高效節水灌溉技術在農田生產中的實際應用與對比分析

近年來，全球氣候變化較大，部分地區的水資源逐漸匱乏，農業是支撐我國經濟發展的重點產業，農作物種植離不開水分灌溉。在傳統農田灌溉模式下，通常采用人工澆灌，水分用量較難把控，較易在澆灌過程中造成水資源浪費。因此，應積極運用高效節水灌溉技術，可在保障農產品生長質量的同時，節省水資源提高農業經濟效益。本文重點圍繞常見的高效節水灌溉技術進行分析，為農田水利工程提供創新思路，優化完善灌溉技術，促進農業種植可持續發展。

一、噴灌技術

噴灌技術的工作原理在于，運用專業噴灑灌溉設施，將水加壓輸送至指定農田灌溉區域，水會從噴灑裝置的噴頭均勻灑出，通過模擬自然降雨，起到農田灌溉作用，為農田提供適量、均勻的水分。噴灌技術能嚴格控制水量，避免灌溉時出現地面徑流和深層滲漏，造成水資源浪費，進而達成高效節水目標。首先，噴灌技術還具有較多優勢，目前大部分農田已經實現自動化灌溉作業，噴灌工作無需進行平整土地、溝渠挖掘、畦灌改水等操作，有效減少農田灌溉工作量。其次，噴灌技術的適應力較強，可根據不同農田情況調整噴灌方式，做到因地制宜，對于山丘地區的農田，灌溉優勢更為明顯，能有效避免出現因灌溉引起的水土流失問題，在保證水分供應的同時，保護農田土壤結構。噴灌技術的節水能力較為顯著，部分農田會使用節水型噴頭，根據農田地形與農作物布局，合理規劃噴頭分布，不僅能保證灌溉均勻性，還能將水分精準輸送至農作物根部，確保灌溉質量。最后，為保障高效節水，還需合理控制噴灌時間與用水量，結合自然風向、風力控制噴灌操作，若遇風力較大的天氣，還需及時停止灌溉，避免影響灌溉效果，造成水資源浪費。以山東某農業示范田為例，該農田種植的農作物為西紅柿，西紅柿的不同生長階段對于水分的需求差異性較為明顯，為確保灌溉效率，該農田引進了智能自動化噴灌系統。為避免水資源浪費，還為噴灌設備更換了節水噴頭，經過優化后，該農業示范田的產量相比傳統灌溉提升了25%，水資源利用率提高30%以上，以此體現噴灌技術在高效節水灌溉方面的實效性。

二、滴灌技術

滴灌技術在我國干旱地區的應用效果較好，較適用于丘陵、山區等地勢存在坡度條件的農田，滴灌系統由滴頭、總管、支管、滴灌管、滴灌控制器等組成。近年來，滴灌技術也在不斷創新優化，據統計，滴灌技術可將水資源利用率提升93%左右，可實現農田全方位灌溉，減少水資源在空中的蒸發損失，既能提高灌溉效率，又能避免水資源浪費，應用較為廣泛，有助于高效種植各類農作物、蔬菜、果樹等。

在農作物種植方面，滴灌是較為常見的農業生產灌溉方式，水資源通過灌溉系統可精準輸送至農作物根部，效率較高且風險性較小，可有效避免水分蒸發、流失等問題。運用滴灌技術能保證農作物根部土壤時刻保持濕潤，為其生長提供充足的水分，與傳統灌溉方式相比，還能防止土壤板結，進一步改善土壤結構，從而增加農作物產量，實現高效節水種植。

在蔬菜種植方面，滴灌技術的優勢更為顯著，因大部分蔬菜生長周期中，每個階段的水分需求不同，種植過程中需精準控制供水量。滴灌技術可根據不同種類的蔬菜，結合其生長階段水分需求，靈活調節水分供應，避免因灌溉量不均衡造成水資源浪費，影響蔬菜生長速度，進而提高蔬菜品質。

在果樹種植方面，為確保灌溉效率，應在樹苗兩側安裝灌水器，運用加壓設備將水直接輸送至植物根部，提升農田灌溉質量，保證果實發育正常。同時，傳統灌溉方式較易因水分過多，導致果樹產生病蟲害，不僅會影響果樹產量，還會降低果實質量。運用滴灌技術，能減少水分與葉片的接觸面積，避免水分蒸發或葉片過于潮濕，可降低果樹病蟲害發生概率，保障果樹種植的經濟效益。

三、微灌技術

農田灌溉工程應從高效節水的角度出發，運用微灌技術不僅能合理設置定量灌溉，還能根據不同農作物的生長需求，采取加壓灌溉方法，將水資源加壓輸送至灌水設備，直接高壓灌入農作物根部，使水分能儲存在農作物根部土層中，保持土體濕潤，滿足其水分需求。微灌系統主要包括水泵、供水管、總開關、過濾器、沖洗閥等設施組成，新型微灌系統還能實現水肥一體化管理，微灌技術與傳統農田灌溉相比。節水率可達到50%以上，為發揮最佳灌溉作用。

以小麥種植為例，小麥生長各階段水分需求不同，且對水分具有敏感性，其質量與產量與水分供應息息相關。在種植過程中運用微灌技術，水資源可通過微灌管道精準輸送到小麥根部，與傳統種植小麥相比，微灌技術種植的小麥長勢更好，因此，微灌技術還被譽為“節水增糧”的小麥種植新模式。并且，針對氣候干旱地區，可通過小麥淺埋、科學化微灌，緩解用水矛盾，據統計，某小麥種植基地在使用微灌水肥一體化機械后，與傳統種植相比，每畝節肥20%、節水30%，并且機械操作還可節省50%人工成本，種植產量每畝增產6%-11%，節本增效140元以上。

除此之外，微灌技術的適應力較強，適用于各類地形、氣候環境，無論是砂性土壤還是粘性土壤，皆可發揮高效灌溉作用。運用水肥一體技術，可滿足農作生長過程中的各類需求，為其生長營造良好環境，進而提高農產品產量，粗略計算可增產30%左右，具有較高應用價值，促進實現農業生產經濟效益最大化。

四、渠道防滲技術

在建設農田水利工程時，渠道防滲技術是最為關鍵的施工環節，可有效避免水體滲漏、蒸發等問題，將水資源利用率可提高55%-75%，有效節省水資源，保障農田灌溉效果更為持久。在傳統灌溉模式下，沒有渠道防滲技術的保障，農田灌溉過程中，水資源滲透較為嚴重，輸水損失率較高，水資源利用率相對較低，難以滿足環境節約建設標準?；诖耍瑸榇龠M我國農業發展，應加大農田灌溉渠道建設力度，合理控制灌溉用水量，盡量將水資源損失降到最低。在農田防滲渠道建設過程中，常見的渠道建設類型包括砌石防滲、涂料防滲、瀝青防滲等，具有輸水快、防止次生鹽堿化、調控地下水位、減少渠道維修費等優勢。并且，近些年，渠道防滲技術得到農業的廣泛關注，因此項技術的適應性較強，被不同地區積極采用，旨在降低水資源滲透損失，提高水資源利用效率。今年4月，央廣網發布了關于一篇新疆墨玉縣防滲渠建設的文章，文章指出墨玉縣鄉村農田灌溉渠道大部分為土渠，老化、坍塌、破損現象較為嚴重，導致水資源浪費、灌溉效率低等問題，制約農業生產經濟發展。為改善現狀，墨玉縣積極參與防滲渠道重建項目，修建5.2公里的防滲渠，不僅顯著提升了水資源利用率，還幫助農民改善了農田灌溉條件，使農田灌溉工作更加節水高效。經數據查詢得知，采用渠道防滲技術，渠系水利用系數可從傳統的0.4-0.5，提升至0.75-0.85，減少水資源滲透損失75%-90%，實現農田高效節水灌溉的農業生產目標。

五、低壓灌溉技術

當前，我國農田灌溉方式多以明渠灌溉為主，其缺點在于輸水過程中，水資源會滲透到土壤中，造成較大損失，因此，為避免此種情況，提高水資源利用率，應加強低壓管道推廣應用。低壓灌溉技術的工作原理為，在農田內安裝輸水管網，在水泵的動力支撐下，將水資源輸送至灌溉低壓灌溉系統中，可精準控制輸水量，減少水資源浪費。同時，此項技術還具有顯著應用優勢，在節能方面，低壓灌溉技術能精準控制水流大小，并根據不同作物需求進行設置，減少水分滲漏蒸發損失，通?？晒澦?0%左右；在土地使用方面，因低壓灌溉系統管道皆為地埋式安裝，對于農田內耕地面積占用比較小，進而保障農田使用面積，可省地5%，增加農民的農業生產經濟效益。以北方玉米種植為例，與南方相比，北方地區的水資源較為貧乏，為節省水資源，部分小麥種植會使用低壓灌溉技術，使用低壓管道實現水分的精準輸送。在水分供應充足合理的條件下，可有效提升玉米產量與質量，每畝地可增產20%左右，不僅能進一步提高水資源利用率，還能保障農作物生產質量，為農民帶來更高的經濟效益，促進農業生產的節能發展。

六、步行式灌溉技術

此種灌溉技術相比之下較為傳統，是最原始的澆灌技術延續而來，在農民的實踐過程中不斷更新優化，是農業種植過程中最常見的一種澆灌方式。與傳統放水灌田方式不同，此項技術的操作更為精準，通常由人力進行，使用可攜帶式集水裝備，完成農田灌溉操作，適用于小型農田。隨著農業科技的發展，此種步行式灌溉技術也逐漸被農業機械所替代，農民只需操作農業機械，配合對應灌溉設備，使用電能、機械能操控完成高效灌溉工作。此種技術的優勢在于節水，通過人工操作可根據不同作物精準控制灌溉量，避免出現水資源浪費情況。并且，通過結合現代化農機設備，在農業種植過程中，無需修建輸水渠道，可有效節省土地資源，灌溉時還可根據不同農作物的生長周期選擇性灌溉，使灌溉工作更具針對性，以此提升灌溉質量，實現農作物整體增產，提高經濟效益。

七、數字化灌溉技術

在新時代背景下，在實現農業機械化的同時，還需不斷優化完善各類灌溉設備，促進農田水利工程智慧化、數字化發展，在高效節水灌溉層面，應積極利用信息技術，為灌溉工作賦能，起到智能管控作用。數字化灌溉技術融合了物聯網、大數據、人工智能、集成傳感器等方面技術，實現高效、節能、精準的灌溉方式。以智慧化農田為例，在水分管理方面，會在農田安裝各類傳感器設備，如作物生長傳感器、土壤濕度傳感器、水質檢測器等，通過數字化灌溉系統，實時收集農田的溫濕度、光照、風速、作物生長情況等方面數據。系統會對數據進行分析，精準判斷農田土壤情況，若土壤含水量低于農作物生長標準，會向plc系統下達指令，驅動自動化灌溉程序實施灌溉工作。同時，數字化灌溉系統還可根據不同農作物的生長周期、適應條件等方面因素，智能規劃灌溉時長、灌溉量以及灌溉范圍，工作人員還可根據實際情況靈活調整，不僅有效提升灌溉效率，還能實現精準、定向的灌溉目標。除此之外，數字化灌溉系統，還能監測田間濕度情況，當濕度超過標準時，為避免引發病蟲害，系統會利用傳感器計算病蟲害發生概率，并制定科學合理的除濕方案，自動打開排水系統，有效控制農田濕度。由農田排出的多余水分，則會被回收至水利工程的沉淀池內，通過過濾形成可循環利用的水資源，用于農田內微灌或滴灌，構建循環灌溉體系，在保障農作物健康生長的同時，提高水資源利用率。為提高數字化灌溉系統性能，還可引進人工智能技術，使灌溉系統操作更便捷、功能更全面，更為精準地調控灌溉水量與時長，有效提升30%-50%節水率，體現數字化灌溉系統在高效節水方面的實效性。

八、雨水集蓄灌溉技術

此項技術是一種環保高效的水資源循環利用方式，通過收集、儲存、處理雨水，將其用于農業灌溉，不僅能保障農作物水分供應，還避免水資源產生浪費情況?？捎行Ь徑馑Y源短缺情況，并降低土壤對地下水、地表水的依賴性，對農業可持續發展起到促進作用。雨水集蓄灌溉技術的重點在于收集與儲存雨水，應建設雨水收集裝置，如雨水收集管道、收集池、過濾設備等。為確保雨水質量滿足農作物灌溉標準，應對收集到的雨水進行沉淀過濾處理，將雨水中有害物質、重金屬元素等清除，再將處理后的雨水輸送至灌溉系統，為后續開展灌溉工作奠定基礎。將此項技術廣泛應用于農田灌溉，具有易收集、低成本等優勢，并且雨水中含有較多營養物質，灌溉農作物也有效提升土壤肥力，改善土壤結構，為農作物提供良好的生長環境。以上?；ɑ芷髽I為例，該企業建設雨水收集與花田灌溉相結合的高效節水裝置（如圖1所示），形成高效節約、綠色生態的生產模式。據統計，利用雨水集蓄灌溉技術節省70%人工成本，室外花田每年可節約水資源2.5萬立方米。溫室內部每年可節約16.5萬立方米，極大地降低了灌溉用水成本，在節水利用方面取得顯著成效，促進企業綠色環保發展，實現經濟效益最大化。

九、薄淺濕曬灌溉技術

在農田水利工程中，薄淺濕曬灌溉技術具有較強的針對性，重點用于水稻種植，因水稻屬于水生農作物，生長過程中對水資源的需求量較大。且水稻不同生長周期的水分需求也具有差異性，若不能采取科學合理的灌溉方式，較易造成水資源浪費。因此，為保障水稻高質高產，應運用薄淺濕曬灌溉技術，針對水稻不同生長周期開展針對性灌溉工作。如，在水稻返青期，灌溉方式應采取潛水灌溉，合理控制灌溉頻率，促進其快速生長，避免水分過多引發病蟲害。在水稻分蘗盛期，對于水分需求增加，應做好灌溉水分供應，保持土壤濕潤，后期對于水分需求明顯下降，此時應停止灌溉，并加強田間通風，確保水稻能得到足夠的光照，進行曬田操作。再如，當水稻處于開花期，對水分的需求也會隨之減少，此時應降低灌溉頻率與灌溉量，保持淺水灌溉即可；待水稻生長迎來乳熟期、黃熟期，應根據水稻實際生長情況，動態調整田間灌溉方案，防止水分供應不規范影響其產量。水稻是我國重要的糧食作物之一，為提高其經濟效益，應從前期栽種再到成熟收獲，做好這期間的每一個生長階段的灌溉工作，運用薄淺濕曬灌溉技術，能在滿足水稻水分需求的前提下，合理管控用水量，避免盲目灌溉造成的水資源浪費，以此實現水稻高產，提高水資源合理利用率。

總而言之，在農業生產過程中，灌溉是重要的環節之一，不僅影響農作物生長質量，還與農民的經濟效益息息相關。通過不斷總結經驗，創新農田灌溉技術，規范灌溉流程，既能保障水資源利用率，又能降低灌溉人工成本與水資源成本支出。相關部門應加大高效節水灌溉技術的推廣工作，實現能源節約的生產目標，促進農業綠色可持續發展。

（作者單位：256655 山東省濱州市濱城區楊柳雪鎮人民政府）