農業灌溉模式與節水技術應用研究

覃文文

（寧夏回族自治區農田建設與開發整治中心，寧夏 銀川 750001）

1 將節水技術應用于農業灌溉的現實意義

據統計，中國承擔著保障世界20%的人口飲水與糧食安全的重大國際社會責任。綜合分析而言，我國不論是人均水資源量還是人均耕地面積環比世界其他國家的人均量而言，都處于較低的水平。尤其是在我國社會經濟飛速發展的當代社會，對農業用水和工業用水的需求也在不斷增大，其速度甚至遠超社會整體發展速度與人口增長速度。因此，將節水技術應用于農業灌溉具有突出的現實意義，具體體現在以下幾方面。

1）只有科學有效地將節水技術應用于農業灌溉，才能夠達到農業干旱、缺水問題治標又治本的根本目的。當前，干旱缺水已經成為影響農業生產的一項突出因素，尤其是對于水資源本就短缺的農村地區來說，地方經濟是否能實現平穩快速的發展主要看水資源的供給是否充足。結合我國的實際國情與自然資源現狀來看，對節水灌溉技術加以推廣和應用，是現階段成本最小、可操作性最強的一項有效措施。

2）因地制宜地使用節水灌溉技術，能夠有效拓展農村市場[1]?？梢赃@樣說，如果我國的國民經濟無法獲得農業經濟的支持與保障，那么國民經濟的穩定性必將會發生動搖。不論時代如何發展，社會如何進步，農業所發揮出的重要作用永遠不可能被替代，故而有利于農業經濟健康良性發展的節水技術理應被積極應用于農業灌溉。當節水灌溉技術被有效使用之后，首先獲利的便是當地的農業經濟，在農業經濟健康增長的加持下，整個社會經濟也將始終處于良性增長的循環之中，這對于整個國民經濟發展的可持續性而言有著非凡的意義。

3）節水技術的應用是實現我國農業現代化的基本保障之一。當前，不論是社會發展形勢還是經濟增長態勢都與過去有了明顯的不同，農業經濟要想跟上時代發展的步伐，始終服務于我國國民經濟的可持續性增長，就必須完成農業現代化的轉型。在農業現代化的過程中，水利是至關重要的支撐點之一，很多地區的農業發展都受制于水利。從某種程度上講，節水灌溉技術的現代化以及應用程度就代表了當地農業現代化的發展成效。與當地農業發展實際情況相契合的現代化農業灌溉節水技術，不僅能夠將當地農業現代化的規模進一步擴大，更能夠推動整個社會向前發展。

據統計，2020年，全國用水總量5 812.9億m3。其中，生活用水863.1億m3，占用水總量的14.9%；工業用水1 030.4億m3，占用水總量的17.7%；農業用水3 612.4億m3，占用水總量的62.1%；人工生態環境補水307.0億m3，占用水總量的5.3%。地表水源供水量4 792.3億m3，占供水總量的82.4%；地下水源供水量892.5億m3，占供水總量的15.4%；其他水源供水量128.1億m3，占供水總量的2.2%。大中型水庫和湖泊蓄水總體穩定，全國用水總量比2019年有所減少，用水效率進一步提升，用水結構不斷優化。可見，農業水利資源的合理應用至關重要，應切實推進農業灌溉和節水技術的健康發展。

2 農業灌溉模式

2.1 農業水利灌溉

為了有效地保證作物正常健康發育生長，使作物實現高產穩產，必須及時地提供充足的植物營養素和水分。在整個農業生產作業過程中，要真正地將農業水利灌溉模式與節水技術措施落實在實際農業生產中，需要加大對農業水利灌溉渠道的維護。渠道的清潔度和暢通性對水資源能否得到充分有效利用有直接性影響，同時也關系到節水成效。因此，要切實達成節水目標，需要采取有效措施防止渠道發生堵塞。加快灌區續建配套和現代化改造，分區域規?；七M高效節水灌溉。結合高標準農田建設，加大田間節水設施建設力度。開展農業用水精細化管理，科學合理確定灌溉定額，推進灌溉試驗及成果轉化。推廣噴灌、微灌、滴灌、低壓管道輸水灌溉、集雨補灌、水肥一體化、覆蓋保墑等技術。

2.2 農業灌溉的方法

2.2.1 人工漫灌

最初是由人工進行操作，大多用牲畜、拖拉機，后來有激光測距的先進灌溉機械。由于社會經濟和自然地理環境條件的差異，一些地方出現水流量不均、供水量不足的現象，可以采取相關措施改善這種不均的水流現象。如果能夠采用自動化的閥門，就可以大大增加農業水利灌溉的工作效率。但由于農業漫灌比較容易浪費地下水資源，需要較多的農業勞動力，并且容易積水，從而造成地下河排水位置的抬高。并且，漫灌會使土壤發生鹽堿度變化，所以漫灌在發達國家已經逐漸被淘汰。但由于漫灌只需要投入少量的資金去引進國外灌溉技術，在多數發展中國家中仍然被廣泛使用。

2.2.2 固定/移動高壓噴灌

該灌溉方式是由一個排水管道將大量灌溉水輸送到一個主要的農業灌溉區，通過田地排水管道連接的大型排水噴頭將大量灌溉水移動噴出。噴灌有固定高壓噴灌和移動高壓噴灌，即可將灌溉排水分為固定式和移動式[2]。相比于其他農業灌溉方式，雖然噴灌簡單便利，但由于在噴灌過程中會損失過多的灌溉水，尤其是在陽光強烈、空氣干燥的天氣時，更易造成灌溉水的流失。同時，如果灌溉水直接存留在整個植物的葉面上，容易造成植物枝葉上細菌和其他霉菌的大量滋生繁殖，從而造成植物的腐爛。

2.2.3 滴灌灌溉法

滴灌是將灌溉水一滴一滴、均勻而又緩慢地滴在各種植物的根系及根系附近的土壤表層，是一種自然的灌溉。滴水時的流量小，水滴緩慢地直接流入土壤中，可以有效地減少土壤水分大量蒸發的水分損失，如果滴灌同時加上表層土壤地膜覆蓋，可以進一步有效地減少土壤水分的蒸發。滴灌灌溉泵氣壓低，節水，可以廣泛地應用于同樣時期生長不同形態種類花卉植物的各個土壤地區，各種植物分別進行節水灌溉。但在大型的山坡地植物灌溉地區，需要對有限的灌溉壓力進行自動補償，所以滴灌所用的水泵連接計算機自動控制器，可以直接通過自動閥門調節不同種類灌溉土壤地段的植物排水量和閥門輸出壓力參數來對其進行過程控制，關鍵的環節就是正確利用控制閥門壓力自動調節排水閥的輸出壓力并從水中快速排出去灌溉土壤中的顆粒物，以防因雨水溢流堵塞滴灌泵的出水孔。水的管道輸送一般可以采用一層黑色塑料管，或者可以是薄膜覆蓋在一層黑色地膜下面，防止一些危害植物生長環境的藻類生長，也可以防止一些運輸水的管道由于長期受到太陽紫外線的直接照射而發生材質老化。滴灌也通常認為可以直接用一個預埋在地下的多孔大型雙層陶瓷濕地排水管道來完成，但費用較高。

2.2.4 潮汐式綜合灌溉法

這是一種先進的綜合灌溉管理方式，可有效地促進植物健康生長，增加作物產量；又可降低農業用水量、耗電量和農業用工消耗量，大幅度地降低了農業生產成本。因此，采用潮汐式綜合灌溉法既可省時省工又利于增產，可廣泛應用于實際農業生產中。植物潮汐式混合灌溉系統原理是基于潮水升起漲落運動原理而進行設計的一種高效率節水混合灌溉系統，可自動調整植物營養液濃度、pH平均值和各種植物養分混合濃度，適用于各類大型盆栽水養植物的節水種植和飼養管理，可大幅提高水資源和植物營養液的綜合利用效率。潮汐式坡地排水洪澇灌溉系統廣泛適用于各類大型坡地盆栽熱帶觀葉藤本植物的洪澇灌溉排水種植和洪澇排水工程管理。作物灌溉可以同時同步地均勻進行灌溉，便于精確灌溉控制，提高各種作物灌溉品質；這種灌溉機具可以輕松實現全自動操作，提高作物灌溉工作效率，降低灌溉人工成本；如果有了這種潮汐式灌溉苗木機床，工作人員可以在合適的高度條件下進行工作，降低勞動強度；灌溉通道始終保持干燥，能有效減少濕滑的土壤藻類而使植物繼續生長；其他用途的灌溉水也可被收集并循環使用，能把灌溉水的浪費風險降到最低，同時可降低昂貴的工業肥料設備使用量和成本。

3 節水技術措施的應用

3.1 工程節水方面

在農業灌溉的工程節水方面，可以從以下幾方面去落實節水工作。

1）對農業灌溉渠道的防滲透功能進行修復與加強，主動對渠道的防滲性能進行優化，實際操作的過程中可以在農業灌溉渠道的內部鋪設具備防滲性能的材料，如塑料薄膜、混凝土以及瀝青等。當灌溉渠道的內部已經增設了防滲材料后，還需要將與節水相配套的灌溉設備及時安裝妥當，如水壓表、水閥與水閘等。

2）應當結合當地農業用地的實際情況與水利條件針對性地對灌溉技術進行優化完善，其中可選擇的灌溉技術有滴灌、滲灌、噴灌、低壓管灌等。在這些灌溉模式中，滴灌模式能夠最大程度地實現對水資源的節約，具備推廣價值，尤其是對于西北干旱地區以及新疆等地的農業區而言，能夠有效緩解自然種植環境對于農業經濟增長造成的制約。

3）需要對蓄水工程的落實加以重視，在蓄水工程開展的全過程要擴大宣傳效果，強化對工程建設的指導力度，突出蓄水工程的建設成果。針對地下水資源不夠充沛的農業地區，可以將水池、小型水庫等作為蓄水的補充形式，以備農業灌溉用水的不時之需。

3.2 農業節水方面

1）在對農業耕地進行規劃前，要綜合考量多方面的因素，做到少耕甚至是免耕，最大程度地保持土地的平整性，同時還需要科學施肥，注意土地的深耕與松土，確保耕地土壤結構的平衡性與合理性[3]。在進行農業耕種的過程中，需要結合土壤實際情況選擇恰當的農作物，并通過不斷地總結耕種經驗將種植技術進行有效提升。鼓勵農民使用塑料薄膜種植技術以及多種植具備抗旱性的農產品也是一項有效的節水措施。譬如，可鼓勵農民種植棉花，棉花不僅抗旱耐干，并且棉花本身的蓄水能力突出，當棉花與其他農作物進行混搭種植時，可以有效保障農田含水量，減輕農田澆灌壓力。如此一來，既可以確保農田單位產量的提高，又可以降低農業澆灌的頻率，達到節水效果。

2）合理借助相關節水防滲技術，也能夠起到節約農業灌溉用水的效果。①渠道防滲技術。目前，全國灌區渠道總長度為300多萬千米，其中土渠占80%。土渠輸水的利用系數一般只有0.4~0.5，差的甚至僅有0.3左右。采用渠道防滲技術后，可使渠系水的利用系數提高到0.75~0.85。此外，渠道防滲還具有加大過水能力、減小過水斷面、有利于農業生產搶季節、節省土地等優點。渠道防滲是我國當前節水灌溉技術推廣的重點。根據渠道防滲所使用的材料進行劃分，我國目前主要采用混凝土襯砌、漿砌石襯砌、預制混凝土與土工布復合防滲等形式。②耕作保滴技術。該方法是將塑料薄膜、秸稈等材料平整地鋪設在耕作農田的表面，借此降低土壤水分的蒸發量以及地表的徑流量[4]。只有當農田土壤具備了涵養水分的能力，地表的溫度、土壤的物理結構等才能往良性方向發展，此時農作物的吸水率才能達到最大值，最終才能確保農田產量增收與灌溉水量降低的雙重目標。

3）對于節水灌溉的管理，要通過提高灌溉管理水平，采用科學的灌溉方式達到節水的目的，要做好以下幾方面的工作：一是根據作物需水量和對土壤墑情的監測，進行適時適量的科學灌溉；二是對灌溉用水進行科學合理的調度；三是通過調整過低的水價，改革用水管理體制；四是讓農民參與管理，提高農民節水意識[5]。

4 結束語

隨著我國社會經濟的不斷發展，我國人民的生活水平也得到了很大的提升，但與此同時，由于淡水資源分布不均，東南地區多、西北地區少，我國成為淡水資源匱乏的國家之一。為了提高水資源利用率，我國近年來大力發展農業水利灌溉事業，很大程度上解決了淡水資源分布不均的問題，擺脫了傳統農業“靠天吃飯”的情況。多年發展中，農業水利灌溉模式也在朝多元化方向發展，在眾多灌溉模式選擇中，如何更好地應用節水技術措施是需要重點考慮的問題，本研究結果可提供一定的參考。