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浅谈农业高效节约用水措施

2024-01-03武俊燕

河北农业 2023年9期
关键词:农作物根系灌溉

□文/武俊燕

农业高效节约用水技术是指依据农作物在不同生长周期,六大器官(营养器官——根、茎、叶;生殖器官——花、果实、种子)对于水分的实际需求,通过利用现代化技术与设备,进行水分的精准供应,从而使得我国相对紧缺的灌溉水资源,满足各地区农作物茁壮生长,促进农业的稳定、可持续发展[1-4]。

一、提高农作物种植模式与灌溉模式之间的匹配性

农业高效节水技术的核心要点是服务于农业,推动农作物栽培模式的持续性更新,而进行农作物种植模式的科学规划是保证各项措施有效落实的关键。

首先,当地的水利部门与农业部门进行有效的合作,利用地理信息系统对当地农作物的栽培种类、种植面积以及各生长阶段的需水量进行充分的调查,从而精准掌握该区域农作物在不同季节的精准需水量。其次,水利部门对该地区的水位、各季节的降雨量、地表径流总量以及地下水位情况进行充分地调查研究,从而为农业高效节水方案的落实提供一定的数据支撑。第三,以农作物需水情况为X 轴,以各季节的可利用总水量为Y轴,利用大数据技术分析出现阶段农作物种植模式与可利用灌溉水量之间的契合度,然后通过以下技术有效提高农作物种植模式与可利用灌溉水量的匹配性:当地的农业部门利用宏观调控和微观调控的方式,对种植作物种类、栽培模式进行调整,一来为灌溉用水的合理调控提供数据支撑,二来为现代化灌溉技术的引入奠定坚实的基础。依据农作物生长的实际需求,结合地形地势以及各季节可利用灌溉水的总量和水质,进行现代化灌溉技术的引入,并及时利用3D 建模的方式,论证该套节水灌溉体系的可行性,对于运行过程中可能存在的问题进行及时修改,从而保证该工程建成后,可以提高灌溉效率,减少水资源的浪费[5]。

二、高效节约用水的具体措施

(一)滴灌技术。指以运输管道为载体将水资源输送至农作物根系及其周围的灌溉技术。滴灌技术的主要应用场所包括温室经济蔬菜模式、大田粮食作物种植模式、无土栽培模式等场所的应用。

滴管技术应用要点分析:(1)依据种植密度(农作物种植行距、株距)、种植种类、土壤墒情(温度、湿度、pH 值)、种植茬口,进行灌溉模式(单行灌溉、双行灌溉)、灌溉口分布密度、灌溉口大小的合理规划。(2)依据种植面积、灌溉时间,进行储水池体积、主灌溉管道、分支灌溉管道直径等指标的合理规划。(3)依据灌溉水的水质以及灌溉孔的大小,进行沉降池、透析膜等净水装置的合理布局。

滴灌技术的优势分析:(1)节水效率高,与灌溉渠技术、软管灌溉技术相比较,滴灌技术可以节约1/4~1/3 的水资源。(2)抑制土传病虫害的传播,由于滴灌孔一般分布在农作物根系附近,其精准的灌溉模式可以有效降低病原孢子随水传播的概率。(3)保持土壤结构,与其他技术相比较,滴灌技术对于土壤的冲击力较小,可以有效避免表层土壤中营养成分的流失,保持土壤基本的结构,为农作物根系的呼吸以及有益微生物的繁殖提供良好的条件。

(二)微喷技术。微喷技术体系一般由水压系统、喷射系统、水资源运输系统等组成,其中水压系统主要是保证农作物灌溉喷头的水压,从而保证灌溉的均匀性;水资源运输系统与喷射系统主要是负责水资源的输送以及水资源的输出,从而将水分供应给农作物的不同器官,从而充分保障农作物不同部位在各生长周期对于水分的需求,进而保证其茁壮生长的现代化灌溉技术。

微喷技术要点分析:(1)微喷管高度的调整,一般依据农作物的种植高度以及茎叶的茂密程度,合理调整微喷管的高度,保证茎叶供水充足。(2)微喷水流速度的调整,要依据土壤墒情、农作物的长势以及天气情况,通过调节水压、更换喷灌头等方式,进行供水量的合理调整,在保证农作物生长用水的基础上,提高水资源的利用率。(3)喷射头的规格要科学,既要保证良好的雾化作用,提高水资源在叶片、茎秆上的覆盖率,又要进行喷头的合理分布,有效提高水资源的利用率。

微喷技术的优势分析:(1)充分发挥农作物地上部分对于水分的吸收功能,据相关数据显示,农作物的茎叶可以通过气孔来吸收的水分占农作物整个生命周期的20%~30%,微喷系统的引入可以有效弥补根系吸水量不足的现象。(2)维系农业生态系统的平衡稳定,微喷系统可以通过调节整个生态系统的温度和湿度,调整利于农作物生长,而不利于有害生物扩散的基础环境。

(三)沟渠灌溉技术。主要是通过软管和密闭型的渠道将水资源输送至农田生态系统,然后再以大水漫灌的方式将水资源供应给农作物的根系。

沟渠灌溉技术的应用要点分析:(1)灌溉渠路线要科学,首先主干管道以及分支管道要合理规划,并在分支处安装智能阀门,这样可以依据各支干管道的实际需水量进行开合角度和开放时间的有效控制,实现水资源的精准供应。(2)软管的铺设路线要合理,并对有裂痕和孔洞的软管进行及时的修补或者更换,降低水资源运输过程中的浪费。

沟渠灌溉应用过程中存在的主要问题分析:(1)主要是有效降低水资源在运输过程中的蒸发、渗透损耗,对于水资源有效利用率的提升效果比较有限(一般在10%~30%之间)。(2)田间仍然以大水漫灌为主,容易造成土传病害的传播以及水土流失现象。

沟渠灌溉技术的优势分析:(1)可以有效降低地温,在炎热的夏天,部分温室大棚内的地温高达30℃以上,严重影响蔬菜根系的发育,抑制蔬菜的缓苗,而大水漫灌技术可以将地温降低10℃以上,为农作物毛细根的萌发以及主根的深扎创造良好的环境。(2)沟渠灌溉技术的运作模式相对简单,综合成本相对较低,灌溉时间相对较短。

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