高標準農田建設中節水灌溉技術的應用研究

楊煥奎

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

隨著我國經濟水平的不斷提升，農業發展作為重要節點，使得水資源、電力能源的應用量顯著上漲。現階段，我國缺水問題日益嚴重，如何有效解決水資源嚴重緊缺這一問題迫在眉睫。灌溉農業需要大量用水，在現代化農業發展過程中，水資源的緊缺現象對其造成了嚴重的阻礙與限制。近年來，我國節水灌溉技術的發展已經有了顯著提升，但由于市場推廣不足，農業節水灌溉技術缺乏推廣的途徑與力度，所以極大地限制了該技術的應用與發展。

1 高標準農田建設中的節水灌溉技術

1.1 滴灌灌溉

滴灌灌溉技術需要在農田中采用管道輸送灌溉用水，通過在管道中設置多個小孔，使水源直接流入到植物根部。對比地表灌溉方式，通過滴灌灌溉技術可準確控制所有灌輸器的具體出水量，同時能夠充分保持灌溉均勻度，使其保持在85%～90%區間內，能夠有效節約水資源。此外，滴灌灌溉技術能夠確保始終處于低壓狀態下，具有能耗低的優勢。通常，大部分類型的土地和相關農作物品種在種植過程中都可通過滴灌灌溉技術進行灌溉。但是，在具體應用中，由于滴灌灌溉技術所用毛管、滴水器相對細小，可能會因為水中所含有的泥沙等相關物質造成堵塞問題。

1.2 噴灌灌溉

噴灌灌溉技術主要是通過平噴方式進行灌溉，主要應用于大面積農作物灌溉。該灌溉技術不需要投入過大的人力資源便可獲取良好的效果。在應用機械設施的過程中，能夠充分完成農作物灌溉工作[1]。噴灌技術主要以管道運輸方式實現，能夠在灌溉用水輸送期間充分降低水資源流失量。同時，在具體灌溉過程中，能夠對灌溉數量和強度進行合理控制，充分保證灌溉的均勻度。通常情況下，采用該灌溉方式不會出現深層水分滲透問題。與地面灌溉方式相比，該方式能夠有效節約40%左右用水量，同時噴灌灌溉方式適用于大部分的農作物和農田。噴灌技術對地形并沒有過高的要求，即使農田坡度較高，仍然可以通過噴灌灌溉方式進行灌溉。但是，一旦遇到大風等特殊天氣與環境，風會將大量的水滴沖走，并且還會嚴重影響噴灌射程，從而導致灌溉無法均勻覆蓋。因此，在應用該灌溉技術時，一旦風力大于4級，需要暫停灌溉。噴灌灌溉技術在具體應用中具有良好的效果，可充分達到均勻灌水效果，且有利于實現對人力資源以及土地資源等多方面的節約。該灌溉技術也有一定的缺點，主要體現在該灌溉設施一次性投資較大，且耗能較高。

1.3 提水灌溉

對地勢復雜、落差較大的山區而言，提水灌溉技術具有較大的優勢，同時在區域內有較多河流的情況下，該灌溉方式的優勢能夠被充分發揮。當區域內始終保持地高水低時，無法充分利用河流落差實現自流灌溉，因此需要對提水灌溉技術的發展給予重視。應用該技術時，灌溉系統包括水泵、進水池、上水管等，因此需要對河流、取水口進行有效選擇后，再與水池相連接。同時，在水池底部安裝進水管，連接水泵、水管底部，使上水管和水泵出入口相連，再將上水管和高位水池相連接，在高位水池布置管道，并需要在同步后將水輸送到田間進行灌溉。有機結合施肥器、配水主干，將配水所應用的支管和施肥器相連接，管道上分布大量的小孔，并對其同步安裝膠墊，確保膠墊和旁通能夠充分連接，連接旁通和滴灌帶，在土壤上設置滴灌帶，或是將其分布于土壤下。在對提水灌溉系統進行設置的過程中，水泵金屬扣和進水池底部兩者之間的高度落差需要在2 m以上，并且高水位池和灌溉水田之間的高度落差不低于10 m，通過該種方式可以使滴灌期間具有足夠的壓力。滴灌技術所具備的優勢能夠更好地在該技術中進行強化，但是該灌溉系統過于龐大，需要對其投入大量的資金。

1.4 自動化節水灌溉

以上灌溉方式即便能夠充分解放勞動力，但是也與人工作業始終存在著緊密的聯系，并且由于人為因素的影響，不穩定、不均勻灌溉情況較為嚴重。同時，在區域高低因素等方面的影響下，會導致土壤蓄水發生不均的問題，從而嚴重影響農作物的生產質量與效率[1]。因此，為了能夠有效解決該問題，需要在相關領域中充分創新與研發，實現自動化節水灌溉技術。該技術所包括的灌溉系統內容較為復雜，主要包括進水儲罐、電機以及儲水器等多個部分。其中，儲水器主要保持圓柱形，其外壁底部左側需要安裝水管道和出水計量設備，在水管道部位中設置水泵，并在儲水器上方安裝出水管和支架。

2 高標準農田建設中應用節水灌溉技術的策略

2.1 加大資金保障力度

在具體應用節水灌溉技術的過程中，所涉及的方面較為廣泛，前期需要投入較大的資金，但由于農民自身收入水平較低，無法承擔技術建設所需要的資金。同時，高標準農田種植的作物以糧食作物為主，農產品價格相比于其他產品價格相對較低，所以在短時間內應用節水灌溉技術無法顯著提升經濟效益[2]。為了確保節水灌溉技術在高標準農田建設環境中能夠高效、廣泛以及科學地應用，需要當地政府部門重視財政支出，在該方面做好相應的調整與優化，根據高標準農田建設任務、相關成本變化以及建設標準等，對節水灌溉技術和相關系統進行相應的資金投入，加大投資力度，并且按照相關規定、標準在地方支出責任方面加以貫徹落實。由于省級財政所承擔的責任較為重大，主要包括財政責任，所以在充分滿足各條件的基礎上，可對具有良好財政情況的地區進行積極鼓勵，不斷加強節水灌溉技術的具體應用與推廣，提升該技術的高效性與效果，確保其具有充足的資金支持。

2.2 積極推進農田示范區建設

在高標準農田建設環節，為了能夠將節水灌溉技術廣泛地應用于其中，各個地區需要積極建設農田示范區。在區域內，對部分存在灌溉問題的農田基地進行科學、合理的選取，全面分析農田的地質條件、水文條件以及氣候條件等多方面內容，對農業灌溉所存在的問題以及影響因素進行探討，并充分了解其主要體現在哪些方面，從而能夠更好地將節水灌溉技術科學合理地應用于其中[3]。此外，在區域內部構建節水灌溉技術，并將其應用在高標準示范田中，能夠充分加強高標準農田的具體應用優勢，積極應用節水灌溉技術可以充分發揮該項技術的優勢與作用，并提升灌溉設計保證率。不同灌水方法在不同水資源條件分區以及不同耕地類型上的灌溉設計保證率，如表1所示。

表1 灌溉設計保證率

2.3 科學構建節水管理體制

在建設高標準農田的過程中，需要廣泛、高效應用節水灌溉技術，并且在技術應用、系統建設方面需要根據實際情況完善并健全節水灌溉管理體制，促進管理工作的制度化、規范化。同時，應對不同地區所存在的差異化加以關注，根據實際情況靈活調整，從而確保管理工作的高效性[4]。在構建節水管理體制的過程中，政府應當發揮自身所具備的指導功能，各司其職，積極參與到建立節水灌溉系統和運行管理的各個環節中，通過與參與方有效聯合，共同構建高標準農田節水灌溉系統的規范化管理體系，推動節水灌溉技術的大力應用。

3 高效節水灌溉技術的未來發展趨勢

3.1 自動化發展

高標準農田建設在對高效節水灌溉技術進行構建的過程中，應當始終朝著自動化發展方向邁進，充分利用中央處理控制器，有效操作節水灌溉設施。在具體運行的前期階段，可充分設定高標準農田的節水灌溉計劃，根據實際計劃下達指令到灌溉控制器，通過數據監控系統執行命令[5]。自動化節水灌溉體系能夠通過分析農作物葉面干濕度、天氣以及土壤含水量等修正節水灌溉計劃，再通過中央處理控制器傳輸數據監控系統所收集的各個數據，在土壤缺水時自動化灌溉農作物，或是通過延長灌溉時間，又或是通過提升灌溉次數的方式，來充分滿足農作物在實際生產過程中的需要[6]。當土壤含水量較高或外界環境濕度較大時，處理控制器能夠降低灌溉頻率、水量，并以此種方式減少水資源的浪費。

3.2 智能化發展

高標準農田建設高效節水灌溉技術的過程中，其發展方向需要以智能化為主，通過構建節水灌溉數據庫與智能化系統，加強節水灌溉智能化操作[7]。利用數據處理軟件平臺、服務器、數據庫以及數據終端等構建智能化系統，農戶能夠了解與掌握農作物的實際生長狀況、發展狀況、土壤結構以及溫濕度等方面的信息，智能化系統在收集、整合以及處理數據后，通過智能計算可以獲取合理的節水灌溉模型，這樣不僅可以有效保障農作物的具體生長，還可以最大化地減少農作物的用水量[8]。此外，可充分按照土壤微生物、濕度、鹽堿性等多方面指標，在灌溉的過程中對土壤肥料進行選擇，通過科學化的水肥灌溉方式保護土壤環境，促進農業信息化的管理與構建。

3.3 網絡化發展

在建設高標準農田的過程中，高效節水灌溉技術需要始終朝著網絡化的發展趨勢邁進，為了能夠更快地達到自動化灌溉效果，可充分利用無線傳感器網絡的節水控制系統[9]。在物聯網條件下，可將高效節水灌溉軟件安裝在計算機內，并在傳感器網絡的路由協議中有效應用，通過特定的模型設計、算法構成一個相互聯系的傳感器網絡，相關工作人員在輸入各項命令后，可以提高節水灌溉操作水平，提升高標準農田中灌溉設備的灌溉效率與整體質量[10]。此外，通過移動設備連接PC端，操作人員不再需要通過電腦操作便可以實現農田灌溉工作，使用手機軟件就可以進行控制。該灌溉模式具有顯著優勢，不僅能夠有效實現精準灌溉效果，還能夠最大化地加強灌溉用水的整體利用效率，推動高標準農田的構建，促進經濟發展。

4 結束語

在現代化背景下，我國對農業現代化發展給予了更多的重視，高標準農田的構建也在快速發展中。高標準農田通過采用農田整治的方式集中化管理農田，設立健全的配套設施，構建良好的生態環境，以提升農業生產的整體質量與水平，不斷加強農田的抗災能力。節水灌溉技術作為一種新型的灌溉方式，能夠充分采用現代化的技術與設備有效解決農田灌溉中水資源浪費的問題，提高水資源利用率。在高標準農田的建設過程中，節水灌溉技術能夠有效提升農田的整體灌溉質量，在科學灌溉的基礎上推動農業進一步發展，并充分加強水資源的節約效果。此外，在高標準農田建設過程中廣泛、科學地應用節水灌溉技術，需要相關部門和建設部門加強對節水灌溉技術的認知，加強和引導示范田的建設，并充分保障資金支持力度，提升節水效果，不斷促進農業現代化發展。