王志欽
(煙臺市蓬萊區村里集鎮農業綜合服務中心,山東 煙臺 265600)
在農業現代化發展進程不斷加快下,作為農業水利體系中不可或缺的組成部分,農田水利建設有助于推動農業高水平生產,創造更大的經濟效益。因此,在農田水利建設中,應該高度重視節水灌溉技術的有效應用,針對性改善傳統灌溉技術的效率低下、水資源浪費嚴重的問題,依據農業生產需要合理化配置水資源,在提升農田廣水質量同時,促進糧食產量。同時,節水灌溉技術可以減少水資源浪費,促使農作物根系高效汲取水資源,加快農作物生長速度,減少時間成本和經濟成本,創造更加理想的經濟效益。綜合分析研究節水灌溉技術在農田水利建設中應用效果,有助于支持農田灌溉技術創新發展,為后續的農田水利建設提供可靠參考支持。
農田水利建設在農業水利體系中占據重要地位,同農村和農業發展聯系十分密切,對于提升農業生產效率和效益具有關鍵性作用。西方多數發達國家的節水灌溉技術起步較早,技術逐漸成熟化,投入程度也在隨之增加,因此節水灌溉技術已經在農田水利建設中廣泛應用。但相比較國外,我國節水灌溉技術在農田生產中應用時間較晚,水資源浪費問題嚴重,加之我國的水資源匱乏問題,不同程度上制約農業現代化發展[1]。因此,新時期為了推動農田水利高質量建設,應提升節水灌溉技術認知,積極引用到實處,以便于實現水資源合理化利用,創造更大的經濟效益、社會效益和生態效益。
從目前我國的節水灌溉技術發展情況來看,涌現出很多節水灌溉技術,不同技術有著不同的優勢和適應情況。就輸水節約措施和節水灌溉技術來看,具體如下。
農業是支撐我國經濟發展的根本,作為支柱型產業之一,在長期的農業生產中主要是以挖渠道方式來輸水灌溉,輸水過程中會出現一定量水資源蒸發損耗,影響到水資源的高效利用。從實際情況來看,多數農業生產中灌溉渠道未能得到有效利用,大概只有50%~60%的水資源在農田灌溉中利用,但仍然有40%以上的水資源蒸發損耗[2]。
(1)渠道防滲。渠道防滲是目前一種常見的避免水資源浪費的措施,通過渠道維護與管理方式來規避渠道滲漏水問題出現,實現水資源最優化配置利用,更好地滿足灌溉需要。通過興建防滲工程,可以有效降低渠道粗糙度,促使渠水始終保持高速流動情況,切實增強輸水能力[3]。同時,促使灌溉渠地下水位下降,同時還可以保障沼澤、鹽堿地有效改良,全方位維護渠道安全性。但依據相關數據調查顯示了解到,目前很多西部地區農田渠道利用率不高,部分水資源無故的損耗。為了改善此類問題,應大力推動節水型農業灌溉工程發展,為節水農業發展提供堅實保障。
(2)管道輸水。渠道輸水會出現一定量的水分蒸發、滲漏,推行管道輸水可以顯著改善輸水損耗問題。因此,在依據實際情況靈活選擇微灌、滴灌、噴灌等節水灌溉技術,也可以選擇地面低壓輸水管,以此來最大程度上提升節水灌溉效果[4]。
在農田水利建設中引用節水灌溉技術,即為農作物生長進行田間配水,灌溉水輸送到田間,由于輸送水到農作物根系的方式有所不同,因此最終的節水灌溉效果也不盡相同。節水灌溉技術主要有噴灌、微灌、步行式灌溉和灌溉渠道防滲等[5]。具體如下。
(1)微灌技術。微灌技術是目前一項代表性的節水灌溉技術,在現代化農業生產中,微灌技術運用范圍較廣,通過微噴霧、脈沖等方式進行灌溉,可以實現水資源充分配置和利用,減少不必要的水資源浪費。微灌技術類型多樣,從設備性能角度劃分,主要有重力微灌溉、常壓微灌溉技術,依據設備使用差異也可以劃分為地面和地下微灌溉兩種。從實際情況來看,微灌溉技術的優勢在于有效把控農作物生長中的灌溉用水量,也可以實現水過濾系統、灌溉控制系統和輸水道系統有機把控,將灌溉用水量控制在合理范圍內,促使農作物產量和品質得到顯著提升[6]。
(2)噴灌技術。相較于微灌技術,噴灌技術應用更加廣泛,可以有效提升資源利用率,創造更大的效益。但實際上,微灌技術在具體應用中需要配備相應的柴油機、加壓水泵和電動機等設備,合理化操控這些設備才能充分發揮噴灌技術優勢。噴灌技術通過水泵加壓或是自然落差的方式形成壓力,在壓力作用下將水資源通過田間管道輸送,然后經由田間噴頭向空中噴灑成小水滴,以此來實現農田灌溉。另外,噴灌技術優勢鮮明,可以實現水資源在田間均勻地噴灑,不僅可以減少占用的農田耕地面積,還可以有效減少人力、物力和財力投入。
(3)步行式灌溉技術。同噴灌技術相似,步行式灌溉技術同樣需要相配套的設備共同操作,但設備組裝方面要更加簡單。步行式灌溉技術的配套設備中,當屬拖拉機最為常見,基于拖拉機設備灌溉可以減少灌溉成本,操作便捷,促使工作效率得到顯著提升。而且運用步行式灌溉技術可以切實提升灌溉水平,最大程度上節約水資源,提升農田灌溉效率,達成節能降耗的目標要求。鑒于此,步行式灌溉技術憑借其優勢,已經得到了大范圍推廣和應用[7]。
(4)低壓管道輸水灌溉技術。節水管概述技術是通過對地下水資源的合理開發和利用,借助管道技術輸送到需要灌溉的農田區域,此項技術是目前較為常見的地面節水灌溉技術[8]。在具體實踐中,需要維持較低壓力進行灌溉,可以減少蒸發和滲漏的水損耗,提升水資源利用率,促使農作物增產增收。
在節水灌溉中,為了確保節水灌溉技術優勢充分發揮,應該制定相較于完善的制度。一是薄、淺、濕、曬等制度要求,在早期水稻灌溉中可以有效改善各種不足情況,取得較為理想的節水效果。二是不完全灌溉,灌溉期間,應選擇技術成熟額的不完全灌溉方式,以此來實現水資源合理化開發和利用。但由于此種灌溉方式的單位水量中產量提升并不明顯,因此存在很大的局限性,有待進一步完善。
在農田灌溉中,選擇合理的節水灌溉措施和灌溉技術,主要是將水資源輸送到農作物根系,通過滋潤根系位置,提升土壤含水量,促使農作物可以充分吸收水資源,具體方式包括麥稈覆蓋和中耕保墑。其中麥稈覆蓋方式是切碎的麥稈平鋪在土表上,形成一層天然覆蓋膜,可以起到避免水分蒸發流失的作用,同大棚種植蔬菜的原理是一樣的。中耕保墑方式則是灌溉后土表耙松,基于切斷毛細管方式避免水分蒸發流失,以此來實現節水灌溉的目的。結合實踐經驗來看,目前麥稈覆蓋以及中耕保墑的方式已經在農田灌溉中有效應用,實際效果較為理想。
伴隨著現代農業發展,節水灌溉技術水平也得到了顯著提升,在降低農田灌溉成本方面取得了理想效果。但從整體來看,相較于發達國家而言還存在顯著差距,表現在研發和生產機構創新能力不足,節水灌溉設備尚未形成成熟的產業鏈,產品質量良莠不齊,使用壽命較短。受限于設計和施工人員專業能力限制,導致各項節水灌溉設備未能規范、合理化使用,增加設備損害概率。而且農業節水灌溉涉及諸多環節,包括輸配水、水資源調配以及田間灌水等環節,線長、點多、面廣,部分地區由于資金支持力度不足,導致配套設備并不完善。
國家對于農業節水灌溉工程建設重視程度與日俱增,資金支持力度也在不斷增強,頒布了一系列優惠政策制度,推動者我國的節水灌溉工程進入到高水平階段。但多數地區過分灌注前期工程建設,完善配套設備,后期設備維護工作卻并未同步落實,一定程度上影響到工程效益充分發揮。
很多區域水資源儲量豐富,農業灌溉水價普遍不高,加之配套計量設備不完善,導致當地農戶節水意識不強。在偏頗的理念影響下,后期農田灌溉用水不規范,不同程度上阻礙節水灌溉技術推廣應用,節水效果同預期相距甚遠。另外,農田節水灌溉工程缺少統一規劃,資金利用率不高,不同程度上阻礙著水資源統一化管理。
對于目前農田節水灌溉中存在的問題來看,應該多角度優化改進。其一,因地制宜選擇最佳的節水灌溉技術,市場上節水灌溉技術類型多樣,不同節水灌溉技術適用水源、土地類型有所不同,而且節水灌溉技術和栽種農作物品種也有著內在聯系,需要節水灌溉人員重點關注和重視,因地制宜來提升節水灌溉效果。其二,優化調整農業種植結構方案,確定合適的農業節水灌溉技術。充分考量農業種植結構調整方案,擴大低耗水作物面積,高耗水作物面積充分壓縮,切實提升農田效益。
農田水利建設規模持續擴大,為了滿足農業生產和發展需要,減少不必要水資源損耗,應積極推動節水灌溉技術創新優化,擴大技術發展空間,在堅實可靠支持下來實現農田節水灌溉技術跨越式發展。具體如下。
(1)加強節水灌溉管理。目前節水灌溉管理方式主要是人工管理方式為主,或是半智能化的管理方式,存在很大的局限性,未來在轉變管理理念同時,也要積極融合自動化技術、計算機技術和數字化技術等,在大范圍普及和應用下助力我國節水灌溉事業高水平發展,從水源到田間全過程精準化管理,最大程度上實現水資源高效開發和利用。如,目前很多農田節水灌溉中,通過信息技術、智能技術和3S設計書應用,可以實現農作物水分監測,高效、便捷采集信息,為后續節水灌溉方案調整提供信息依據。同時,持續增強節水灌溉技術研發力度,推動節水灌溉技術持續更新發展。
(2)挖掘植物自身節水潛能,結合不同農作物生長特性和機能著手考量,圍繞水分利用率和產量提升內容,全方位實現節水灌溉,但目前尚處于研究階段,還有待進一步研究深化,以便于大范圍推廣應用。
(3)先進材料和技術應用,結合可持續發展戰略要求,在推進農田節水灌溉工程發展繼承中,應積極推動節水灌溉產品環保化、耗能低發展,推動節水產品定期更新換代,并引用新研發材料和技術,加快節水產品開發力度,針對性改善產品性能,便于助力節水農業和節水灌溉技術更高層次發展。
(4)提升水資源利用率,是未來農田水利節水灌溉技術發展主要趨勢,在提升節水效率同時實現水資源合理化配置和利用。為了實現這一目標,則需要堅持政府導向,強化國家相關部門職能,大力引進和研發先進技術,在充足的資金支持下來提升節水灌溉技術水平;擴大教育宣傳,提升農戶節水意識,協調配合節水灌溉技術推廣應用,地下節水灌溉技術有別于地上節水灌溉技術優勢更加鮮明,節水效果理想。但受限于人們觀念和技術因素影響,此項節水灌溉技術推廣進程緩慢,但隨著地下灌溉技術難點逐步攻破,將為節水灌溉技術推廣和應用提供可靠支持;輸配水方式轉變,未來一段時間將以地面灌溉技術為主,即便此種方式不可避免出現一定水資源損耗,但基于低壓管道配水方式的合理化應用,即可取得理想的節水降耗作用。而且此種輸配水方式實現難度較小,便于大范圍推廣應用;噴灌技術持續更新完善,目前農田生產中可以大面積使用噴灌技術,逐步改進節水灌溉技術中的難點,便于為后續節水灌溉技術推廣和應用奠定基礎,朝著更高層次發展。
總的說來,在新時期農田水利建設力度不斷增強背景下,節水灌溉技術也在不斷更新完善,隨著技術水平提升,水資源利用率也將隨之提升。因此,新時期應該緊跟現代化農業發展趨勢,依托于不同地區實際情況,在政府導向下靈活運用節水灌溉技術到實處,以期助力我國節水農業發展。