农业水利灌溉模式与节水技术措施

陈坤雷

[摘 要]农业水利灌溉模式与节水技术措施是实现农业可持续发展的重要手段。文章在比较分析不同灌溉模式的前提下阐述了现代灌溉模式的优势，介绍了喷灌、滴灌、管道灌溉等节水灌溉技术的原理、适用范围及优点，并列举了具体的节水技术措施，旨在提高农作物产量和品质、保护生态环境、促进农业可持续发展。

[关键词]农业；水利灌溉；节水技术

中图分类号：S274 文献标识码：A 文章编号：1674-1722（2024）03-0004-03

（一）精准高效灌溉

我国是一个农业大国，农业生产在国民经济中占据重要地位。然而，我国水资源分布不均，许多地区面临水资源短缺的问题。因此，精准、高效灌溉是我国农业水利灌溉的首要要求，它主要是指在满足作物生长需要的同时精确控制灌溉水量和时间，提高灌溉效率。例如，可根据作物的生长需求和土壤水分状况制订合理的灌溉计划，确保作物在不同生长阶段得到适量的水分[ 1 ]。采用滴灌、喷灌等节水灌溉技术可减少灌溉过程中的水分蒸发和浪费；应用现代信息技术，建立智能化灌溉管理系统，也可实时监测土壤湿度、气候条件等信息，实现精准灌溉。

（二）提高水资源利用率

提高水资源利用率，是农业水利灌溉的另一项重要要求。可根据地区水资源分布情况合理布局作物种植结构，选择耐旱、耐盐碱的作物品种，减少对水资源的依赖。在生产过程中可采用轮作、间作等种植方式提高土壤保水能力，减少水分蒸发。

同时，应响应节约用水和生态文明建设的要求，加强农业用水管理，推广节水农业技术，减少水资源浪费，提高水资源利用率，促进农业可持续发展。

（一）粗放式灌溉模式

粗放式灌溉主要以漫灌为代表。漫灌是一种传统的灌溉方式，将水引入农田，使水在地表形成一层水膜，随后借助自然渗透和蒸发作用，将水分均匀分布到土壤中。这种灌溉方式简单易行，适用于大面积的农田。

然而，由于漫灌过程中水分蒸发量大，灌溉效率低，易造成水资源浪费，目前许多地区已不再推行这种传统的灌溉方式。

（二）精细化灌溉模式

1.喷灌

喷灌是一种现代化灌溉方式，其工作原理是借助水泵，将水加压后输送到管道中，再经由喷头将水喷射到空中，形成细小的水滴，均匀地洒在农田上[ 2 ]。这种灌溉方式具有节水、省工、省时、省地等优点，适用于各种地形和气候条件。在喷灌系统中，喷头是关键部件。喷头的种类和数量应根据农田的大小、作物的种类和生长阶段等因素确定。喷灌时，应根据作物生长需求和土壤水分状况精确地控制喷灌系统的灌溉时间和灌溉量，确保作物得到充足的水分。

在实际应用过程中，可结合智能技术对喷灌系统实施自动化改造，实现自动化控制。例如，可利用传感器监测土壤湿度和气象数据，借助计算机程序，控制喷头的开关和灌溉量，实现自动化喷灌，提高灌溉效率，减少人力成本。

2.滴灌

滴灌是一种将水经由管道输送到农田中每个作物根部，随后以小流量的方式将水缓慢滴入土壤中的灌溉方式。这种灌溉方式可实现精准灌溉，避免水分浪费，并减少土壤盐碱化的风险。滴灌系统中滴头是关键部件。应根据作物的种类和生长阶段等因素调整，滴头的种类和数量，定期检查滴头的工作状态，确保其正常运行。

滴灌系统的优点是可根据作物的需水量灌溉，避免水分浪费。同时，由于水分直接滴入土壤中，可减少土壤表面的蒸发和流失，提高水分利用率。可将滴灌系统与肥料相结合使用，实现水肥一体化管理，提高作物的产量和品质。

3.管道灌溉

管道灌溉是一种借助管道，将水直接输送至农田的灌溉方式，可实现大规模、高效率的灌溉，常用于大型农场或农业合作社的生产过程中。在管道灌溉系统中，管道的质量和布局是关键。应根据农田的地形、作物的种类和灌溉需求等因素确定管道布局，定期检查管道的工作状态，确保其正常运行。

（一）结合智能工具实施综合灌溉

结合智能工具实施综合灌溉，是一种将现代科技与农业水利灌溉相结合的策略。利用智能工具，可实现对农田环境的实时监测和数据分析，从而更精确地控制灌溉水量和时间，提高灌溉效率。

第一，利用智能工具，可实现对农田环境的实时监测。例如，可使用传感器监测土壤湿度、温度、pH值等参数，为灌溉决策提供准确的数据支持[ 3 ]。又如，可使用智能工具监测气候条件，如降雨量、气温、风速等，预测未来一段时间内的气候变化，为制订灌溉计划提供参考。

第二，利用智能工具可进行数据分析，了解作物的生长状况和需水规律，制订合理的灌溉计划。例如，借助大数据技术，可对历年气象数据和作物生长数据进行分析，建立数学模型，预测未来一段时间的作物需水量。

第三，在具体操作上，可采用潮汐式综合灌溉法，根据作物生长需求和土壤水分状况，将灌溉水分为不同阶段，调节水量。在灌溉初期，可采用较大的灌溉水量，以满足作物生长所需的水分；随着作物生长，应逐渐减少灌溉水量，以避免水分过多，导致作物徒长或根系受损。要根据土壤含水量的变化调节水量，将土壤湿度控制在适宜的范围。

第四，可利用自动化灌溉系统。利用自动化技术可实现灌溉设备的远程控制和实时监测。例如，利用物联网技术，可将灌溉设备与手机、计算机等终端设备连接起来，实行远程控制和实时监测，根据作物生长需求和土壤水分状况，自动调节灌溉水量和时间，提高灌溉效率和农业生产效益。

（二）优化集雨储水系统

在干旱和半干旱地区，雨水是宝贵的资源。可建立集雨储水系统，有效地收集和储存雨水，为农作物提供可靠的灌溉水源。

第一，选择合适的集雨面。集雨面是集雨储水系统的关键组成部分，其面积和形状直接影响集雨量和灌溉效率。

为了提高集雨量和灌溉效率，应选择合适的集雨面。

一是集雨面应尽可能选在靠近农田的地方，以便将收集到的雨水直接输送到农田。

二是集雨面应选择在较高处，利用重力作用将雨水输送到储存设施中。

三是集雨面应避免有遮挡物，减少雨水损失。

第二，设计合理的输水系统。输水系统是将集雨面收集到的雨水输送到储存设施的管道、渠道中的系统。为了保障输水效率高、成本低，要设计合理的输水系统。要根据集雨面的位置和农田灌溉需求，设计合适的输水管道或渠道，在長度和布局方面要实行精细设计[ 4 ]。要选择合适的输水材料，如塑料管道、水泥管道等，确保输水过程顺畅和设施耐用。在输水系统中要设置合适的控制设备，如阀门、流量计等，控制水流速度和流量。

第三，建设合适的储存设施。储存设施是集雨储水系统的核心组成部分，其类型和容量直接影响整个系统的性能和效益。为了确保储存设施可靠、经济，应选择合适的类型和容量。要根据集雨量和灌溉需求选择合适的储存设施，例如土窖、水泥池、地下水池等。要根据储存设施的类型和容量合理设计储存设施的结构和布局，保障储存过程稳定和安全。要在储存设施周围加装防渗漏设施，例如防渗膜、防渗砂等，以防止水分渗透和流失。

第四，加强日常管理和维护。为保障系统可靠和持久，应注重其日常管理与维护。定期检查集雨面是否清洁、是否有堵塞或损坏等情况，及时清理、维护。定期检查输水系统和储存设施的运行状态，例如水流是否顺畅、是否有漏水或堵塞等情况，及时维修和更换。定期对系统实施清理和消毒，防止细菌滋生、水质恶化。定期监测系统，及时发现问题并处理。

（三）采取土壤改良或覆盖策略，提升保水性能

在农业水利灌溉中，土壤的保水性能对于提高灌溉效率、减少水分流失有重要意义。为增强土壤的保水性能，可采取土壤改良或覆盖的策略。

土壤改良是指在改善土壤结构、增加土壤有机质、减少土壤盐碱化的基础上增强土壤保水性能的一种方法。例如，可采取深耕、松土、施用有机肥等方式，增加土壤的孔隙率，使土壤更加透气，有利于水分下渗和储存[ 5 ]。又如，有机质也是土壤的重要组成部分，增加土壤的团粒结构可提升土壤的保水性能，可施用有机肥、种植绿肥，增加土壤有机质含量，减少土壤盐碱化，提升土壤的保水性能。

覆盖是指在农田表面覆盖一层覆盖物，减少水分蒸发和流失，提升土壤的保水性能。应根据当地的自然条件和农作物生长需求，选择合适的覆盖材料，例如塑料薄膜、秸秆、砂石等。

同时，要根据农作物的生长阶段和覆盖材料的特点，选择合适的覆盖方式，如全覆盖、半覆盖等。选择全覆盖可有效地减少水分蒸发、流失，但需注意通风换气；选择半覆盖可减少覆盖材料的用量和成本，但需注意防止覆盖材料被风吹走或被雨水冲刷。此外，要根据农作物的生长需求和气候条件，选择合适的覆盖时间，在干旱季节或需要提高土壤保水性能的时期，可进行覆盖；在雨季或需要排水时，则需揭开覆盖物。在覆盖后，还应定期检查覆盖物的状态和农作物的生长情况，及时处理出现的问题。

（四）优化种植方案，减少水资源依赖

在干旱和半干旱地区，水资源是农业生产的瓶颈。为减少对水资源的依赖，需优化种植方案。

第一，挑选和改良农作物，是优化种植方案的重要环节。在干旱和半干旱地区，应选择种植耐旱、耐盐碱、抗病虫害能力强的农作物，例如小麦、玉米、棉花等。同时，可使用遗传育种技术，培育出更适应干旱环境的农作物品种。在挑选农作物时，需要考虑不同农作物的需水特点。例如，灌溉小麦需要耗费较长时间，玉米则需在生长后期减少灌溉水量。

第二，调整种植间距密度，是优化种植方案的关键措施。在保证农作物产量的前提下，通过合理调整种植间距密度，可减少水分蒸发和流失，提升土壤的保水性能。要根据农作物的生长特性和需水特点，确定合适的种植间距密度。例如，棉花的生长需要充足的阳光和水分，因此可适当加大种植间距。在保证农作物生长质量的前提下，通过适当减少种植密度，可减少水分蒸发和流失。例如，在干旱地区种植玉米时可适当加大种植间距，减少每株玉米所占水分资源，提升土壤的保水性能。在种植期间，要注意合理利用土地资源，避免过度开垦和过度放牧对土地造成破坏，合理规划土地利用，更好地保护土地资源和水资源。

第三，采用节水灌溉方式，是优化种植方案的重要措施。在干旱和半干旱地区，应采用滴灌、喷灌等节水灌溉方式，避免传统的大水漫灌方式造成水资源浪费。需根据农作物的生长特性和需水特点，确定合适的灌溉方式和灌溉量。

第四，在采用节水灌溉方式时需注意设备的维护和保养。例如，要定期检查滴灌管道是否堵塞、喷头是否损坏，以确保灌溉设备正常运行。

第五，要注意合理安排灌溉时间和次数，避免引发水分流失和土壤盐碱化等问题。例如，在雨季或土壤湿度较高时，可减少灌溉次数或停止灌溉；而在干旱季节或土壤湿度较低时，则可增加灌溉次数和灌溉量。

农业水利灌溉模式与节水技术措施是实现农业可持续发展的重要手段。在选择灌溉模式时，需综合考虑当地的气候条件、土壤特点、水资源状况等因素。

同时，应积极推广和应用现代灌溉技术和节水措施，提高灌溉效率和水资源利用率，促进农业生产可持续发展，在合理利用水资源、保护生态环境的基础上实现农业生产的优质、高产、高效目标，响应生态文明建设等相关要求，为保护国家粮食安全和推动农业经济发展作出更大贡献。

[1]陈得者.关于农田水利灌溉模式和节水技术措施的运用[J].河北农机，2023（08）：144-146.

[2]莲花.农业水利工程中的灌溉技术与节水措施[J].农家参谋，2022（10）：159-161.

[3]李晓辉.农业水利工程的节水灌溉技术应用及其措施[J].农村实用技术，2022（02）：119-120.

[4]覃文文.农业灌溉模式与节水技术应用研究[J].南方农机，2021（24）：42-44.

[5]张瑞淇.浅析农业水利灌溉模式与节水技术措施[J].农家参谋，2021（18）：195-196.