浅析节水灌溉技术在高标准农田建设中的应用

赵荣标

（云南卓联工程咨询有限公司，云南 保山 678000）

0 引言

高标准农田指一定时期内，以现代农业生产与经营方式为基础，将土地整治建设成为集中连片、稳产高产、设施配套、抗灾能力强、生态良好的基本农田。现代农业发展离不开新型节水灌溉技术的开发研究。在农田建设中，如果灌溉技术及方式不合理，农作物无法及时、充足吸收水分，则会严重减缓高标准农田建设速度，降低其质量。灌溉技术的合理应用不仅可以节约大量水资源，还可以促进农业综合生产力不断提高。但就目前来看，相关技术应用在实际农田建设中仍存在一些问题，需要结合当地情况，采取合理方式进行农田灌溉，推动农业高标准发展。

1 高标准农田节水灌溉技术分析

1.1 节水灌溉技术概述

作为农业发展重点，我国农田水利及节水灌溉工作已取得长足发展，近年来更是进一步加大相关投入，使得农田节水灌溉面积得以扩大。就目前来看，我国节水灌溉农田面积占灌溉总面积的一半，并且这一数据仍在不断上升，据调查，采用节水灌溉技术，每亩可节水120m3～250m3，作物增产10%～30%[1]。国内常用节水灌溉技术种类繁多，包括喷灌、微灌、管灌、步行式灌溉、滴灌、提水灌溉、自动化节水灌溉等等。

1.2 影响节水灌溉技术发展因素分析

节水灌溉可以加速农田生产效率，但在实际应用中仍受许多因素制约，可以主要概括为以下两个方面：

1.2.1 硬性因素

农田受地质、水资源、气候等自然环境影响，会出现季节性缺水，导致灌溉整体水源不够充足，影响高标准农田建设。农户受教育程度及其对新技术信息接受能力也会直接影响节水灌溉技术普及和应用效果；另一方面，当地政府经济条件及其对农田水利的重视程度也会影响相关制度的支持力度。

1.2.2 软环境约束

此类因素主要体现在国家整体政策、社会、技术研发程度等方面。相关政策、补贴支持；经营组织对技术应用程度；技术质量、适应性及其配套设施等方面落实不到位，也会严重影响高标准农田建设进程。

2 节水灌溉技术及其应用

2.1 喷灌技术

喷灌技术指利用管道加压喷头，将水加压助推，分散成细小水滴，通过均匀平喷方式，实现对大面积农作物的有效灌溉。作为一种机械化、半机械化灌溉方式，喷灌拥有明显优势。一是节水效果显著，水利用率较大，相较于地灌，田间喷施更加均衡，农作物获得水分更加充足、均匀；二是相关设备都在地下，适用于所有地形农田，应用此技术可取消设置农渠、毛渠、田间管水沟以及畦埂，增加播种面积，提高作物增产幅度；三是可节省大量劳动力，减少农民用于灌溉的费用、劳动投入，以及田间渠道建设及管理维护；四是灌水均匀可有效减少土壤板结，有利于抢季节、保全苗。除此之外可避免由于过量灌溉导致的土壤次生盐碱化。常用喷灌方式有：管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式以及轻小型机组式。该灌溉技术也有一定的缺点，主要体现在该灌溉设施一次性投资较大，且耗能较高[2]。

2.2 滴灌技术

此种灌溉技术较为适合干旱缺水地区。滴灌是指利用塑料管道将水运输到农田中，再将其通过半径为5～10mm孔口或滴头转换成持续缓慢渗出水滴，送到农作物根部，使其周围土壤水分持续保持良好状态，植物根系获得充足水分后，可以促使农作物更好发育，保障其健康、旺盛生长，实现局部灌溉。经相关研究发现，和地表灌溉方式相比，应用滴灌灌溉技术可节约l/3～l/2的水量，同时和喷灌技术相比能够节约用水量15%～25%[3]。滴灌过程中可以避免水资源在运输过程中的消耗和蒸发，有效减少水资源浪费，通过自动化装置还可对出水速度、出水量进行调节；灌溉时持续保持低压状态，具有非常低能耗，几乎所有类型农田及农作物均可应用此技术实现全面灌溉。但相应的，由于滴水器等设备较为细小，容易造成土壤颗粒堵塞管道或结垢现象，应用此技术时应对水源进行严格过滤处理。滴灌技术将水分逐渐渗入土壤，其结构不会受到破坏，因此也可以一定程度上避免产生地表径流现象。

2.3 微灌技术

微灌是一类灌溉技术的总称，包含多种灌溉模式，可主要分为脉冲微灌溉、滴灌、微喷技术。其中微喷是一种新式微型喷灌形式，利用塑料管道输送水资源，通过微喷头喷洒进行局部灌溉。微喷、滴灌技术常用于大棚种植，以保证水资源高效利用。露天种植一般使用脉冲微灌技术，可以在保证水分供应充足基础上尽最大可能减少水资源浪费。微灌时可以在水肿加入药物、肥料，使其随系统直接输送至根系周围土壤，保持农作物根部活动层水、养分供给状态平衡，可有效降低病虫害可能。但微灌设备投资略高，且咸水灌溉极易导致盐分累积，因此应避免长时间微灌[4]。

2.4 管灌技术

管灌指针对不同地质采用及预埋不同材质管道代替明渠对农田进行灌溉，通过农机动力将水资源由管道分水口直接送到田间。此技术占用土地面积较少，并且可有效减少水渠输送中水的渗漏及蒸发损失。此灌溉设备价格较低，安装及操作简单，在广大农民中较受欢迎。对于不同的农作物亦可采用相应的管径控制灌水量，以普济圩农场为例，现场的农作物为水稻，以安徽省80m3/667m2的用水额为准，133.3hm2的灌溉面积则需要水泵设计流量为1300m3/h，根据公式则可估算出管径为356mm，通过估算管径推出管道延程水头损失以得到扬程，而为使水头损失核算的泵型满足扬程要求，则需要不断调整数据，最终选用DN400，承压0.6Mpa的PE管[5]。如果需要进一步提高水资源利用效率，除安装管道输水设施之外，还应考虑根据管道布设及管材承压能力，同步配套滴、喷灌等节水设备，以免造成水资源浪费。

2.5 步行式及提水灌溉技术

步行式灌溉技术与喷灌技术相似处较多，该技术是将相关机械装配在拖拉机上，通过其移动对农作物进行灌溉。此种灌溉技术应用中无太大难度，所需设备制造成本相对较低，且对地形要求不高，具有较强的适应性及机动性。对于前期建设成本预算不足地区，无需在农田修建灌溉设施，仅依靠常见拖拉机为载体，便可高效完成小型农作物灌溉作业。

提水灌溉在海拔落差较大、地势复杂较大、区域内河流较多且高水底的山区较为适用，其本质上属于滴灌技术[6]。其主要系统组成包括：高位水池、上水管、进水管、进水池、取水口、水泵等。主要方法为：将取水口与适合河流衔接，连接进水池，同时在水池底部安装进水管，将进水管底部与水泵、上水管与水泵出入口进行连接，随后连接上水管和高位水池，在其后配置管道将水输送至农田进行灌溉。

2.6 自动化节水灌溉技术

以上灌溉方式仍需要部分人工进行相关操作，可能会出现因作业不当出现灌溉时间不稳定或不均匀情况。或者受到环境因素影响改变土壤蓄水程度，影响农作物产品质量。自动化节水灌溉技术可有效解决上述问题，其系统包括储水器、进出水管、电机等部分，此项技术相对来说安装较为复杂，目前仍需进一步研究优化。

3 高标准农田建设中高效节水灌溉技术现状分析

3.1 农田灌溉模式及技术有待改善

目前我国许多地区农业生产方式及设施仍十分老旧，部分农民仍使用大水漫灌方式，当地农业水利基础设施没有及时进行维修更换，且农户对其保护意识较弱，对农田灌溉效率及质量产生极大影响。

节水灌溉技术在国内使用率如今仍相对较低，与世界农业强国仍存在一定距离，技术应用效果也有待提升。如喷灌中，由于相应零件精度高、规格小，设备耐用性难以得到保障；滴灌设备造价更高，且滴头易出现堵塞现象，无人工干预则无法达到最佳灌溉效果。

3.2 节水灌溉设施后期管理不足

随着国家对农业农村发展重视程度不断增加，相关部门对节水灌溉技术的施工质量监管力度也在不断加大，目前国内水利设施质量均可得到有效保障。但由于农村生产人员管理意识缺失，缺乏相关制度及规范约束，往往会出现灌溉设备后期无人维护现象，导致其使用效率无法达到预期水平。

3.3 农户节水意识不足

节水灌溉技术可在不影响农田生产效率前提下，将水资源进行最大化利用，但由于长久以来我国农业灌溉制度不健全，没有对基层农业工作人员进行水资源稀缺性及重要性宣传教育，浪费水资源已经成为日常习惯行为，往往忽视节水灌溉技术的重要性，阻挠节水灌溉的应用及发展。

4 高标准农田建设中节水灌溉技术应用策略

4.1 因地制宜制定特色灌溉方案

我国国土资源辽阔，不同地区间地形条件、水文情况以及农作物种植结构都不尽相同，因此当地部门需要根据实际情况选择节水灌溉技术，并制定特色灌溉方案。如半湿润地区，农作物种植面积较大时，则应缩短轮灌周期，采用利用率较高的管道输水技术。除节水灌溉技术选择差异之外，各地区之间种植农作物耗水率及农业灌溉指标均会有一定差别，同一农作物不同时间阶段其种植结构也存在差异性。农业工作人员需要根据不同阶段时期、不同条件作物对灌溉方案进行及时调整。

同时可建设示范田，将节水灌溉方案更广泛地应用于农田建设中。在一定区域内选择合理存在灌溉问题农田样本，对其所在地气候条件、水文情况及地质信息进行勘测分析，明确影响节水灌溉存在因素，更有针对性地制定节水灌溉方案。同时，建设示范田在其区域内具有带头作用，鼓励周围其他高标准农田落实相关技术应用[7]。

4.2 加强节水灌溉工程建设及维保管理

首先需要加大相应资金投入。农产品价格相对偏低，农民收入水平不高，因此技术建设所需投入难以得到支撑，且节水灌溉技术经济效益获得周期较长，短时间内无法得以体现。因此，需要各地区政府部门在财政支出结构方面做出适当倾斜，将节水灌溉技术广泛应用于高标准农田建设中去，适当增加农田建设任务财政资金投入量，并根据相关法律法规对其进行合理分配，并明确责任。

需要农业工作人员加强自身、制度及相关设施管理，采用合理节水灌溉技术及设备，并完善相关体系。相关部门可以将农业工作人员绩效与实际管理效果相结合，派专门负责人进行定期、不定期核查管理工作，实行奖惩分明制度，确保节水灌溉管理工作正常运行。

4.3 优化水资源配置

水资源合理配置永远是农田水利工程的目标及核心，在此基础上应用节水灌溉技术，才可以高效优质完成现代化高标准农田建设。具体方案需要根据当地水文情况进行设计，针对地表水通常有主动拦截蓄水、引用灌溉区外地面水两种方式来灌溉农田。除考虑用水方式外，还应注意用水安全及生态环境保护。

4.4 加大节水灌溉技术推广力度

高效节水灌溉技术推广需要相关部门资金和政策的扶持[8]。作为现代农业发展主要推动力，节水灌溉工程在水资源节约及提高农作物产量中均发挥重要作用。但由于以往基层农民对灌溉技术不甚了解，且相较于传统灌溉方式成本较高，导致现代新型节水灌溉技术在实际农田生产中应用程度较低。因此，相关部门可对使用相关技术区域进行补贴，建立扶持政策，调动节水积极性；同时应重视节水灌溉技术宣传工作，使更多基层农民认识到此类技术优势以及水资源稀缺危机，提升其节水灌溉观念，鼓励积极实践。

5 结语

综上所述，高标准农田建设通过建设配套设施，构建良好生态环境，集中化整治管理农田，可以不断提升农业生产水平及整体质量。节水灌溉技术在高标准农田中得以应用，不仅可以改善我国目前水资源匮乏导致的灌溉困难，对农田生产效率提高具有助推作用。全国范围内推广此类技术的同时应做到根据农田实际情况对其进行吸收融合，不断优化改进节水灌溉技术，真正做到节约水资源，实现农业、农村、农民可持续发展。