农田节水灌溉中滴灌技术的应用优势特点及技术操作要点分析

王中国

灌溉是农业生产中不可或缺的环节，灌溉方式的合理性，以及灌溉技术的适用性，不仅会影响农作物的产量和质量，还容易使农业生产成本支出增加。目前，农业生产提倡绿色节能，节水灌溉逐渐成为主流，最为常见的节水灌溉技术便是滴灌技术。为提高节水灌溉的质效，发挥滴灌技术的优势，立足农田水利节水灌溉中的滴灌技术应用情况，做好技术应用要点分析至关重要。

一、农田节水灌溉中滴灌技术的应用优势与特点

在农田节水灌溉当中，提高水资源利用率、节约灌溉水源是技术运用的基本要求。作为农田水利节水灌溉的代表性技术，滴灌技术有着省水、省工、省肥特点，技术应用过程中不仅能够以较少的水量满足作物需水要求，更可实现灌溉水量的精准控制以及农田灌溉的自动化管理。与常规灌溉方式相比，滴灌有着自动化程度高、水源蒸发损耗少、增产增收效果强且土壤保护作用佳的特点与优势。通常来说，使用滴灌技术灌溉农田可利用细小水滴浸润土壤，并且基于肥水一体化技术实现肥水均匀控制，能保证针对性施肥与灌溉，可从根本上提升田间管理的有效性。

当然，滴灌技术还有着节省劳动力以及避免土壤侵蚀塌陷的优势。在运用该技术时，可依靠自动或手动阀门控制滴灌系统。这样一来，农田灌溉不再完全依赖人工，可通过降低劳动力投入达到降本增效目的。而由于滴灌模式下，土壤不会受到大流量水冲刷，所以能够一直保持稳定结构，并且随着水肥渗透逐步发展成适合农作物生长的良性环境。需要注意的是，以滴灌方式进行农田灌溉也并非毫无缺点。事实上这种技术十分容易引起盐分积累，若将滴灌技术运用到土壤含盐量较高的地区，就会因这种灌溉方式导致盐分在湿润土壤中快速积累，一旦遭遇降水便会引起盐害导致农作物减产。除此之外，应用滴灌技术也容易造成农作物根系发展受限，更存在使用成本高的问题。作物根系具有向水性特征，滴灌模式下根系会集中生长在田间土壤湿润的部分，会因为拥挤而导致根系难以发展；而且，滴灌技术落地需要以滴灌系统为支撑，灌水器是其中最为重要的设施，但该装置易堵塞，堵塞时会让系统停摆甚至报废，进而增加灌溉成本。

二、农田节水灌溉中常见的滴灌技术类型

在滴灌技术支持下，农田的灌溉水源利用率高达95%，这种技术在果园、农田、温室大棚灌溉中都十分适用。随着时间推移，滴灌技术越来越受青睐，技术类型以及应用方式也不断丰富。目前，农田节水灌溉中常用的滴灌技术有两种：其一为地表滴灌技术，其二为地下滴灌技术。而且，滴灌系统的布设以及控制形式也十分多样，使得技术适用性进一步增强。

1、技术类型

①地表滴灌

地表滴灌技术是最传统也最常见的滴灌技术，使用中需要在土壤表面设置毛管和灌水器，通过向植物根部滴水的方式完成灌溉。地表滴灌技术有着安装便捷且维护方便的特点，毛管和灌水器都被固定在田间的特定位置，只需定期打开阀门即可完成农田灌溉。实践中，田间管理人员可随时检查土壤湿润度，还能根据农作物生长情况及时调整滴头的流量变化。

②地下滴灌

地下滴灌技术与地表滴灌技术拥有相同原理，但地下滴灌技术需要将毛管以及灌水器埋入地下，所以这种技术也被称为地埋式滴灌。与地表滴灌技术相比，地下滴灌技术在降低灌溉水源蒸发量方面更具优势，可进一步提高水肥控制效果。使用地下滴灌技术时，水流将直接流入作物根系层土壤，可事半功倍地完成灌溉；而且，该模式下，毛管无需拆卸，不仅不会对田间耕作产生影响，更能让设备使用寿命得以延长。

2、应用形式

结合实践可知，在农田节水灌溉中有效运用滴灌技术必须保证滴灌系统建设安装合理性。通常来说，滴灌系统有固定式滴灌系统和非固定式滴灌系统之分；前者的所有管网位置皆固定在某一位置不再移动，后者则有着干支管道固定但毛管移动特点。滴灌技术运用环节，相关工作人员不仅可将装置固定在地上或地下，也可在灌水期间不断根据灌溉需要调整灌溉系统位置；前者采用固定式滴灌系统支撑灌溉，而后者则采用移动式滴灌系统支撑实践。实践中，滴灌系统的运行方式相对多样，使用期间大多采用手动控制与半自动控制方式保证系统正常运转，少部分区域会采用全自动控制滴灌系统。

三、农田节水灌溉中的滴灌技术应用要点

从当前情况来看，在农田节水灌溉当中有效利用滴灌技术十分必要。想要达到这一目标，要求田间管理人员正确认识滴灌技术价值，明确技术原理与技术应用重点，从滴灌系统安装与运行管理两方面着手保证应用效果。

1、滴灌系统安装

选用先进的技术设备是保证滴灌技术有效运用于农田节水灌溉的重要基础，优化滴灌技术的过程中，相关工作人员需要高度重视滴灌系统的设计，滴灌装置的合理安装。为合理运用滴灌技术，相关工作人员需要因地制宜构建滴灌系统。此环节应先采集农田基本信息，了解农田地理位置、气候条件，确认种植区域的水文地质状况以及水资源利用情况。在确认种植区域的基本情况后，相关工作人员应当立足现实选用滴灌形式。以自压滴灌系统安装为例，自压滴灌技术与固定式滴灌技术拥有相同的应用模式，不过自压滴灌技术在灌溉期间无须像固定式滴灌技术一样进行动力加压，能直接借助自然高差满足系统需要的压力，所以自压滴灌系统的能耗小、运行费用低，在拥有高位水源或具备可利用承压水的区域十分常用。使用期间，自压滴灌系统安装主要经过以下流程：

①设计安装方案

正如前文所言，运用滴灌技术时需要秉承因地制宜的原则。所以安装自压滴灌系统也要结合农田灌溉地区的地形特点和水文地质条件做出针对性规划。农田自压滴灌系统不仅包括灌溉系统，还需配置相关的水源输送系统以及控制系统，因此安装方案设计阶段既保证子系统设计合理，也要确保整体系统结构完整、运行合理。设计阶段，科学选用灌溉设施、给排水设施以及控制装置最为重要，而且完成设备的精准定位和安装同样十分必要。

②建设引水渠道

自压滴灌系统安装环节，合理建设引水渠道是保证滴灌技术优势发挥的根本要求。作为引入灌溉水源的重要装置，引水渠道与压力前池相连，直接影响灌溉稳定性和安全性。农田水利节水灌溉中，主要采用混凝土浇筑建设引水渠道，以整体浇筑使引水渠道拥有良好防渗性和使用安全。滴灌技术应用期间，也要强调渠道表面打磨与清理，避免泥沙沉积。

③打造压力前池

所谓压力前池，就是自压滴灌系统中扮演临时存水加压角色的装置，该装置结构并不复杂，主要包括“进水+沉淀+出水”三个区域。建设压力前池时，技术人员立足地形地貌选址，做好水源压力、落差计算。施工阶段，同样采用混凝土浇筑保证防渗有效性，还要在顶部覆盖石棉瓦等材料，降低灌溉水源被污染风险。

④设计首部枢纽系统

应用自压滴灌技术时，有效设计和搭建首部枢纽系统是发挥技术优势的核心要求。首都枢纽系统中设有众多设备仪器，承担着取水、配水、送水、滤水重任，系统运行期间必须保证各种装置安全稳定协调运行。比如，设计基于PLC技术的首部枢纽系统，依托于自动化控制技术提高系统功能性。实践中，可利用传感器采集信息，实时监测土壤情况以及设备运行状态信息，为评估土壤环境、精准控制用水量以及合理调度控制滴管流量和频率提供保障。

⑤安装输配水管网

农田水利节水灌溉中，滴灌技术应用必须保证输配水管网设计安装合理性。在此期间，应当重视各种基础设施的有效连接，并合理选用水管压力阀以及进排气阀，还要配备调节设备、计量设备以及监测设备。自压滴灌系统建设环节，相关工作人员主要采用垂直连接方式铺设管网，尽可能保证管道独立运行。比如，在等高线垂直方向布设引水管，合理构建压力前池的管网；严格依照农田种植密度、农作物灌溉需要铺设毛管，提高“末端管+排水井”衔接有效性。实际作业环节，主要选用钢管或PVC—U型管铺设输配水管网，部分地区也选择利用玻璃夹砂管构建管网。

2、滴灌系统运维

现阶段，人们在设计滴灌系统时十分青睐远程控制系统，即依靠移动通信技术、互联网、大数据、物联网等先进技术打造智能控制模式，让滴灌系统可以实现远程控制。这样一来，能进一步降低滴灌技术应用环节的劳动力投入，全面提升滴灌自动化程度，可为发展智慧农业提供有力支持。当然，滴灌系统运维期间，不仅要关注系统控制也要强调运行装置检修维护。

①远程控制

为保证滴灌技术在农田节水灌溉中的有效运用，相关工作人员应该从加强滴灌技术应用监控角度出发，积极推动信息化、智能化滴灌体系建设，合理设计农田滴灌远程监控系统。此时，主要遵循有效性、经济性、可靠性、鲁棒性原则设计系统，并且在实践中着力提高系统界面操作便捷性、信息采集全面性以及业务流程清晰性。实际作业环节可按图1所示的体系架构设计农田滴灌远程监控系统，在物联网支撑下实现滴灌技术应用情况的全过程、远程自动监控。

农田滴灌远程监控系统设计期间，最为重要的工作便是选定传感网络形式。此时，既可以单独选用Zig Bee无线传感网络或GPRS远程广域网络支撑系统通信，也可基于二者结合支撑系统通信。系统感知层设计阶段，传感网络设计、物联网网关设计是重点；网络层总体设计需以保证信息安全、稳定传输为重点；应用层设计中，必须做好应用软件设计，强调设备监控模块、农产品管理模块以及数据咨询模块功能设计完善性，做好用户中心设计。实践中，设计人员必须重点关注设备监控模块，通过合理设计感知设备监控子模块、数据管理与可视化子模块、数据触发动作管理子模块和远程设备控制模块，保证滴灌装置远程控制有效性。

②检修质控

滴灌技术应用环节，十分容易出现装置堵塞现象，若不对其进行及时处理不仅会影响灌溉质量，还会造成系统崩溃。所以，定期开展检修工作十分必要。农田节水灌溉期间，滴灌技术人员应当根据农作物生长特性、灌溉频率以及滴灌装置使用标准，编制周期性运维检修计划并保证精准施行。在运维检修期间，相关工作人员不仅要做好日常维护，也需要强调不定期抽检和针对性维护，强调化学处理手段与物理维护手段并用。而且，运维管理人员还应当明确滴灌装置性能、使用寿命差异性，为及时更换装置做好准备。为保证滴灌技术应用质量，田间管理人员不仅需要对滴灌装置运行状态进行监控，更要避免在滴灌系统应用期间犯错。滴灌技术人员应该在实践中合理调整灌溉制度，基于作物各个生长阶段的灌溉需求差异以及当地气候条件变化及时调整灌溉周期，精准控制灌溉量，以免因不合理的灌溉制度影响作物生长，降低滴灌技术应用效果。

同时，应用滴灌技术时也应该避免发生滴头不当和装置配备不全的错误。滴灌模式下，常用的滴头为压力补偿式滴头，有着出水均匀、灌溉效果良好的特点，不过使用成本相对较高。部分地区也会选用非压力补偿式，但无论选用哪一种滴头都必须秉承因地制宜原则，否则会让该装置使用效果大打折扣。所谓装置配备不全，主要是指滴灌技术应用环节人们常常忽略过滤设备配置，由于缺少过滤器使得灌溉水源内部的杂质无法被及时清除，大大加剧了滴头阻塞风险，也降低了滴灌系统运行安全性。不仅如此，使用滴灌技术时还应该避免以下错误：一方面，水肥施入不同步；许多地区在使用滴灌技术时，并未利用滴灌系统进行水肥同步施入，导致水肥利用率不足，滴灌技术的水肥一体化管理优势难以发挥。另一方面，忽视长期运行费用；滴灌系统前期投入相对较大，但使用寿命、覆盖面积大，综合性价比颇高；可是许多使用者并未关注长期运行的管理，既没有做好系统设计也未能有效开展后期运维，导致后期运行成本大增，严重削弱了滴灌技术的应用优势。

四、滴灌技术在农田节水灌溉中的应用保障

从当前情况来看，滴灌技术的高效节水效果已经备受认可，在各大农业生产区中也得到了大面积推广应用。基于滴灌技术的深度融入，我国传统农业用水方式发生了巨大改变，农业生产中的水资源利用率快速提升，为田间管理期间进一步解放生产力与改善生态环境奠定了坚实基础。为进一步促进滴灌技术应用提质增效，必须高度重视滴灌技术应用基础夯实工作，为滴灌技术推广、落实创设更优越的环境。基于此，在农田节水灌溉过程中，我们可采用以下措施为滴灌技术有效应用提供保障。首先，加大资金投入与政策支持；发挥政府宏观调控以及舆论引导作用，为降低滴灌技术应用成本、促进滴灌技术产业发展奠定坚实基础。其次，加大技术推广力度，构建立体化技术宣传推广系统；通过整合政府、企业、机构以及农民等多主体力量，沟通打造滴灌技术学习、推广、应用模式，依靠传统媒体与新媒体联动构建滴灌技术融媒体宣传。最后，加强人才培养，加速技术研发；大力培养技术技能型人才，为滴灌技术研发、应用与推广储备优秀人才，建设高素质农技指导队伍，为促进滴灌技术推广提质增效做好准备，加速研发速度，持续丰富滴灌技术类型、推动滴灌装置更新换代。需要注意的是，虽然滴灌技术适用性强、应用范围广，但为了保证该技术能得到高效利用，在推广期间也应当着重关注水资源短缺的区域，通过以需求为导向的针对性推广和指导，促进滴灌技术大面积推广与高质量应用。

综上所述，滴灌技术是现代农业发展中最具代表性和实用性的节水灌溉技术，是农田水利工程中极为重要的组成部分，在促进现代农业高质量可持续发展方面发挥着巨大作用。事实上，滴灌技术在农业生产中的应用质量已经成为影响农业生产质量与综合效益的关键性因素，因此技术应用环节必须结合实际，合理选用滴灌技术类型，并且严格按照滴灌技术标准做好基础建设与应用监控。

（作者单位：274300山东省菏泽市单县龙王庙镇农业农村服务中心）