農業水利灌溉模式與節水技術措施

陳坤雷

[摘 要]農業水利灌溉模式與節水技術措施是實現農業可持續發展的重要手段。文章在比較分析不同灌溉模式的前提下闡述了現代灌溉模式的優勢，介紹了噴灌、滴灌、管道灌溉等節水灌溉技術的原理、適用范圍及優點，并列舉了具體的節水技術措施，旨在提高農作物產量和品質、保護生態環境、促進農業可持續發展。

[關鍵詞]農業；水利灌溉；節水技術

中圖分類號：S274 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1722（2024）03-0004-03

（一）精準高效灌溉

我國是一個農業大國，農業生產在國民經濟中占據重要地位。然而，我國水資源分布不均，許多地區面臨水資源短缺的問題。因此，精準、高效灌溉是我國農業水利灌溉的首要要求，它主要是指在滿足作物生長需要的同時精確控制灌溉水量和時間，提高灌溉效率。例如，可根據作物的生長需求和土壤水分狀況制訂合理的灌溉計劃，確保作物在不同生長階段得到適量的水分[ 1 ]。采用滴灌、噴灌等節水灌溉技術可減少灌溉過程中的水分蒸發和浪費；應用現代信息技術，建立智能化灌溉管理系統，也可實時監測土壤濕度、氣候條件等信息，實現精準灌溉。

（二）提高水資源利用率

提高水資源利用率，是農業水利灌溉的另一項重要要求。可根據地區水資源分布情況合理布局作物種植結構，選擇耐旱、耐鹽堿的作物品種，減少對水資源的依賴。在生產過程中可采用輪作、間作等種植方式提高土壤保水能力，減少水分蒸發。

同時，應響應節約用水和生態文明建設的要求，加強農業用水管理，推廣節水農業技術，減少水資源浪費，提高水資源利用率，促進農業可持續發展。

（一）粗放式灌溉模式

粗放式灌溉主要以漫灌為代表。漫灌是一種傳統的灌溉方式，將水引入農田，使水在地表形成一層水膜，隨后借助自然滲透和蒸發作用，將水分均勻分布到土壤中。這種灌溉方式簡單易行，適用于大面積的農田。

然而，由于漫灌過程中水分蒸發量大，灌溉效率低，易造成水資源浪費，目前許多地區已不再推行這種傳統的灌溉方式。

（二）精細化灌溉模式

1.噴灌

噴灌是一種現代化灌溉方式，其工作原理是借助水泵，將水加壓后輸送到管道中，再經由噴頭將水噴射到空中，形成細小的水滴，均勻地灑在農田上[ 2 ]。這種灌溉方式具有節水、省工、省時、省地等優點，適用于各種地形和氣候條件。在噴灌系統中，噴頭是關鍵部件。噴頭的種類和數量應根據農田的大小、作物的種類和生長階段等因素確定。噴灌時，應根據作物生長需求和土壤水分狀況精確地控制噴灌系統的灌溉時間和灌溉量，確保作物得到充足的水分。

在實際應用過程中，可結合智能技術對噴灌系統實施自動化改造，實現自動化控制。例如，可利用傳感器監測土壤濕度和氣象數據，借助計算機程序，控制噴頭的開關和灌溉量，實現自動化噴灌，提高灌溉效率，減少人力成本。

2.滴灌

滴灌是一種將水經由管道輸送到農田中每個作物根部，隨后以小流量的方式將水緩慢滴入土壤中的灌溉方式。這種灌溉方式可實現精準灌溉，避免水分浪費，并減少土壤鹽堿化的風險。滴灌系統中滴頭是關鍵部件。應根據作物的種類和生長階段等因素調整，滴頭的種類和數量，定期檢查滴頭的工作狀態，確保其正常運行。

滴灌系統的優點是可根據作物的需水量灌溉，避免水分浪費。同時，由于水分直接滴入土壤中，可減少土壤表面的蒸發和流失，提高水分利用率。可將滴灌系統與肥料相結合使用，實現水肥一體化管理，提高作物的產量和品質。

3.管道灌溉

管道灌溉是一種借助管道，將水直接輸送至農田的灌溉方式，可實現大規模、高效率的灌溉，常用于大型農場或農業合作社的生產過程中。在管道灌溉系統中，管道的質量和布局是關鍵。應根據農田的地形、作物的種類和灌溉需求等因素確定管道布局，定期檢查管道的工作狀態，確保其正常運行。

（一）結合智能工具實施綜合灌溉

結合智能工具實施綜合灌溉，是一種將現代科技與農業水利灌溉相結合的策略。利用智能工具，可實現對農田環境的實時監測和數據分析，從而更精確地控制灌溉水量和時間，提高灌溉效率。

第一，利用智能工具，可實現對農田環境的實時監測。例如，可使用傳感器監測土壤濕度、溫度、pH值等參數，為灌溉決策提供準確的數據支持[ 3 ]。又如，可使用智能工具監測氣候條件，如降雨量、氣溫、風速等，預測未來一段時間內的氣候變化，為制訂灌溉計劃提供參考。

第二，利用智能工具可進行數據分析，了解作物的生長狀況和需水規律，制訂合理的灌溉計劃。例如，借助大數據技術，可對歷年氣象數據和作物生長數據進行分析，建立數學模型，預測未來一段時間的作物需水量。

第三，在具體操作上，可采用潮汐式綜合灌溉法，根據作物生長需求和土壤水分狀況，將灌溉水分為不同階段，調節水量。在灌溉初期，可采用較大的灌溉水量，以滿足作物生長所需的水分；隨著作物生長，應逐漸減少灌溉水量，以避免水分過多，導致作物徒長或根系受損。要根據土壤含水量的變化調節水量，將土壤濕度控制在適宜的范圍。

第四，可利用自動化灌溉系統。利用自動化技術可實現灌溉設備的遠程控制和實時監測。例如，利用物聯網技術，可將灌溉設備與手機、計算機等終端設備連接起來，實行遠程控制和實時監測，根據作物生長需求和土壤水分狀況，自動調節灌溉水量和時間，提高灌溉效率和農業生產效益。

（二）優化集雨儲水系統

在干旱和半干旱地區，雨水是寶貴的資源。可建立集雨儲水系統，有效地收集和儲存雨水，為農作物提供可靠的灌溉水源。

第一，選擇合適的集雨面。集雨面是集雨儲水系統的關鍵組成部分，其面積和形狀直接影響集雨量和灌溉效率。

為了提高集雨量和灌溉效率，應選擇合適的集雨面。

一是集雨面應盡可能選在靠近農田的地方，以便將收集到的雨水直接輸送到農田。

二是集雨面應選擇在較高處，利用重力作用將雨水輸送到儲存設施中。

三是集雨面應避免有遮擋物，減少雨水損失。

第二，設計合理的輸水系統。輸水系統是將集雨面收集到的雨水輸送到儲存設施的管道、渠道中的系統。為了保障輸水效率高、成本低，要設計合理的輸水系統。要根據集雨面的位置和農田灌溉需求，設計合適的輸水管道或渠道，在長度和布局方面要實行精細設計[ 4 ]。要選擇合適的輸水材料，如塑料管道、水泥管道等，確保輸水過程順暢和設施耐用。在輸水系統中要設置合適的控制設備，如閥門、流量計等，控制水流速度和流量。

第三，建設合適的儲存設施。儲存設施是集雨儲水系統的核心組成部分，其類型和容量直接影響整個系統的性能和效益。為了確保儲存設施可靠、經濟，應選擇合適的類型和容量。要根據集雨量和灌溉需求選擇合適的儲存設施，例如土窖、水泥池、地下水池等。要根據儲存設施的類型和容量合理設計儲存設施的結構和布局，保障儲存過程穩定和安全。要在儲存設施周圍加裝防滲漏設施，例如防滲膜、防滲砂等，以防止水分滲透和流失。

第四，加強日常管理和維護。為保障系統可靠和持久，應注重其日常管理與維護。定期檢查集雨面是否清潔、是否有堵塞或損壞等情況，及時清理、維護。定期檢查輸水系統和儲存設施的運行狀態，例如水流是否順暢、是否有漏水或堵塞等情況，及時維修和更換。定期對系統實施清理和消毒，防止細菌滋生、水質惡化。定期監測系統，及時發現問題并處理。

（三）采取土壤改良或覆蓋策略，提升保水性能

在農業水利灌溉中，土壤的保水性能對于提高灌溉效率、減少水分流失有重要意義。為增強土壤的保水性能，可采取土壤改良或覆蓋的策略。

土壤改良是指在改善土壤結構、增加土壤有機質、減少土壤鹽堿化的基礎上增強土壤保水性能的一種方法。例如，可采取深耕、松土、施用有機肥等方式，增加土壤的孔隙率，使土壤更加透氣，有利于水分下滲和儲存[ 5 ]。又如，有機質也是土壤的重要組成部分，增加土壤的團粒結構可提升土壤的保水性能，可施用有機肥、種植綠肥，增加土壤有機質含量，減少土壤鹽堿化，提升土壤的保水性能。

覆蓋是指在農田表面覆蓋一層覆蓋物，減少水分蒸發和流失，提升土壤的保水性能。應根據當地的自然條件和農作物生長需求，選擇合適的覆蓋材料，例如塑料薄膜、秸稈、砂石等。

同時，要根據農作物的生長階段和覆蓋材料的特點，選擇合適的覆蓋方式，如全覆蓋、半覆蓋等。選擇全覆蓋可有效地減少水分蒸發、流失，但需注意通風換氣；選擇半覆蓋可減少覆蓋材料的用量和成本，但需注意防止覆蓋材料被風吹走或被雨水沖刷。此外，要根據農作物的生長需求和氣候條件，選擇合適的覆蓋時間，在干旱季節或需要提高土壤保水性能的時期，可進行覆蓋；在雨季或需要排水時，則需揭開覆蓋物。在覆蓋后，還應定期檢查覆蓋物的狀態和農作物的生長情況，及時處理出現的問題。

（四）優化種植方案，減少水資源依賴

在干旱和半干旱地區，水資源是農業生產的瓶頸。為減少對水資源的依賴，需優化種植方案。

第一，挑選和改良農作物，是優化種植方案的重要環節。在干旱和半干旱地區，應選擇種植耐旱、耐鹽堿、抗病蟲害能力強的農作物，例如小麥、玉米、棉花等。同時，可使用遺傳育種技術，培育出更適應干旱環境的農作物品種。在挑選農作物時，需要考慮不同農作物的需水特點。例如，灌溉小麥需要耗費較長時間，玉米則需在生長后期減少灌溉水量。

第二，調整種植間距密度，是優化種植方案的關鍵措施。在保證農作物產量的前提下，通過合理調整種植間距密度，可減少水分蒸發和流失，提升土壤的保水性能。要根據農作物的生長特性和需水特點，確定合適的種植間距密度。例如，棉花的生長需要充足的陽光和水分，因此可適當加大種植間距。在保證農作物生長質量的前提下，通過適當減少種植密度，可減少水分蒸發和流失。例如，在干旱地區種植玉米時可適當加大種植間距，減少每株玉米所占水分資源，提升土壤的保水性能。在種植期間，要注意合理利用土地資源，避免過度開墾和過度放牧對土地造成破壞，合理規劃土地利用，更好地保護土地資源和水資源。

第三，采用節水灌溉方式，是優化種植方案的重要措施。在干旱和半干旱地區，應采用滴灌、噴灌等節水灌溉方式，避免傳統的大水漫灌方式造成水資源浪費。需根據農作物的生長特性和需水特點，確定合適的灌溉方式和灌溉量。

第四，在采用節水灌溉方式時需注意設備的維護和保養。例如，要定期檢查滴灌管道是否堵塞、噴頭是否損壞，以確保灌溉設備正常運行。

第五，要注意合理安排灌溉時間和次數，避免引發水分流失和土壤鹽堿化等問題。例如，在雨季或土壤濕度較高時，可減少灌溉次數或停止灌溉；而在干旱季節或土壤濕度較低時，則可增加灌溉次數和灌溉量。

農業水利灌溉模式與節水技術措施是實現農業可持續發展的重要手段。在選擇灌溉模式時，需綜合考慮當地的氣候條件、土壤特點、水資源狀況等因素。

同時，應積極推廣和應用現代灌溉技術和節水措施，提高灌溉效率和水資源利用率，促進農業生產可持續發展，在合理利用水資源、保護生態環境的基礎上實現農業生產的優質、高產、高效目標，響應生態文明建設等相關要求，為保護國家糧食安全和推動農業經濟發展作出更大貢獻。

[1]陳得者.關于農田水利灌溉模式和節水技術措施的運用[J].河北農機，2023（08）：144-146.

[2]蓮花.農業水利工程中的灌溉技術與節水措施[J].農家參謀，2022（10）：159-161.

[3]李曉輝.農業水利工程的節水灌溉技術應用及其措施[J].農村實用技術，2022（02）：119-120.

[4]覃文文.農業灌溉模式與節水技術應用研究[J].南方農機，2021（24）：42-44.

[5]張瑞淇.淺析農業水利灌溉模式與節水技術措施[J].農家參謀，2021（18）：195-196.