農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

[摘 要] 為解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)用水浪費、農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)不高等問題，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)加強對節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)識和推廣應(yīng)用，同時探索促進農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)持續(xù)發(fā)展的路徑，以充分體現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的價值，為農(nóng)業(yè)節(jié)水和高效用水提供保障。

[關(guān)鍵詞] 農(nóng)業(yè);節(jié)水灌溉;灌溉技術(shù)

[中圖分類號] S275 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號]1674-7909（2020）05--2

中國是一個農(nóng)業(yè)大國，是世界上水資源嚴(yán)重短缺的國家之一，農(nóng)業(yè)用水在用水總量中占據(jù)較大比例。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中節(jié)水既是保護水資源的基本要求，又是促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要選擇。如今，我國農(nóng)業(yè)用水效率較低，不斷提高農(nóng)業(yè)用水率能極大地節(jié)約水資源，幫助緩解水資源短缺和用水需求量大之間的矛盾。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中促進節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。

1 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，指的是應(yīng)用高效的灌溉方法或比較先進的防滲材料來提高源頭水和輸水、灌水等環(huán)節(jié)的水資源利用率的技術(shù)措施。目前，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際的節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括噴灌、微灌、管道灌溉、渠道防滲等，不僅可以減少單位面積灌溉農(nóng)田的用水量，在灌溉過程中減少水量損失，而且能改善農(nóng)作物的品質(zhì)，降低農(nóng)戶用水成本，改善灌區(qū)生產(chǎn)條件及生態(tài)環(huán)境等。

1.1 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)要依靠噴頭，在壓力的作用下實現(xiàn)對農(nóng)作物的噴灑灌溉。根據(jù)各組成部分的可移動程度，噴灌系統(tǒng)大致可分成固定式、半固定式、移動式3種類型，其中固定噴灌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用更為廣泛。應(yīng)用噴灌技術(shù)能節(jié)省大量水資源和勞動力，適時適量噴灌還有助于滿足農(nóng)作物用水需求，調(diào)節(jié)農(nóng)田小氣候，促使農(nóng)作物更好地生長[1]。應(yīng)用噴灌技術(shù)灌溉農(nóng)田，其均勻度約為90%，水資源利用率在60%～85%。但是，噴灌技術(shù)也有缺點，即易受風(fēng)速影響，特別是在氣候干燥時期，在噴灑過程中蒸發(fā)損失量較大，會降低噴灌效果。

1.2 微灌技術(shù)

微灌技術(shù)的應(yīng)用方式主要有滴灌、涌泉灌、微噴、小管出流灌等，其最顯著的特征是機械化程度高、灌水均勻、適用性廣，能很好地適應(yīng)各種地形，并可同時將肥料、農(nóng)藥等輸送至農(nóng)作物根部。微灌技術(shù)使用封閉管道輸水，輸送過程的水量損失較小，與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比節(jié)水率在30%～50%，有助于預(yù)防土壤板結(jié)。但是，微灌技術(shù)應(yīng)用需要一次性投入較多資金，專業(yè)技術(shù)性要求較強，必須配合專業(yè)的維護。另外，滴灌技術(shù)屬于微灌范疇，其通過地下毛管進行滴灌，是最節(jié)水、較為先進的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)之一。滴灌技術(shù)通常是地表滴灌，地埋滴灌則集中在40 cm以上土層，耕作層原有的結(jié)構(gòu)不會被破壞，其應(yīng)用有助于保證土壤疏松，構(gòu)建優(yōu)良的水、肥、氣、熱環(huán)境，同時提高保墑效果以及作物對霜凍、干旱等自然災(zāi)害的抵抗力。使用滴灌技術(shù)能達(dá)到25%～65%的節(jié)水率，但是其投資相對較大，并且滴頭容易被堵塞，因此，安裝滴灌系統(tǒng)時，必須配合使用精度較高的過濾系統(tǒng)，才能保證滴灌效果的良好發(fā)揮。

1.3 管道灌溉技術(shù)

管道灌溉一般是使用低壓管道灌溉農(nóng)田，管道系統(tǒng)的工作壓力小于0.2 MPa[2]。該節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用能明顯減少滲水及蒸發(fā)，大大提高灌溉水利用系數(shù)。管道灌溉技術(shù)用水量是傳統(tǒng)灌溉技術(shù)用水量的1/3，具有成本低、效率高等優(yōu)勢，適時供水能節(jié)省農(nóng)業(yè)灌溉中的勞動力，縮短灌溉周期，控制水分損失，優(yōu)化農(nóng)田灌溉條件，從而滿足農(nóng)作物生長所需水量，促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。

1.4 渠道防滲技術(shù)

渠道防滲灌溉的應(yīng)用途徑較多，原理主要是在渠道表面襯砌混凝土防滲層，減少水資源滲漏損失，較大地提高渠系水利用系數(shù)[3]。應(yīng)用渠道防滲技術(shù)不但能節(jié)約水資源，而且可以降低地下水位，避免土壤次生鹽堿化;防止渠道侵蝕、崩塌，提高輸水速度;縮小渠道建設(shè)規(guī)模，在一定程度上節(jié)約土地資源，控制建設(shè)成本、維護成本。當(dāng)下，雖然我國已經(jīng)建成的防滲渠道超過55萬km，但是其僅占渠道總長的20%左右，因而其應(yīng)用和發(fā)展空間較大。

1.5 農(nóng)藝技術(shù)

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用需要農(nóng)藝技術(shù)的支撐和配合，其主要涉及耕作覆蓋保墑、改進地面灌水、選擇抗旱節(jié)水農(nóng)作物、水肥耦合高效利用、土壤保護劑和農(nóng)作物蒸騰控制等技術(shù)。在農(nóng)田節(jié)水灌溉中結(jié)合耕作保墑技術(shù)能疏松土壤，將其毛細(xì)管切斷，達(dá)到減少水分蒸發(fā)的目的，顯著提高土壤水利用率。覆蓋保墑技術(shù)的應(yīng)用是將秸稈、塑料薄膜或其他材料覆蓋在耕地表面，對土壤水分蒸發(fā)產(chǎn)生抑制作用，減少地表徑流，有效蓄水保墑。地面灌水的改進主要有溝畦規(guī)格的改進、先進地面灌水技術(shù)的應(yīng)用，前者包括將長畦改成短畦、寬畦改成窄畦以及短溝灌、細(xì)流溝灌等，后者包括波涌灌、膜上灌、隔溝灌、水平畦灌和細(xì)索灌等，當(dāng)下推廣應(yīng)用價值最高的技術(shù)是膜上灌、波涌灌。篩選節(jié)水農(nóng)作物則是要按照本地干旱發(fā)生規(guī)律、降水分布、農(nóng)作物水分特性等，因地制宜地壓縮需水量較大的農(nóng)作物的種植規(guī)模，擴大雨熱同步及秋熟農(nóng)作物的種植規(guī)模，盡可能選擇更多耗水少、水利用率較高的農(nóng)作物，實現(xiàn)對農(nóng)作物布局的調(diào)整，形成高效的適應(yīng)型種植制度。在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用中還可配合使用化學(xué)制劑，包括保水劑、黃腐酸、抑蒸抗旱劑、復(fù)合包衣劑等，以便在農(nóng)作物的生長發(fā)育環(huán)節(jié)抑制水分過度蒸騰，預(yù)防奢侈耗水，降低干旱對農(nóng)作物的危害，提高根系利用土壤深層儲水的效率，在提高農(nóng)作物抗旱能力的同時提升水資源生產(chǎn)

效率。

2 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展路徑

農(nóng)業(yè)節(jié)水不但是國家走可持續(xù)發(fā)展之路的客觀要求，而且是由水資源配置失衡、水資源短缺等嚴(yán)峻形勢所決定的。在農(nóng)業(yè)用水量不足、糧食需求量增加的矛盾下，我國需要進一步發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)。

2.1 因地制宜發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)

各地區(qū)應(yīng)按照本地和灌區(qū)、農(nóng)作物種植區(qū)等的實際情況，應(yīng)用并發(fā)展相適應(yīng)的節(jié)水灌溉技術(shù)，保證實現(xiàn)最大化效益。在山丘及干旱地區(qū)應(yīng)發(fā)展滴灌技術(shù)、微噴技術(shù)，在干旱和半干旱山丘地區(qū)要引入雨水收集技術(shù)。針對井灌區(qū)域，應(yīng)促進管道灌溉技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展;在河灌區(qū)域，應(yīng)大力發(fā)展渠道防滲技術(shù);在經(jīng)濟作物灌區(qū)，則應(yīng)發(fā)展微灌技術(shù)。

2.2 引導(dǎo)農(nóng)戶正確認(rèn)識節(jié)水灌溉

由于農(nóng)戶對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的認(rèn)識普遍不足，不了解其原理、應(yīng)用和后期維護等，導(dǎo)致其缺少使用節(jié)水灌溉技術(shù)的動力。為此，相關(guān)部門應(yīng)想辦法優(yōu)化區(qū)域信息環(huán)境，采取科學(xué)有效的方式宣傳農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，如通過宣傳手冊、報紙、廣播、電視和網(wǎng)絡(luò)等媒介宣傳使用節(jié)水灌溉技術(shù)的效果和優(yōu)越性，特別是側(cè)重宣傳其帶來的可觀經(jīng)濟效益，促使廣大農(nóng)戶特別是年輕男性農(nóng)戶能正確認(rèn)識農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的價值，進而對增加農(nóng)業(yè)經(jīng)濟收入有更強的欲望。針對經(jīng)濟較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，農(nóng)民素質(zhì)往往較高，有著主動學(xué)習(xí)的意愿，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對于高科技有較高的認(rèn)可程度，有助于促進農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用和推廣，同時強化后續(xù)服務(wù)。推廣人員還應(yīng)走村入戶，在各村舉辦關(guān)于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的有獎競猜、問答等活動，吸引農(nóng)戶注意，使其積極參與技術(shù)應(yīng)用[4]。

與此同時，增進各地區(qū)的相互交流，體現(xiàn)典型農(nóng)戶使用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)取得的示范效應(yīng)，從而帶動更多農(nóng)戶積極使用節(jié)水灌溉技術(shù)，全面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率;按照氣象條件、農(nóng)作物的需水規(guī)律等，完善制定節(jié)水灌溉制度并有效執(zhí)行，及時在農(nóng)作物生長的關(guān)鍵期應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù);促進農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整、家庭式生產(chǎn)經(jīng)營方式的革新，制定切實可行的、完整的節(jié)水技術(shù)體系，形成不同規(guī)模的節(jié)水灌溉模式，供農(nóng)戶自主選擇;執(zhí)行灌溉用水定額標(biāo)準(zhǔn)，針對超定額用水灌溉農(nóng)田的行為實行階梯加價收費，未超定額的灌溉則提供經(jīng)濟補償，激發(fā)農(nóng)戶使用節(jié)水灌溉技術(shù)的積極性，促進技術(shù)發(fā)展。

2.3 推動節(jié)水灌溉可持續(xù)發(fā)展

在一些發(fā)達(dá)國家，高新技術(shù)和資本是其發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的保障，這些國家還將各項農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)施和后期輸水管道、噴頭、滴灌管等配備設(shè)備的研發(fā)作為重點，形成一整套高效節(jié)水灌溉模式。這值得農(nóng)業(yè)科技研究者借鑒，要加強對其先進節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備研發(fā)的學(xué)習(xí)，堅持提高個人專業(yè)知識水平，保證熟練掌握各種農(nóng)作物的生長發(fā)育、組成元素及土壤含水量等內(nèi)容，促使廣大農(nóng)戶能根據(jù)專家的數(shù)據(jù)和結(jié)果進行系統(tǒng)的、有效的灌溉，在提高水資源利用率的基礎(chǔ)上實現(xiàn)增產(chǎn)增收，讓農(nóng)業(yè)發(fā)展更健康、更持久。例如，加強對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉配套技術(shù)的研發(fā)，結(jié)合3S技術(shù)和自動控制技術(shù)，發(fā)展農(nóng)作物調(diào)虧灌溉技術(shù)，組織相關(guān)部門和農(nóng)業(yè)科研院校進行聯(lián)合攻關(guān)，整合工程和節(jié)水灌溉。

3 結(jié)語

農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣及應(yīng)用是提升農(nóng)業(yè)用水效率的關(guān)鍵性舉措，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際中務(wù)必要加強對各種節(jié)水灌溉技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，實現(xiàn)灌溉技術(shù)與農(nóng)藝的結(jié)合，不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。當(dāng)然，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是一項長期的系統(tǒng)性工程，今后應(yīng)想辦法促進其技術(shù)發(fā)展，引導(dǎo)廣大農(nóng)戶對節(jié)水灌溉形成正確的認(rèn)識，通過多種渠道推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)，使其走上可持續(xù)發(fā)展道路，為區(qū)域經(jīng)濟與社會的發(fā)展提供強有力的支持。

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作者簡介：李銀華（1990—），男，本科，助理工程師，研究方向：節(jié)水灌溉、水肥一體化、水利水電。