高效節水灌溉技術在玉門灌區戈壁農田水利工程中的應用

薛凌榮

（酒泉職業技術學院，甘肅酒泉 735000）

甘肅省地處西北內陸地區，以大陸性氣候為主，干燥、少雨、風力強勁且多熱風。甘肅省年均降水量偏低，在部分干旱荒漠地區降水量極為稀少；當地日照時間長，晝夜溫差較大，年平均降水量39.9 mm，蒸發量2 486 mm，全年日照時間3 246.7 h，夏季酷暑炎熱，冬季寒冷，地表水分蒸發較為嚴重[1]。同時，隨著工業化、城市化的不斷發展，城鎮用水和工業用水量急速增加，對農業用水造成一定影響，擠壓農業用水量。做好節水灌溉技術的應用與普及，采用更加高效便捷的節水灌溉方式，能有效降低水資源蒸發和浪費率，以解決甘肅省農業水資源短缺問題。

1 玉門灌區戈壁農田水利工程高效節水灌溉技術

1.1 高效節水灌溉技術的類型

1.1.1 管道輸水技術

采用管道輸水技術主要是借助管道壓力輸送來降低水資源輸送過程中的損失，降低水資源輸送過程中的蒸發量，同時借助管道輸水能有效控制水流速度，符合甘肅省干旱地區農業發展特點[2]。目前，管道輸水是玉門灌區戈壁農田水利工程中運輸的主要方式，能有效解決灌溉過程中明渠運輸長時間光照而使大量水分被蒸發的現實問題[3]。做好管道運輸環節的壓力控制，能有效降低運輸過程中水資源的虧損率，也能通過管道運輸提高供水效益。通過精準分析農作物不同階段的水分需求，科學把握，有效提升灌溉效率。

1.1.2 滴灌、噴灌技術

滴灌、噴灌技術是當前農業節水灌溉技術中應用較為普遍的技術形式，也是將水資源直接高效輸送到農作物根系的有效方法。例如，甘肅省玉門市昌馬灌區農場內支渠、斗渠、農渠成網，灌溉面積近6 666.67 hm2，農田澇可排、旱可澆，但由于田間渠道襯砌率低，跑冒滲漏水現象嚴重。而經過節水改造，在使用了節水灌溉技術后，昌馬灌區節水效率達40%，每667 m2均增加經濟效益30%以上。同時，精細化的灌溉控制，能有效降低流量偏差，改善葉片孔隙狀態，優化田間小氣候。滴灌技術可通過滴灌形式將水肥注入作物根系，能以較小的打擊強度對作物進行水肥補充，極大地降低了灌溉時對作物的機械損傷，保護作物結構，同時，滴灌技術不產生地面徑流，有利于水土保持[4]。

1.1.3 分根交替灌溉技術

滴灌、噴灌技術雖提高了水資源利用率，但也存在使用壽命較短、需重復投資的問題，而玉門灌區戈壁農田水利工程在發展中存在資金缺少問題。戈壁荒漠一直是農業發展的真空地帶，而在戈壁地區發展農田水利工程，需在基礎設施上投入大量的資金、設備。例如，戈壁地區光照充足，在投資日光溫室時成本高；配備水、電、路、林等基礎設施和現代化農業物質基礎技術裝備需投入較大的成本；采用管道輸送技術投資較大，且在操作上比傳統渠道灌溉復雜。

近年來，生物節水技術是節水灌溉技術的重要領域，其典型的方法是控制分根交替灌溉。當作物出現水分脅迫時，根系可自發地進行激素調節，并將激素輸送到葉片，使其在生長中控制氣孔開閉程度，減少不必要的蒸騰作用。而開展高效節水灌溉工程，需對根系兩部分進行輪流灌溉，使根系處于充足的水分保持狀態和使根系處于脅迫狀態，以提高作物生長中的水資源利用率。項目實施后，農業灌溉全年可節水114.9 萬m3，完成節水效益7.469 萬元，且農業節水在種植結構調整中起主導作用。

1.1.4 地膜覆蓋技術

減少蒸騰作用是干旱地區農作物生長的首要問題，而地膜覆蓋技術能有效發揮蓄水保墑、減少蒸騰的作用。全生物可降解地膜是一種新型地面覆蓋薄膜，借助地膜覆蓋技術搭建溫室能有效減少水分蒸發量，為解決土壤板結問題提供思路。在甘肅省玉門灌區戈壁農田水利工程建設中，地膜覆蓋技術的有效應用與普及，為當地的蓄水保墑、精耕細作奠定了基礎。玉門市全生物可降解地膜應用示范區位于花海鎮大暢河現代農業示范園區內，建設面積66.67 hm2，園區總面積150 km2，耕地面積4 200.00 hm2，222 個井灌區，將在枸杞、籽用葫蘆、食葵、西甜瓜等經濟作物上應用，覆膜面積占到總耕地面積的1/3 以上。

1.2 高效節水灌溉技術的使用效果

玉門灌區戈壁農業有著極為顯著的經濟效益和社會效益，戈壁地區長期處于農業真空地帶，在玉門灌區戈壁農田水利工程建設中應用高效節水灌溉技術能在不增加新用水量與新耕地的基礎上，開發應用非耕地農業領域，同時借助無土栽培、水肥一體化設備提升玉門灌區種植效果。雖然戈壁農業在建設初期需大量的基礎投資，但其后續的種植收益遠高于大田作物，且戈壁農田節水灌溉技術的應用是可持續性使用投入，例如，戈壁農田中日光溫室的使用壽命遠高于其成長回籠周期，且在玉門灌區戈壁農田建設中應用節水技術能有效促進當地節水農業的發展，保護當地的生態環境[5]。

2 高效節水灌溉技術使用的制約因素

在使用高效節水灌溉技術時，技術設計工程配置直接關系到節水灌溉效果、灌溉方式；當地農戶在采用節水灌溉技術時，是否嚴格按照操作要求、操作流程落實也是影響灌溉效果的重要因素；農作物的種植結構和作物品種的選擇也會影響節水灌溉技術的使用效果；部分農民在戈壁農田經營中缺乏科學的種植觀念、灌溉規劃不合理、未充分把握節水灌溉的優勢等都會影響高效節水灌溉技術的使用效果。

2.1 硬環境因素

硬環境要包括自然因素、人為因素及勞動力因素。1）自然因素主要為農業所在地的氣候條件，氣候過于干旱會導致水資源存在較大短缺問題，影響高效節水灌溉技術的實施效果。2）人為因素主要為農民在灌溉種植過程中的積極性、主動性與能動性。3）勞動力水平、勞動力素質會影響農業的發展效果與質量。在玉門灌區節水灌溉技術應用過程中，不斷強化基礎設施，不斷推廣落實灌區節水技術，逐漸解決制約玉門灌區發揮農業經濟效益的阻礙問題，為農業結構性戰略性調整提供發展思路，極大地帶動了當地農民增產、農業增收，緩解了群眾用水糾紛問題。在戈壁灌區實施高效節水灌溉技術后，玉門灌區糧經比由56∶44 轉變為48∶52。

2.2 軟環境因素

軟環境因素主要包括水利工程中基礎設施與配套設施是否健全、水利工程建設中的資金技術是否完善、現代農業發展中科技水平是否先進。在農田水利設施建設完成后，還需根據當地的實際情況，采用與之相匹配的農業節水灌溉技術，加強對水利設施的維護、維修，使其能在灌溉時發揮作用，以提升水資源利用率。

3 提高應用效果的措施

3.1 做好高效節水灌溉技術的宣傳與推廣

1）做好高效節水灌溉技術的宣傳與推廣，提高當地農戶的節水灌溉意識，使其在日常作物經營和種植中樹立節水觀念，掌握科學的灌溉方法，提升種植能力。據統計分析，玉門灌區通過節水改造，改變了灌水方式，部分村組由項目實施前的“按畝收費”轉變為“按方收費”，提高了農戶的節水意識，使灌區渠灌工程配套灌溉面積每667 m2平均灌溉水量減少38 m3，每667 m2平均增加產值63 元。提高了農業效益、縮短了輪期、增強了保灌能力。2）做好節水灌溉技術的培訓與教育，當節水灌溉系統出現故障后，使農民能及時排除故障，保障灌區農業生產的穩定性。

3.2 優化與創新高效節水灌溉技術

不同農作物在不同生長階段所需的水量存在差異，需農民在日常種植中根據農作物的需水情況，制訂詳細的灌溉措施，以滿足作物的生長需要。在高標準農田建設、灌區改造和高效節水項目中，玉門灌區雖已建成部分項目，但目前發展極不平衡，仍存在技術設計不合理、施工監管不到位、采用設備質量參差不齊、后續運維成本不足等問題。需有關人員持續關注、重視新型灌溉技術的研究工作，積極引進高新技術。例如，從技術和設備上規范灌溉行業的自動化和智能化。同時，為實現良好的灌概效果，工作人員需以農田實際情況為基礎開展灌溉技術選取工作，以滿足農田灌溉的實際需求。

滴灌技術是當前農業灌溉領域較為常見的一種灌溉形式，主要通過塑料管道實現水資源的有效傳輸，借助有孔洞的塑料管道使其準確滴入植物根部，保證植物生長所需的水分。可結合微灌技術，根據相應的技術使用標準，選擇適合的微灌技術。例如，種植大棚蔬菜類作物時可采用微噴或滴灌技術，種植人員可將農作物所需的肥料溶于滴灌液體內，在灌溉的同時對作物進行施肥，提升種植效率，減輕種植人員的工作壓力。2）在大中型農田中應用噴灌技術時，可結合戈壁地區的氣溫條件在噴灌機械上輔助相應的設備，提高農田的自動化、科學化水平，提升灌溉質量和灌溉效果。3）在利用節水灌溉設備時需完善資源分配，重點考慮節水灌溉水利工程與當地自然環境、生態環境、水環境之間的關系，突出示范工程的引領效果，結合種植植物的特性做好分區。在使用節水設備時，需完善設備維護流程，切實提高設備的使用壽命，實現節水灌溉目標。

3.3 完善相關保障措施

1）健全與完善激勵與考核制度，推動經營主體市場化改革。例如，結合農作物灌溉實施的方式和水資源利用途徑制定水利管理制度，對積極采用新型節水灌溉方式的農戶或組織及時給予鼓勵，落實相關管理制度、人才隊伍制度、激勵與考核制度等。玉門灌區的戈壁農田水利工程建設處于較為惡劣的干旱地區，在水利設施上更易受外界自然因素影響。因此，需將責任落實到位，培養一批懂技術、懂管理、懂農業的專業人才，以提高農業水利工程的維修和管理水平，提高工程建設質量。在農業節水灌溉技術的應用和管理隊伍建設上，需明確技術人員的責任和報酬，根據相應的績效靈活發放薪資，以鼓勵當地優秀的技術人員不斷學習、積極承擔技術責任。2）健全資金保障機制。玉門灌區充分整合發展和改革委員會、國土資源、財政、農業農村等部門的涉農資金，集中建設一批管灌、微灌等高效節水灌溉工程，并鼓勵社會資本參與農田水利基礎設施建設。當前，玉門灌區共引入社會資本實施高效節水灌溉項目12 個，社會資本累計投入760萬元。3）建立水利工程長效服務和運行管理機制，健全日常監督和檢查維護機制，嚴格按照制度管事管人，使戈壁農田水利工程高效節水灌溉技術真正落實到位，真正將人工勞動力解放出來。

4 結語

良好的灌溉方式能提高作物生長效率、實現保土保肥、節約用水、降低污染、穩定和改善當地生態環境、提升農業收益率。結合甘肅省玉門灌區農田水利工程現狀，在高效節水灌溉技術上不斷進行創新優化、提升灌溉效率，做好普及宣傳工作，強化保障支持措施，使高效節水灌溉技術得到有效落實與應用。