石常山
摘 要:在農業生產過程中,高效節水灌溉技術的應用至關重要,這一技術可在滿足農作物生長所需水資源的基礎上,有效降低水資源浪費現象,尤其在水資源匱乏的地區,合理應用高效節水灌溉技術實屬關鍵。應用這項技術有利于推動社會進步。本文先分析農田高效節水灌溉的意義和農田高效節水灌溉主要技術,進而指出農田高效節水灌溉常見問題,并重點探究農田高效節水灌溉效果提升對策,以期為相關行業人員提供參考。
關鍵詞:農田;高效節水灌溉;水利工程
高效節水灌溉工程建設的目的在于合理配置水資源,實現水資源的高效利用,以滿足農業灌溉用水需求。相較于以往農田灌溉技術,高效節水灌溉方式具有較高的科學性和合理性,不僅能提高灌溉效率,獲得預期灌溉效果,還能節約灌溉過程用水量,對農田周圍水文環境予以保護。但現階段,農田高效節水灌溉技術在實際應用中還存在不少問題,所以相關行業人員應在分析問題的基礎上,探究提升技術應用效果的措施,以推動節水灌溉技術發展。
1農田高效節水灌溉的意義
所謂高效節水灌溉,指的是在水利工程灌溉過程中合理輸送、利用水資源以降低水資源消耗和浪費的灌溉技術。在農田高效節水灌溉工程中,通常基于混凝土護面來建設灌溉渠道,為避免水資源在輸送環節出現滲漏,也可采取管道鋪設的方式。在農田水利工程中,以往采用的灌溉技術存在較大局限性,且大水漫灌不僅會嚴重浪費水資源,還會致使土壤養分流失,對農作物生長造成影響。所以在新時期,應積極應用高效節水灌溉技術,優化配置水資源,構建穩定的水利循環系統,以使水資源利用率得到提高。同時,為保證節水灌溉技術的合理應用,需要重視先進技術的融入,而這會促進農業增產增收,為技術發展和經濟發展帶來推動作用。
2農田高效節水灌溉技術
以往農田灌溉所用的大水漫灌方式不僅會消耗水資源,還會致使土壤和水環境受到農藥化肥的污染。現階段,這種方式已無法滿足農業現代化發展提出的要求,所以農田水利工程建設應推廣應用噴灌、滴灌、微灌等高效節水灌溉技術。
2.1噴灌技術
所謂噴灌技術,指的是利用自然落差壓力或借助專門設備提供壓力,包括水泵、管道等,向農田灌溉區域輸送水資源,并基于噴頭將水資源噴灑至田間。這一技術主要通過協同控制管道和噴頭,來優化配置、利用水資源,使水資源以水霧狀落入農田。
2.2滴灌技術
所謂滴灌技術,指的是結合農作物對水量的需求和農作物灌溉時間的要求,通過毛管上的灌水系統和管道系統,在農作物根系滴灌水資源。應用這一技術通常要設置水資源樞紐系統、管道以及滴頭,其自動化程度較高,可對灌溉時長、澆灌用水量予以有效控制,使灌溉周期縮短,達到降低水資源消耗的目的。滴灌技術通常組合應用固定和半固定方式,在田間固定主、支管道,基于毛細管道來灌溉農作物,待澆灌一行農作物后,可將毛細管道轉移至下一行繼續澆灌,這種方式能節省成本,實現對水資源的高效利用[1]。
2.3微灌技術
所謂微灌技術,指的是直接向農作物輸送水資源,無需大規模灌溉,以確保農作物對水資源的需求得到滿足。微灌技術多在經濟作物、設施農業方面應用,可適應不同地形條件,能突出節水灌溉效果,為水肥一體化實現帶來推動作用。但這一技術往往需要提高維護管理的強度,所以會使維護成本加大。
3農田高效節水灌溉常見問題
3.1規劃設計不足
不同農田的面積和形狀不同,所以在應用高效節水灌溉技術時,難以依照統一標準進行規劃設計。而規劃設計環節通常需要參考大量信息資料,所以往往要對農田予以實際勘察,對水資源分布和儲量進行了解。目前,不少地區雖具有豐富水資源儲量,但由于對節水灌溉技術缺少認知,所以并未推動高效節水灌溉建設,加之對農田實地調查不足,致使節水灌溉建設不符合地區實際。部分地區未經規劃設計盲目使用其他地區節水灌溉方法,造成資源浪費現象,難以獲得理想節水效果。
3.2缺少資金投入
目前,農田水利工程雖能獲得較多投資,但高效節水灌溉建設方面所能應用的資金較少,難以支撐節水灌溉工程維護工作開展,致使高效節水灌溉作用無法發揮,影響經濟效益和社會效益。實際上,節水灌溉工程需要定期維護來保障高效節水功能,如果未進行有效維護,節水灌溉面積會逐漸縮小,降低節水效果。而且,在資金投入不足的情況下,農田水利工程也無法引進先進的機械設備,且受成本因素限制,所用材料可能存在與要求不符的問題,進而致使協調性較差。
3.3應用價值較低
通常情況下,農田環境會直接影響高效節水灌溉技術的應用,如在相對干旱的地區使用節水灌溉技術,該地區水資源的不足會導致節水灌溉技術的應用價值較低,所以為提高技術應用效果,往往需要結合使用引水手段,并合理應用防滲漏措施,以免浪費水資源。而且,環境溫度也會影響高效節水灌溉技術的應用,如在較高環境溫度條件下應用這一技術,會在灌溉環節存在水資源大量蒸發的問題,致使高效節水灌溉目標難以落實[2]。
3.4種植結構變化
應用農田高效節水灌溉技術的目的在于減少農業生產過程對水資源的消耗,在確保滿足農業生產所需的前提下,為種植者創造更多收益。通常而言,針對不同農田種植結構,應采用不同的高效節水灌溉方法,換言之,節水灌溉效果受農田農作物結構的影響。在農田種植結構不合理的情況下,節水灌溉效果會下降。所以在節水灌溉工程建設前期,會對農田環境和農作物結構予以分析,但在農作物種植前,種植者往往會結合市場需求對農作物結構進行調整,也會根據季節變化選用不同的種植方式,而改變農田種植結構會使原本的節水灌溉效果下降。
4農田高效節水灌溉效果提升對策
4.1加大實地考察力度
在農田高效節水灌溉工程建設中,應注重規劃設計,對工程所在地區土壤、水資源分布和農作物生長情況等進行全面考察,合理安排施工環節,保證高效節水灌溉技術優勢得到充分發揮。同時,在應用節水灌溉技術時,應掌握技術原理和要點。比如,應用噴灌技術應對外界影響因素予以系統考量;應用微灌技術應合理配置輸配水管網和灌水器等設備。而且,高效節水灌溉工程建設需要結合工程實際制定維護保養方案,通過實地考察及時發現、解決工程運行問題,以保障高效節水灌溉技術的應用效果。
4.2強化節水灌溉意識
在農田高效節水灌溉工程建設中,應注重強化地區種植戶的節水灌溉意識。首先,以線下方式向當地種植戶宣傳高效節水灌溉技術的應用價值,結合實際案例對農業生產過程中節水灌溉技術的作用予以分析,提高種植戶對這一技術的認知。其次,引導當地種植戶前往節水灌溉試驗區進行參觀,并為種植戶宣講應用節水灌溉技術可創造的經濟效益,尤其是對于水資源缺乏且灌溉難度較大的地區應用節水灌溉技術的重要性。最后,建立線上交流平臺,邀請專家以線上直播方式在平臺中講授節水灌溉技術的實際應用,使種植戶掌握節水噴灌工程日常維護方法,便于種植戶在遇到技術應用難題時在平臺上直接求助,以及時獲得科學指導,支持節水灌溉作業順利開展[3]。
4.3優化水資源的配置
在農田高效節水灌溉工程建設中,應結合水利工程自身特點,制定科學的管理手段,避免出現惡性循環問題。一方面,結合實地勘察結果,依據農田土壤條件、水資源分布和儲量、自然環境情況等,選擇合適的節水灌溉方式,并對所選灌溉方式的應用可行性進行分析。另一方面,合理配置水資源,明確農田灌溉需求位置、農作物所需灌溉水量等指標,并構建數據庫開展詳細分析,基于對水量的科學分配,對不同區域用水予以調節,以保護農田附近水資源環境,提高節水灌溉效果。
4.4加大資金扶持力度
在農田高效節水灌溉工程建設中,為推動工程高效運行,應注重健全管理機制,投入足夠資金提供支持。通常來講,種植者的收入來源于農業生產,如果農田灌溉工程建設缺少充足的資金支撐,種植者往往需要自行購買相應技術設備,這會使種植者的經濟負擔加重,導致種植者不愿參與節水灌溉工程改建,進而影響節水灌溉技術的應用實效,無法落實節水目標。所以,加大資金扶持十分關鍵。首先,在工程建設開始前,應針對節水灌溉技術的實施,制定與工程實際相符的獎勵機制,為貢獻較大的人員給予適當補貼和物質獎勵,調動人員參與工程建設的積極性。其次,以提高節水灌溉效果為目的,積極引進先進技術設備,面向種植戶開展技術培訓,使種植戶具備熟練使用先進技術設備的能力。最后,優化以往農田灌溉管理模式,完善管理機制,與相關企業強化合作,在工程管理中引用企業管理理念,形成政府主導、社會力量輔助的管理局面,以有效監管高效節能灌溉工程運行狀態。例如,高效利用資金優化管理機制,對接互聯網和機井,遠程控制水資源使用量,完善水費計量模式,自動結合剩余水量管理節水灌溉技術應用,以提高綜合管理水平。
4.5建立節水示范工程
高效節水灌溉技術類型較多,在節水灌溉工程建設中,應結合工程所在地區實際選用合適的節水灌溉技術,并以長期建設高標準農田為目的,合理建立節水示范工程,向當地種植戶直觀展現節水灌溉技術的應用優勢,調動種植戶參與節水灌溉工程建設的積極性,擴大技術輻射范圍。尤其要選擇農田灌溉難度較大的地區,在分析自然環境的基礎上,規劃高標準農田建設方案,將節水灌溉技術引入其中,充分發揮其示范作用。在節水灌溉示范工程建設過程中,應結合農田種植需求對節水灌溉方式予以調整,依據現代化農業發展要求優化節水灌溉技術應用。為使節水灌溉技術應用效果得到提高,一方面,應結合技術應用實際,綜合管理技術輔助措施、管理方式等,構建長效管理模式,發揮節水灌溉技術優勢,以有效支持農田灌溉;另一方面,組建專業的管理工作組,分配灌溉管理區域,明確灌溉管理職責,以推動節水灌溉技術有效落實,并對技術應用效果予以定期總結,優化節水灌溉方案[4]。
4.6積極應用先進技術
在農田高效節水灌溉工程建設中,應合理應用先進高效節水灌溉技術,以降低水資源浪費現象。一方面,分析節水灌溉技術性能和應用有效性,進而實現技術的推廣使用。例如,在農業生產過程中,可結合運用灌溉和施肥的方式,同時為農作物輸送水分和養分,所以,節水灌溉工程建設可將達成這一效果作為目標落實先進技術的應用。另一方面,探索節水灌溉技術的適用性,明確技術的應用范圍,進而不斷創新,引用先進技術,以推動節水灌溉工程建設持續發展。同時,在引用先進節水灌溉技術時,應注重實現自動化、智能化、網絡化。
(1)自動化。現階段,我國部分地區在探索提高灌溉自動化程度的方式,致力于利用中央控制系統來統一控制灌溉系統設備,在灌溉開始前,結合天氣條件對灌溉計劃予以合理制定,并發送灌溉命令。實現自動化灌溉的優勢在于可結合天氣狀況、土壤濕度、農作物生長情況來調整灌溉計劃,在保證灌溉時長和灌溉水量的同時,節省水資源。
(2)智能化。在高效節水灌溉工程建設中,應積極使用智能化技術,基于電子智能數據庫的構建,采集農作物生長變化數據、農田區域自然環境數據等,進而結合數據分析建立節水灌溉模型,保證水資源投入滿足農作物所需水量[5]。同時,利用智能數據庫來比對分析農田土壤條件,可提高肥料使用的科學性,以有效保護土壤。
(3)網絡化。在高效節水灌溉工程建設中,應積極使用物聯網技術,開發節水灌溉控制軟件,利用軟件算法和模型來設計灌溉計劃,進而將傳感器與網絡相連,輸入灌溉指令后自動執行節水灌溉任務。同時,連接PC端和移動終端,實現移動控制,僅在移動電子設備上安裝控制軟件后即可對節水灌溉操作予以控制,通過網絡技術的應用,可有效提高灌溉精準度,強化水資源利用效果。
4.7強化技術應用監管
在農田高效節水灌溉工程建設中,技術監管是有效保障節水灌溉技術應用效果的方式之一。首先,通過有效監管節水灌溉技術應用情況,對節水灌溉技術要點予以掌握,并明確技術管理內容,以此為理論依據完善節水灌溉工程建設。其次,組建具備較高專業水平的水資源管理隊伍,并面向隊伍開展系統培訓,使管理隊伍了解當地土壤水文特點,熟練使用節水灌溉技術,保證管理隊伍能及時發現節水灌溉工程運行中存在的問題,具有一定應對能力。再次,應注重完善節水灌溉技術設備應用維修機制,確保維修保養工作科學開展,保證設備運轉處于最佳狀態,實現工程項目經濟效益最大化。最后,應借鑒國外農田灌溉經驗,結合所在地實際情況積極創新探索,研發滿足當地農田灌溉現狀的系統性灌溉體系。
目前,在農田高效節水灌溉工程建設中尚存在四個主要問題,即規劃設計不足、缺少資金投入、應用價值較低、受種植結構變化影響。本文重點探究農田高效節水灌溉效果提升對策,并提出七項具體措施,即加大實地考察力度、強化節水灌溉意識、優化水資源的配置、加大資金扶持力度、建立節水示范工程、積極應用先進技術、強化技術應用監管。本文以期指導行業人員合理使用噴灌技術、滴灌技術、微灌技術等高效節水灌溉技術,并進一步提高農田灌溉自動化、智能化、網絡化水平。
參考文獻:
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