水稻節水灌溉自動化技術研究

劉慧

摘 要：水稻具有較強的水分適應性，在已經開展的水稻旱作、覆膜旱作等試驗研究中得到了證明。水稻控制灌溉技術正是根據不同生育階段水稻對水分需求的敏感性和需水規律，在充分發揮水稻自身調節機能和適應能力的基礎上，適時適量地科學供水的節水灌溉新技術，是一項重要的節水措施。本文主要針對水稻節水灌溉自動化技術進行分析和討論。

關鍵詞：水稻；節水灌溉；自動化技術

水稻是中國傳統的農作物，是中國產量最多的農作物之一，占農業用水總量的93%，每年用水量高達150億立方米。農業用水大約占社會用水的70%，水資源對于水稻的生產有著不可替代的促進作用，因此，發展節水灌溉技術對于水稻的高產穩定、水資源的節約有著雙重意義。

1 我國農業節水灌溉自動化技術現狀

農業生產灌溉不是一個簡單的過程而是一個紛繁復雜過程，在這個過程中涉及到很多的的技術內容，要真正實現農業生產過程中的灌溉水資源的高效利用，僅憑借節水設備運用或節水技術發展，根本不可能。因此，只有將灌溉水源開發、灌水技術裝備和灌區降雨、蒸發、土壤墑情等相關因素進行有機結合，統籌考慮，做到灌區降雨、灌溉水、土壤水以及地下水等水資源的動態使用，實現按需、按時、按量等自動供、配、用水。我國在節水灌溉自動化方面的研究起步晚，主要是因為受傳統的農業用水觀念等因素的影響，目前水灌溉自動化方面的研究還處在初級階段，灌溉基礎設備短缺，灌溉自動化管理水平不高等，我國目前所擁有的節水灌溉控制系統設備而言，大多存在控制規模小，控制對象單一，設備成本高的缺點，大面積推廣存在問題。

2 節水灌溉對稻田生態環境的影響

水稻節水灌溉，稻田水分干濕交替，從而影響稻田熱容量的變化，稻田溫度、植株間空氣濕度會隨著田間水分狀況的不同而發生顯著變化。其結果導致了植株間空氣濕度的降低，使稻田增溫。由于植株間空氣濕度的減小和晝夜溫差變大，從而抑制了病原菌的繁殖與傳播，水稻病蟲害也相應的有所減少。節水灌溉條件下，田面經常排水曬田，土壤和大氣之間的擴散交換作用增強，從而增加了土壤的通氣性，使土壤含氧量增加，氧化還原電位升高，還原物質得到氧化；同時，土壤好氧微生物活動加強，有機物質分解增加，礦化速度提高，曬田復水后土壤中有效養分的含量顯著增加。節水灌溉條件下，稻田一些旱生雜草或半旱生雜草獲得了生長空間，但同時更多的水生雜草的生長受到抑制，雜草總量與淹灌條件相比差別不明顯。

3 水稻節水灌溉技術應用

水稻是喜水并對缺水敏感的作物，水是其正常生理活動和有機體形成的基礎。通過節水灌溉技術的實施，明顯的增加了節水的效果，對于水稻的生長發育和水稻田的生態環境都有著直接的影響，對于水稻的高產，也提供了非常有利的技術支持，大大的改善了稻田的生態環境，從而實現節水高產的最終目標。

3.1 水稻節水灌溉制度

水田的需要水量，一部分靠降水供給，一部分需要靠人工灌溉來補給，每公頃稻田補給的水量稱為稻田的灌溉定額。水稻田進入生長期，葉面積增大，外界氣溫高，光合作用強，物質代謝旺盛，尤其是水分代謝非常活躍，因此對水分的需求量大大增加。

3.1.1 非充分灌溉

與傳統灌溉思想只要有足夠的水源供應，就給作物供應最充分的水，以使之達到盡可能高單位面積產量相反，即灌溉的目的并不是要求達到最高的單位面積產量。其實有些地方的坐水種和灌關鍵水就是非充分灌溉的雛形。這種灌溉指導思想在水資源日益緊缺的時代顯得尤為重要。因為水資源是有限的，如果單位面積少灌一些水，就可能灌溉更多更大面積，從而獲得更大總產。但現在需要做大量試驗工作，研究出完整的不同地區、不同作物的非充分灌溉制度。

3.1.2 水稻薄、淺、濕、曬

水稻灌溉長期保持較深水層是一直采用傳統灌溉方式。此法水肥流失嚴重。而經研究采用薄、淺、濕、曬灌溉制度節水效果明顯，就是薄水插秧，淺水返清，分蘗前期田間濕潤管理，分蘗后期曬田、撥節、抽穗保持薄水，乳熟保持田間濕潤，黃熟濕潤落干。實踐證明可增產8%左右，而且可以增加單位面積產量的效果。

3.2 控制灌溉

水稻控制灌溉是水稻移栽后，田面保持5-25毫米薄水層返青活苗，在返青以后的各個生育時期，田面基本不再長時間建立灌溉水層，也不再以灌溉水層做為灌溉與否的控制指標，不同的階段分別采用不同的飽水率，而不再建立灌溉水層，以達到節水的目標。而是以不同生育期不同的根層土壤水分作為下限控制指標，確定灌水時間、灌水次數和灌水定額的一種灌溉新技術。該灌水的時間和灌水量都由根層土壤的含水率決定，一般情況下在土壤飽和含水率的60%～80%左右，視水稻的不同生育階段對水分的需求具體而定，改變土壤、植物根部長期泡在水下的情況，也增加了植物根部與陽光的接觸，提高了化肥的使用效率，達到了節水、優質、高產的多重目標。具體的操作就是在返青期間保持田間濕潤，分蘗初期保持田間灌水層蓋過泥土，分蘗后期進入曬田，保持田地的干燥，黃熟以后，再灌一層水，避免植物早衰。

3.3 噴頭灌溉技術

大力開展水田節水是我國農業經濟社會可持續發展的必然要求，我國傳統輸水方式是用土渠灌溉水從水源輸送到田頭，所以在輸水過程中有大量水通過滲漏，蒸發方式就已浪費掉了。在壓力作用下，水經過噴管內的穩流器得到水流的整合，從而改變水流的速度，然后穩流器將壓能轉化動能，瞬間提高水流速度并從噴嘴高速噴出。水流在空氣阻力的作用下粉碎成細小的水滴；在扇形噴灌的過程中，在噴灌作業前必須將空心軸的限位環移動到具體工作需要的位置，當噴體按照轉動的工作原理轉動到換向器的限位環時，撥桿就會撥動換向彈簧，能夠使擺塊轉動到能與反向鉤相碰的位置。例如搖臂噴頭的搖臂在水壓的作用下，利用反向鉤與擺塊突起的部分進行撞擊，在撞擊力的反作用下，促使噴頭快速的翻轉，保證噴頭能夠對準各個方向的農作物，保證農作物生長對水的需求。

結束語

隨著經濟社會的發展，一方面人口不斷增加對水稻的產量需求也在增加，另一方面水資源的總量在不斷下降。因此，我們在不斷改良水稻品種的同時，研究高產優質節水灌溉技術也是農業發展的必然要求，對于穩定水稻產量節約水資源有著重要意義。

參考文獻

[1]魏鐵軍，劉福林，劉東.幾種水稻節水灌溉技術[J].現代化農業，2008，（11）：19-20.

[2]姜訓宇，段生梅，母利.節水灌溉自動化技術的發展及前景分析[J].安徽農學通報，2011（8）.

[3]孫小淋，楊立年，楊建昌.水稻高產節水灌溉技術及其生理生態效應[J].中國農學通報，2010，26（3）：253-257.

[4]周陽春.GPRS在蒙開個灌區水情自動測報系統中的應用[J].云南水力發電，2006，22（4）：13-16.endprint