓亮

(哈尔滨市阿城区亚沟街道办事处，哈尔滨 150321)

0 引言

我国国土面积辽阔，南北方环境差异明显，尤其是降雨量差异，直接影响到农业种植生产，农业生产过程中缺水现象是普遍存在的，因此，就要最大程度避免水资源浪费，提高农业水资源利用率。其中，农田灌溉用水占农业用水的绝大部分，要解决农田用水浪费的问题，就要提高农田灌溉过程中的一系列技术水平，农业种植方式和农田管理措施，都能够对农业用水资源进行有效的节约，促进我国农业的发展。

1 节水灌溉技术的应用

农田灌溉一般分为四个阶段：水资源的分配、灌溉水的输送、灌溉和作物吸收。但是在水资源的输送过程和灌溉过程中，因为输送水过程中蒸发或土壤中水分蒸发，就会浪费大量水资源，增大农业生产的成本，降低水资源的利用率。灌溉量=灌溉水总量-运输蒸发损失量-灌溉面排水量-田间蒸发量。提高灌溉质量，减少地表灌溉用水量；减少农田水分蒸发，充分利用雨水收集灌溉技术及水资源利用率。最后加强灌溉技术，采用科学的灌溉方式，确保作物产量和用水效率。节水灌溉技术的应用，如图1所示。

图1 农业水利节水灌溉技术应用范围

2 先进节水灌溉技术的应用

2.1 管灌技术

管灌技术主要是利用低压管道代替水渠灌溉的一种节水灌溉方式，因此又被称为“低压管灌”，是指采用低压管道进行灌溉水的运输，可以减少水资源在运输过程中的无效蒸发及深层泄漏，灌溉水输送效率高达95%以上，与传统的土渠、砌石渠道、混凝土板衬砌渠道相比，提高节水效率分别为32%、18%和9%。而且采用低压管道进行田间灌溉，可以减少水利设施的投入成本，且低压管道在田间方便移动与安装，对农户的专业知识要求较低，方便操作，目前已经进行大面积的推广应用。

2.2 喷灌技术

喷管灌溉技术在于将输水管道安置于田地间，通过水泵对管道里的水产生压力，从而将水从喷水口喷出，水滴可以均匀的覆盖在农作物表面，灌溉作业效果较好。该技术的优点在于可以降低劳动强度，减少物力的投入。喷灌技术根据管道的铺放形式可以分为固定式和移动式，固定喷灌方式在前期安装投入成本较多，但是铺设完成后操作较为简单，可节省大量劳动力；移动喷灌方式虽然在前期投入资金较少，同时也具有较高的灵活性，但是费时费力，劳动强度较大。随着喷灌技术的逐渐发展，逐步形成了微喷灌技术，又称为“雾滴喷灌技术”，是近几年发展起来的一种节水灌溉技术，主要是指利用喷灌带或者微型喷头将灌溉水喷洒到作物表面的灌溉形式，在进行土壤灌溉的同时可以增加作物叶片及农田局部湿度，起到调节微气候的作用，可以将灌溉水均匀地喷洒在作物根部土壤及作物叶片上，达到灌溉的同时可以降低作物叶面的蒸腾作用。主要优势是灌水量小，可以精准的控制灌水量及灌溉范围，将水分直接输送至作物根部土壤，减少水分损失的同时满足作物生长发育的需要[1]。

2.3 滴灌技术

滴灌技术主要是通过灌水器将水资源微量、连续、精准的作用在农作物根部，使其农作物根部周围的土壤湿润，这样就将有限的水资源精准的分配给每一个农作物，实现精准浇灌满足作物的生长需求[2]。其次微灌技术还可以与水溶性肥料进行结合，实现水肥灌溉系统，通过这种方式施肥，可以实现施肥的效率还可以提高肥料的利用率，减少灌溉水大面积湿润土壤，降低土壤中杂草的发生，不会发生地表径流及深层泄漏，减少水分的浪费，同时可以实现水肥一体化灌溉，提高农业生产效率，省水省工，实现作物增产。

2.4 渗灌技术

渗灌技术是在滴管技术的基础上发展起来的一种精准灌溉技术，将滴灌管埋至土壤内部，对作物根系进行精准供水、供肥，是目前最为节水的一种灌溉方式，但是在进行田间渗灌时，目前存在渗灌管易于堵塞的问题，一旦发生堵塞需要更换渗灌管时，较为费时费力。

2.5 渠道防渗技术

目前，在我国农业种植生产灌溉方式中，渠道灌溉方式最为普遍，渠道灌溉主要目的是将河流或将水库的水用于农田灌溉，主要方式就是通过挖掘输水渠将农田与河流连接起来，对农田进行灌溉。根据渠道灌溉的技术要点确定渠道顶端距离地面的高度、渠沟底部的深度，以及渠道两侧防止水流渗出的措施等，这些技术措施都可以有效的防止水流在输送过程中的流失。例如，采用混凝土建造渠道或者水渠上安装盖子，可以有效防止水渗入土壤当中及水蒸发的消耗。采用渠道灌溉的节水措施虽然能起到减少水资源浪费的目的，但是节水作用有限，并不能完全解决水资源浪费的问题。

3 农业节水灌溉技术的效益分析

3.1 生态效益

节水灌溉技术可以将水资源浪费降到最低，提高灌溉水利用效率，实现水肥一体化灌溉，还可以减少传统化肥对生态环境的污染，提高生态效益，减少传统作物施肥下由于地表径流造成的水源污染及土壤污染，对于保护农田生态环境、减少化肥资源的浪费具有重要意义[3]。

3.2 经济效益

目前，以滴灌技术最为先进，在每个作物生长区域采用阀门进行精准灌溉、施肥控制，减少人力投入，降低生产成本，操作人员只需要通过开闭相应的阀门对大田进行水肥控制，降低劳动强度。滴灌系统的主要投资(包括主要灌溉首部、水泵、管道、阀门等)约为3万元·hm-2，试用期限约在5年左右，每年可以节省水分、化学肥料及人工约为1.125万元·hm-2，作物实现提质增产20%左右，还可以极大地提高农户收入，具有一定的经济效益。

4 我国农田水利灌溉中存在的主要问题

4.1 灌溉方式研究不深入

目前，我国水资源稀缺的问题已经非常严重，节约和保护水资源是每个人都要重视的问题。现有的一些灌溉技术造成水资源的大量流失，而且不利于农作物生长。节水灌溉技术在农业节水工程中的价值和应用，改变传统农业灌溉方法，根据作物实际需水量进行灌溉，采用科学方法，不仅提高了农田生产的收入，也是发展农业机械化、农业现代化及优质现代农业的必然选择。我国经过长期的节水灌溉技术研究推广，节水灌溉技术逐渐得到发展和普及，各种灌溉技术应运而生，各具优势。但需要继续深入研究，完善节水灌溉技术。节水灌溉技术主要包括优化水资源配置和高效利用，提高水环境和区域水资源承载能力，确保中国社会经济持续健康发展。因此，研究节水灌溉技术在农业节水工程中的应用是十分重要和必要的。

4.2 节水意识不强

传统的灌溉方式已经在农民思想中拥有不可动摇的地位，认为传统灌溉才是真正有利于作物生长，并不会意识到浪费水资源的严重性，尽管现在一直对节水灌溉的方式进行宣传，但是对于一些思想守旧的农民并无法理解节水灌溉所能带来的好处，觉得传统灌溉方便、省事、不需要花钱安装新设施[4]。

4.3 管理相对薄弱，投入相对不足

目前，我国在农业水利灌溉管理方面还存在许多问题，主要是灌溉渠道归属问题，以及对于灌溉渠道的使用与维护工作等问题划分不够明确。同时，针对农业水利灌溉基础设施建设的资金投入不足，致使渠道建设质量不高、后期没有资金对渠道进行维护，从而导致农业水利灌溉设施年久失修，灌溉效率下降，节水效果不够明显。

4.4 灌溉基础建设薄弱

在建设农业水利灌溉工程时要对建设质量进行严格把控，按照设计进行施工，确保灌溉工程的科学施工。目前，许多建设时间较长的灌溉系统仍在进行使用，老化问题比较严重，并且后期维护不到位，已经不能将其使用价值完全发挥出来，只是实现最基础的功能。我国相关部门已经出台很多政策与措施，对老旧灌溉设置进行升级与改造，但是仍有许多问题等待解决，升级改造工程进展缓慢。

5 农业水利灌溉的节水措施

5.1 节水灌溉技术体系的完善

在普及节水灌溉技术的过程中，若缺少政府的支持，农民很难接受新技术的推广，必然会继续使用传统灌溉技术，因此政府不仅在支持力度上需要加强，还需要完善灌溉系统的政策规范体系。可以加大资金投入力度，增加农业水利灌溉设施的建设，使水资源用于农田灌溉的利用率增加，减少不必要的浪费。通过节水灌溉技术并不能从根本上解决水资源稀缺的问题，但是可以缓解水资源缺少的难题。

5.2 优化水资源配置与农业发展

节水灌溉技术不只是针对灌溉技术上的改进，还应根据不同农业的种植模式选用不同的节水灌溉技术，充分开发水资源的利用价值与利用效率，对不同地区的缺水情况，针对性地设计适合的节水灌溉系统，让每一滴水都有其利用价值，完善水资源的优化配置工作，将农业的可持续发展与节水灌溉技术完美结合。

5.3 引进先进的高效节水灌溉技术

随着社会经济与科技的发展，不断涌现出各种新兴科技，其中也包括新型高效节水灌溉系统，目前的节水灌溉系统已经无法满足农业种植技术的发展需求。因此，要满足农业经济发展需要，相关人员要引进更加先进的灌溉技术，例如将3S技术或者生物技术应用于灌溉技术。

5.4 提高农民的思想认识

政府在推动与宣传节水灌溉技术过程中，最终目的是改变农民在灌溉技术上的传统观念，让农民享受节水灌溉技术带来的效益和便利，让其充分认识到节水灌溉技术对农业发展的重要性。相关部门应安排专业推广人员深入基层，向农民详细解读国家在节水灌溉模式的相关政策，让农民全面了解节水灌溉技术，相信节水灌溉系统会给农民带来好处，减轻劳动强度。相关部门应该建立节水灌溉技术示范基地，将节水灌溉技术更好地向农民进行展示，让农民切实感受到新技术的操作方法与灌溉技术带来的成效，提高农业种植生产质量，让农民积极地将节水灌溉技术应用到农业生产当中[5]。