推广高效节水灌溉技术促进节水农业发展

2023-12-12张龙

江西农业 2023年20期

张龙

（贵州省遵义市播州区水务局，贵州遵义 563100）

近两年，高新科技在农业生产中的推广应用，一方面推动了农业技术现代化、高效化的发展，另一方面也为我国农业产业结构的优化调整奠定了基础。高效节水灌溉技术作为一种科学化、精细化、高效化的水分管理技术，则是发展绿色农业和现代化农业的基础。目前，我国部分地区虽然已经在农业水利灌溉工程中应用了节水技术，但节水设施设备的自动化程度低，人工管理的精准度偏低，虽然节约了大量的水资源，但在节水管理上有待进一步提高。研究高效节水灌溉技术对于推动农业绿色化、现代化发展有着重要的意义。

1 播州地区农田水利工程发展概况

播州地区位于贵州省北部，大娄山山脉南侧。辖区内地貌主要有峡谷、丘陵、平坝、河谷等。该地区属亚热带季风性湿润气候区，年平均气温14.9℃，无霜期291 天，年平均降雨量1035.7 米。根据播州地区各产业生产总值，农业产业在当地产业结构中占据主导地位[1]。2020 年开始，播州区在团溪镇建设高标准农田项目。该项目包括了灌溉与排水工程、土地平整工程、田间道路工程等内容。通过高标准农田的建设，有效提升了当地农业生产的效率和质量。团溪镇2020 年高标准农田建设项目缩减灌溉与排水工程概况如下：新建0.3 米×0.3 米的灌溉渠12 条共5157米；改建0.6 米×0.6 米的排水沟2 条共1098 米；改建0.8米×0.8 米的排水沟7 条共3268 米；改建1.0 米×1.0 米的排水沟1 条467 米；新建0.3 米×0.3 米的路边沟4 条共1497 米；新建DN 400 涵管11 座、DN 1000 涵管1 座；新建DN 225 PE 100 干管管道1434 米；新建DN 200 PE 100干管管道831 米；新建DN 160 PE 100 干管管道902 米；新建DN 140 PE 100 干管管道254 米；新建DN 110 PE 100干管管道782 米；新建DN90 PE100 干管管道886 米；新建DN 75 PE 100 干管管道198 米；新建DN 63 PE 100 干管管道332 米；新建DN 50 PE 100 干管管道105 米；新建DN 110 PE 100 支管管道754 米；新建DN 90 PE 100 支管管道1941 米；新建DN 75 PE 100 支管管道1621 米；新建DN 63 PE 100 支管管道2793 米；新建DN 50 PE 100 支管管道1971 米；新建闸阀井36 座、给水栓98 座、水表36 个、三通36 个。

从2020 年10 月起，播州地区在境内全面开展蓄水保水工作。水利部门先后投资2927 万元对辖区内的水库山塘等进行维修加固。在改建和新建灌溉排水工程的基础上，积极推广高效节水灌溉技术，发展节水农业。截止到2020年底，播州地区建设完成蓄水工程2022 处，总蓄水量达1.384 亿立方米；共完成高标准农田建设面积2.4 万亩，包括耕地灌溉面积0.9 万亩，高效节水灌溉面积0.8 万亩。全区已基本建成以“蓄、引、提”为主，灌溉、防洪、发电、供水相结合的区域水利工程网络体系。2021 年，为积极响应国家“千亿斤粮”工程，播州地区水利部门组织工人兴修水利，对灌区渠道进行全面系统的维修，对灌区上游山塘进行除险加固，将水源引进了耕田。通过对全区内上塘水库、引水沟的清淤、加固、防渗补漏等处理，为农田高效节水灌溉奠定了基础。从2020 年10 月至2021 年3 月，全区共完成水利工程清淤整治2 万多米，强化其他水利工程建设项目若干，加强了当地的农田水利基础设施建设，进一步为节水农业的发展奠定了基础。

2022 年，播州地区上半年降雨量显示较常年显著偏少，当时农业部门预测可能会发生旱情。为应对旱情，多部门联合税务局科学规划抗旱项目，统筹指导抗旱工作。2022年抗旱应急预案内容如下：①监测雨水、旱情、土壤墒情等发展态势，对旱情进行监测预警；②组织发布7 次旱灾预警预报信息；③组织节水调度工作若干次，通过科学调度水源保障生产生活用水正常，确保农作物稳产保收；④投入救援力量和送水车送水；⑤农业生产用水启动蓄、引、调等多种举措，优化配置供水，保障农业灌溉和生产工作；⑥对全区内水库和重点山塘蓄水、供水进行统计分析，预判供水保障能力；⑦对全区内农业灌溉基础设施设备进行检查和维护；⑧对各河流各段及泉眼水源及供水情况进行调查分析；⑨大力推广高效节水灌溉技术；⑩加强节水宣传，强化群众节水意识；11根据气象部门对全区内有效降雨的预测情况监测旱情发展趋势，及时采取有效措施应对旱情，积极指导群众生产生活用水，全力抗旱保供水。

2 高效节水灌溉技术及其推广现状

2.1 高效节水灌溉技术

2.1.1 滴灌技术

滴灌技术多应用于丘陵地区。根据滴灌设备分为压力补偿式、内镶式两种。前者所用设备具备压力调节和补偿的功能，设备价格高，系统布置成本高，应用范围因此而受到限制。后者对应用场景的压力有一定的需求，需要自身压力小于内镶式滴灌压力。由于内镶式滴灌设备需深入土壤深层灌溉，这样一方面会增加水源的损耗，另一方面则不利于农作物生长，因此只适用于地表层的节水灌溉。

2.1.2 喷灌技术

喷灌技术是借助压力喷头实施的一种高效节水灌溉技术。根据压力喷头的压力类型，分为低压喷灌、中压喷灌、高压喷灌。其中以中压摇臂式喷头的应用范围最广，可适用于丘陵和平地区域灌溉，以及低矮作物的灌溉。灌区喷头数量根据喷头喷射的范围而定。喷灌的范围由喷头射程决定。喷头射程受管道布置、喷头压、水流量和流速等因素影响。目前，将喷灌技术应用在农田灌溉中，主要存在喷灌不均匀、水源浪费、成本偏高等问题。在进行高效节水灌区灌溉系统设计时，建议根据实际情况选择压力喷头，布设喷灌设备[2]。

2.1.3 微喷灌技术

微喷灌技术是一种由低压管道系统和微喷头喷射微小水滴灌溉作物的技术。微喷灌的喷头出流孔口与流速普遍大于滴灌的滴头流速和流量，且能够在压力作用下驱动水流向外喷出，喷头堵塞的概率相对较低。微喷灌多适用于平地作物的灌溉。在压力作用下，微喷头向外喷射的微小水滴还具有冲洗作物的作用。该技术的优点是节水、节能，便于随水追肥和喷药。在微喷灌系统上增装智能传感器及自动控制设备，就可以实现对微喷灌系统高效节水灌溉的自动监测和控制管理。

2.1.4 微喷带技术

微喷带技术是在微喷灌技术基础上发展而来，通过对低压管道系统的管道打孔，使水流通过管道喷出，形成水流带。这种灌溉技术相对于微喷灌系统设置相对简单，无须喷头，系统设置成本较微喷灌系统设置成本低。此外，微喷带出水量相对较大，能够形成类似细雨蒙蒙的效果，灌溉效果好，实用性强，有利于改善田间小气候，且对灌溉系统压力要求不高。一般情况下，低压系统即可达到较为均匀的灌溉效果。微喷带技术在实际应用中，系统对管道敷设要求较高。当管道敷设较短时，容易发生喷水不均匀的情况；当管道敷设较长时，出水则相对均匀。

2.1.5 水肥一体化技术

节水农业发展的前提是改变传统农业生产方式，提高作物生产过程中水、肥、药等资源的利用率。因此，节水农业在灌溉技术方面要同时注重“节水”和“高效”两方面的内容。滴灌、喷灌、微喷灌、微喷带等水肥管理技术是水肥一体化技术推广应用的直接表现。针对传统农业灌溉中存在的化肥养分利用率低、农作物产品结构利用不合理等问题，进行滴灌、喷灌、微喷灌、微喷带等技术的创新成为水肥高效管理研究的重点。

想要进一步提高水肥在农业生产中的综合价值，提高农业节水灌溉的效果，还需要应用到有机肥。采用有机肥替代化肥，发展循环农业，实施作物养分综合管理，结合水肥一体化技术，有利于保障农作物科学施肥和全面施肥。在水肥一体化技术的推广应用中，应该充分考虑作物生产环境与作物实际影响需求的关系，以及灌溉技术对于肥料利用率的影响，选择最有利于作物生长或适应作物生长需求的水肥一体化技术。只有使用适应农作物生长需求的水肥一体化施肥技术，才能使水肥利用率最大化，农作物营养吸收效果最大化。

日常生产中，应用较为广泛的水肥一体化技术包括叶面喷施、滴灌喷施、喷灌喷施、微喷灌喷施、微喷带喷施等。在采用高效节水灌溉系统进行水肥一体化管理时，应该注意用肥的精确性。用肥精确包括肥料类型、肥料用量、用肥时间、喷施方法的精确。不同的作物要根据实际情况选择水肥施用方式。滴灌水肥一体化技术多适用于作物根部施肥，如用于玉米、马铃薯、棉花、蔬菜等作物的水肥管理。其优点是节水效果好（节水率达50%以上）、节肥量高（节约30%～50%肥料）、施肥速度快、施肥效果好、施肥精准度高（便于控制施肥时间、温度、湿度）。喷灌、微喷灌、微喷带技术多适用于叶面施肥。微喷带在大棚菌类栽培中应用较为广泛，且节水节肥效果较为突出，水肥施用效果表现良好[3]。

2.2 高效节水灌溉技术推广现状

播州地区近几年在高标准农田建设中积极推广高效节水灌溉技术，主要技术包括滴灌、喷灌、微喷灌、微喷带、水肥一体化等技术。此外，还在高标准农田示范性地推广灌区信息化管理技术，启用实时监控对灌区水资源进行优化管理，协调配置水资源，积极开展高效节水灌溉工作。根据高标准农田示范点高效节水灌溉技术应用实际情况，灌区信息化管理是基于在农灌机及其他设备上安装智能传感控制计量设备，实现灌区灌溉数字化管理和在线监控。目前，全区利用高效节水灌溉技术恢复和改善农田22.5 万亩，农田灌溉有效利用系数从2016 年的0.46 提升至0.63，农田灌溉用水保证率已经达到85%以上，农村集中供水率达97%以上。

3 高效节水灌溉技术应用与发展的意义

高效节水灌溉技术在农业生产中的应用一方面是为了实现农业生产节水，降低灌溉成本，改变传统农业灌溉用水浪费严重的问题；另一方面是为了提高水资源利用率和利用效果，并利用高效节水灌溉技术优化药肥管理，提高水、肥、药在农业生产中的使用效果，在预防药肥污染和土壤板结的基础上促进农作物增产、增收、增效。农作物水肥、药肥一体化技术作为一种科学的水肥控制手段，不仅有利于减少化肥的用量，同时还能在较少的水肥基础上提高农作物产量与质量，可谓一举两得。农作物水肥、药肥一体化技术在生产实践中还应用了一些前沿的高新科技，如智能传感技术、计算机控制技术、物联网技术、互联网技术、云计算、云服务等。这些技术的综合化应用又进一步推动着农业生产管理向信息化、智能化、实时化、动态化、现代化转型发展。因此，从农业发展视角而言，推广高效节水技术有利于促进现代农业的健康可持续发展[4]。

4 利用高效节水灌溉技术发展节水农业的策略

4.1 强化旱情监测与灌溉监测

根据播州地区在线监测技术在高效节水灌溉系统中的应用及其突出效果，笔者认为可引入新一代高新科技建构高效节水灌溉系统管理平台及系统，强化农业生产期间的旱情监测和灌溉监测。在线监测系统能自动控制灌区农作物灌溉，可更加全面地了解灌区农业灌溉用水情况，并针对实际灌溉需求及时调整水源调度，确保各灌区用水科学合理、精准到位。基于旱情监测，掌握旱情发展规律，则能进一步优化灌区节水灌溉管理，提高水资源的利用率，在不影响农业生产用水需求的基础上达到科学合理地控制灌溉用水和农业高效生产的目的[5]。

4.2 强化蓄水保水

播州地区为推广高效节水灌溉技术，先后多次加强了辖区内水库、山塘、水渠等水利工程基础设施的改建、新建等工作，有效保障了辖区内水利工程较好的蓄水、保水能力，为水源供给和调度奠定了基础[6]。笔者认为，想要促进节水农业发展，就要有效地发展水利工程，加强水利工程基础设施设备的持续性建设，强化灌区水利工程蓄水保水的功能，保证农业灌溉水源和供水渠道的可靠性，减少水资源损耗，预防农业灌溉用水的浪费。