高效節(jié)水灌溉技術(shù)在種植業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐

摘要：高效節(jié)水灌溉技術(shù)在種植業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐涵蓋經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。經(jīng)濟(jì)效益方面，其節(jié)水效果顯著，能提升農(nóng)作物產(chǎn)量，降低人力投入，提高生產(chǎn)效率和水肥利用效率。社會效益方面，推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，降低生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)村環(huán)境。生態(tài)效益方面，減少水資源浪費(fèi)和污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。在應(yīng)用實(shí)踐中，需要科學(xué)規(guī)劃，選擇適宜技術(shù)，實(shí)施水肥一體化管理，引進(jìn)智能控制系統(tǒng)，加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)與示范培訓(xùn)。

關(guān)鍵詞：高效節(jié)水灌溉技術(shù)；農(nóng)業(yè)種植；應(yīng)用

隨著水資源日益緊張，高效節(jié)水灌溉技術(shù)成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。該技術(shù)不僅關(guān)乎經(jīng)濟(jì)效益，更對社會效益和生態(tài)效益產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本文旨在分析高效節(jié)水灌溉技術(shù)的綜合效益，并探討其在種植業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐策略，以期為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供有益參考。

1 高效節(jié)水灌溉技術(shù)的效益分析

從經(jīng)濟(jì)效益層面分析，高效節(jié)水灌溉技術(shù)相較于傳統(tǒng)灌溉方式，節(jié)水效果顯著。例如，滴灌相較于噴灌可節(jié)水33%，相較于漫灌更是節(jié)水81%，并且相較于漫灌，滴灌還能實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)30%。由于不同灌溉方式的節(jié)水效果各異，其灌溉成本也有所不同。此外，精準(zhǔn)的灌溉能夠優(yōu)化農(nóng)作物的生長環(huán)境，從而提升農(nóng)作物產(chǎn)量。據(jù)分析，采用高效節(jié)水灌溉技術(shù)的農(nóng)田，糧食產(chǎn)量可提高10%～40%。同時，高效節(jié)水灌溉技術(shù)減少了灌溉過程中的人力投入，像滴灌、噴灌等基于自動化控制的方式，極大地降低了勞動力強(qiáng)度，顯著提高了生產(chǎn)效率。并且，當(dāng)前的節(jié)水灌溉技術(shù)融合了水肥一體化模式，將灌溉與施肥有機(jī)結(jié)合，大幅提高了水資源和肥料的利用效率。

從社會效益方面分析，高效節(jié)水灌溉技術(shù)有力地推動了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)智能化、綠色化創(chuàng)新提供了全新的思路和方向。采用這一技術(shù)不僅降低了生產(chǎn)成本，增加了農(nóng)民收入，而且完善相關(guān)灌溉技術(shù)體系需要配套一系列工程，這也在一定程度上改善了農(nóng)村臟亂差的落后局面[1]。

從生態(tài)效益層面分析，高效節(jié)水灌溉技術(shù)有效減少了水資源的浪費(fèi)和污染。使用該技術(shù)的土壤不易出現(xiàn)鹽漬化現(xiàn)象，同時，還能減少灌溉過程中的水土流失和土壤板結(jié)問題，對生態(tài)環(huán)境起到了良好的保護(hù)作用。

2 高效節(jié)水灌溉技術(shù)在種植業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐策略

2.1 科學(xué)規(guī)劃與技術(shù)選擇

目前，若要推動高效節(jié)水灌溉技術(shù)在種植業(yè)中的應(yīng)用，必須依托科學(xué)規(guī)劃和頂層設(shè)計。技術(shù)的選用應(yīng)具備適應(yīng)性和靈活性，以提高灌溉效率。為此，地方農(nóng)業(yè)單位和機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行深入的調(diào)研分析，結(jié)合當(dāng)?shù)氐馁Y源稟賦和實(shí)際情況，做好精細(xì)化評估篩選。同時，須遵循基本的規(guī)劃目標(biāo)和原則，包括提高水資源利用效率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及增加農(nóng)民收入等。強(qiáng)調(diào)因地制宜、科學(xué)決策，從技術(shù)的可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性等角度做好技術(shù)選型。在實(shí)地考察環(huán)節(jié)，工作人員需要對當(dāng)?shù)氐耐寥罈l件、氣候類型、作物種類以及水資源狀況進(jìn)行深入評估，分析現(xiàn)有灌溉措施和節(jié)水灌溉技術(shù)的實(shí)際情況，基于考察結(jié)果明確技術(shù)升級和設(shè)備選型的目標(biāo)與方向。在完成深入考察后，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)合理應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)，對滴灌、噴灌、滲灌等不同的灌溉方式進(jìn)行合理選擇。其中，滴灌系統(tǒng)能夠?qū)⑺苯虞斔偷街参锔浚行p少水分蒸發(fā)；噴灌適用于大面積農(nóng)田，可通過調(diào)整噴頭和噴灑方式提高水的均勻分布性；滲灌則主要是將水引入地下管道系統(tǒng)，通過毛管輸送使土壤逐步濕潤。在完成對節(jié)水灌溉技術(shù)的選用后，相關(guān)單位需要做好詳細(xì)規(guī)劃，包括灌溉系統(tǒng)的布局、設(shè)備選型和配置，以確保整個灌溉系統(tǒng)能夠均勻覆蓋整個灌溉區(qū)域。同時，灌溉制度也需要同步設(shè)定，需根據(jù)作物生長周期需水量以及當(dāng)?shù)貧夂驐l件來確定。所以，相關(guān)單位在利用高效節(jié)水灌溉技術(shù)強(qiáng)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植的過程中，要做好科學(xué)規(guī)劃，選取合適的技術(shù)設(shè)備，提高管理水平[2]。例如，在某地區(qū)的小麥種植中，為推動高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行了一系列科學(xué)規(guī)劃與技術(shù)選擇。首先，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)農(nóng)村部門開展了深入調(diào)研。通過土壤檢測分析發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)土壤質(zhì)地為壤土，田間持水量為30%（質(zhì)量百分比），根據(jù)土壤水分常數(shù)計算公式：相對含水量（%）=（土壤含水量/田間持水量）×100%，可用于后續(xù)計算土壤實(shí)際含水量是否滿足小麥生長需求。此地氣候?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年降水量約500 mm，且降水集中在夏季，而小麥生長關(guān)鍵期春季降水較少。小麥作為主要農(nóng)作物，種植面積達(dá)

333.33 hm2。當(dāng)?shù)卦械拇笏喾绞剑Y源浪費(fèi)嚴(yán)重，灌溉水利用系數(shù)僅為0.4。基于以上考察結(jié)果，明確了技術(shù)升級方向?yàn)椴捎酶咝Ч?jié)水灌溉技術(shù)。從可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性角度考慮，選擇了滴灌和噴灌相結(jié)合的方式。對于地勢較為平坦、規(guī)模化種植的

200 hm2區(qū)域采用噴灌。噴灌系統(tǒng)通過伯努利方程（）來設(shè)計噴頭壓力和流量，確保水均勻噴灑。根據(jù)噴頭參數(shù)，調(diào)整噴頭間距為3 m，噴灑角度為120°，這樣可使水均勻分布在農(nóng)田，經(jīng)測試，噴灌均勻度達(dá)到85%以上，相較于大水漫灌，節(jié)水約30%。對于地形較為復(fù)雜、零散種植的133.33 hm2區(qū)域采用滴灌。滴灌系統(tǒng)依據(jù)達(dá)西定律（，其中Q為流量，K為滲透系數(shù)，A為過水?dāng)嗝婷娣e，h1-h2為水頭差，L為滲流路徑長度）。設(shè)計管道布局和滴頭流量。滴灌能將水直接輸送到小麥根部，水分蒸發(fā)量比傳統(tǒng)灌溉減少約40%。通過科學(xué)規(guī)劃與適宜技術(shù)的選擇，該地區(qū)小麥種植不僅水資源利用效率大幅提高，灌溉水利用系數(shù)提升至0.8，而且小麥產(chǎn)量也有所增加，平均產(chǎn)量從原來的400 kg/667 m2提高到450 kg/667 m2，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與農(nóng)民增收的目標(biāo)。

2.2 實(shí)施水肥一體化管理

實(shí)施水肥一體化管理同樣能夠提高灌溉效率。第一，工作人員應(yīng)以實(shí)現(xiàn)水資源和肥料的優(yōu)化利用、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、減少環(huán)境污染為核心目標(biāo)，做好精細(xì)化的灌溉控制。在此過程中，工作人員需根據(jù)土地的面積、地形和土壤條件確定需要灌溉的區(qū)域和作物種類，再根據(jù)作物的需水規(guī)律和土壤條件選取合適的灌溉方式。第二，根據(jù)作物生長規(guī)律和土壤養(yǎng)分狀況選取合適的肥料以及配比。其中，水溶肥料因其易于溶解和吸收，非常適用于水肥一體化管理。第三，根據(jù)作物生長階段和需肥規(guī)律，確定施肥時間和次數(shù)，以保證農(nóng)作物在關(guān)鍵生長期獲得充足的養(yǎng)分支持。第四，工作人員需參照作物的需求規(guī)律和土壤濕度，確定每次灌溉水量和頻率，以保持土壤濕度的穩(wěn)定，為植物生長提供適宜的水分環(huán)境。同時，工作人員還應(yīng)當(dāng)選擇合適的灌溉設(shè)備，需根據(jù)灌溉區(qū)域的大小、地形和作物種類等因素選取合適的設(shè)備工具，并同步建立健全完善的輸水管網(wǎng)系統(tǒng)，確保管材材質(zhì)符合要求，保證水肥能夠均勻地輸送到每一株作物。第五，工作人員還需要將肥料溶解在水中，配制成肥料溶液，需根據(jù)選定的肥料種類和配比進(jìn)行操作，以保證肥料能夠充分溶解并均勻混合在水中，同時，要嚴(yán)格控制肥料濃度，避免過高或過低的濃度對作物造成不利影響[3]。

在一片面積為3.33 hm2的葡萄園，地勢較為平坦，土壤為壤土，保水保肥能力中等。葡萄品種為巨峰，這種葡萄生長旺盛，對水肥需求有其特定規(guī)律。由于葡萄園面積較大，為實(shí)現(xiàn)水資源和肥料的優(yōu)化利用，提高葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)，減少環(huán)境污染，采用了水肥一體化管理。第一，根據(jù)葡萄園的面積和土壤條件，確定整個園區(qū)都為灌溉區(qū)域。巨峰葡萄是需水量較大且對水分較為敏感的作物，在不同生長階段需水規(guī)律不同。比如在萌芽期，葡萄需水量逐漸增加，此時，根據(jù)土壤墑情和葡萄需水規(guī)律，選用滴灌的灌溉方式。滴灌能精準(zhǔn)地將水分輸送到葡萄植株根部，相比傳統(tǒng)漫灌，可節(jié)水約30%～40%。第二，在肥料選擇上，依據(jù)巨峰葡萄的生長規(guī)律和土壤養(yǎng)分狀況，選用了高氮型水溶肥料作為萌芽期的主要肥料，氮磷鉀配比為25-10-10。水溶肥料因其易溶解和吸收的特性，特別適合水肥一體化管理。在萌芽期，每10 d施肥1次，每次每畝施肥量為5 kg。這樣的施肥安排，能保證葡萄在萌芽關(guān)鍵期獲得充足的氮素營養(yǎng)，促進(jìn)新梢快速生長。據(jù)統(tǒng)計，采用該施肥方案后，葡萄新梢生長長度比未采用水肥一體化管理的果園長20%左右。隨著葡萄生長進(jìn)入開花坐果期，需肥規(guī)律發(fā)生變化，此時選用氮磷鉀配比為20-20-20的平衡型水溶肥料。每7 d施肥1次，每次施肥量增加到7 kg/667 m2。第三，在灌溉方面，根據(jù)葡萄生長階段和土壤濕度，適當(dāng)增加了灌溉水量和頻率。此時，每天灌溉1次，每次灌溉水量為

5 m3/667 m2，以保持土壤濕度在60%～70%，為葡萄開花坐果提供適宜的水分環(huán)境。通過這樣的水肥管理，該葡萄園的葡萄坐果率達(dá)到了85%以上，相比傳統(tǒng)管理方式提高了15%左右。為了保證水肥能夠均勻地輸送到每1株葡萄，根據(jù)葡萄園面積和地形，選用了管徑合適的PE管材搭建輸水管網(wǎng)系統(tǒng)。同時，配備了與滴灌系統(tǒng)相匹配的施肥器，將肥料溶解在水中，嚴(yán)格按照選定的肥料配比配制成肥料溶液，確保肥料充分溶解并均勻混合在水中，肥料濃度控制在0.3%～0.5%。經(jīng)過這樣一系列的水肥一體化管理措施，該葡萄園葡萄產(chǎn)量達(dá)到了2 000 kg/667 m2，比以往傳統(tǒng)管理模式增產(chǎn)了30%，而且葡萄果實(shí)品質(zhì)優(yōu)良，甜度達(dá)到了18度以上，在市場上具有很強(qiáng)的競爭力。

2.3 引進(jìn)智能控制系統(tǒng)

將節(jié)水灌溉技術(shù)與智能系統(tǒng)相結(jié)合使用，能夠取得更為出色的管控效果。在農(nóng)業(yè)種植活動中，工程師和技術(shù)人員應(yīng)以提高灌溉精度、減少水資源浪費(fèi)為核心，引進(jìn)智能控制系統(tǒng)。第一，需要做好對市場上智能灌溉控制系統(tǒng)的調(diào)研，了解不同系統(tǒng)的功能、性能、價格以及用戶評價，這有助于在篩選系統(tǒng)時做出合理規(guī)劃。第二，工程師需做好系統(tǒng)設(shè)計與規(guī)劃，對農(nóng)田灌溉需求進(jìn)行分析，從作物種類、生產(chǎn)周期、需水量等多個角度進(jìn)行深入的建模分析，這將為系統(tǒng)設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。基于需求分析結(jié)果，設(shè)計智能灌溉控制系統(tǒng)的架構(gòu)和功能，包括數(shù)據(jù)采集、灌溉控制、參數(shù)設(shè)置以及顯示和報警等多個功能模塊。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計，選取合適的傳感器、控制器、執(zhí)行器等設(shè)備，并進(jìn)行合理配置和施工，設(shè)備應(yīng)當(dāng)具備良好的穩(wěn)定性和耐用性，以保證系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。第三，按照系統(tǒng)設(shè)計方案在農(nóng)田中安裝傳感器和控制系統(tǒng)設(shè)備，在安裝過程中需嚴(yán)格控制設(shè)備的布局和連接方式，以保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠運(yùn)行。對于安裝好的系統(tǒng)，需對其進(jìn)行常態(tài)化調(diào)試，對其功能、工作狀態(tài)、通信情況、灌溉控制等多方面進(jìn)行測試，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。第五，利用智能灌溉系統(tǒng)對農(nóng)田灌溉過程進(jìn)行控制時，也需要做好實(shí)時監(jiān)測分析，從土壤濕度、作物生長情況等多個角度進(jìn)行精細(xì)化把關(guān)評測，為灌溉決策提供科學(xué)依據(jù)。同時，對系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)過程中的問題和不足，并根據(jù)分析結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，提高灌溉精度和效率[4]。

2.4 加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)與示范培訓(xùn)

高效節(jié)水灌溉技術(shù)的廣泛應(yīng)用需要得到廣大農(nóng)民群體的支持和認(rèn)可。因此，相關(guān)單位需要加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)和示范培訓(xùn)，將相關(guān)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用效果充分展示出來。第一，相關(guān)單位需明確技術(shù)指導(dǎo)和示范培訓(xùn)的目標(biāo)，即提高農(nóng)業(yè)從業(yè)人員對高效節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)知和應(yīng)用能力，培訓(xùn)對象包括農(nóng)民、農(nóng)業(yè)技術(shù)員、農(nóng)業(yè)合作社成員等，以確保培訓(xùn)能夠覆蓋實(shí)際操作者和決策者。第二，需基于需求調(diào)研，了解培訓(xùn)對象對高效節(jié)水灌溉技術(shù)的需求、疑問和期望，為制定培訓(xùn)計劃提供依據(jù)。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，設(shè)計具體的培訓(xùn)內(nèi)容，包括高效節(jié)水灌溉技術(shù)的基本原理、設(shè)備選擇和使用、灌溉制度制定、土壤水分監(jiān)測與管理等多個方面。相關(guān)單位可通過理論講述、現(xiàn)場示范、互動問答、實(shí)踐操作等多種模式進(jìn)行體系化培訓(xùn)，能夠深入淺出地幫助學(xué)習(xí)者理解和應(yīng)用。同時，相關(guān)單位還需要邀請具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識的專家學(xué)者、技術(shù)人員作為培訓(xùn)師資，強(qiáng)化培訓(xùn)指導(dǎo)。此外，利用VR和AR技術(shù)，進(jìn)一步展示高效節(jié)水灌溉技術(shù)的技術(shù)原理和底層邏輯，提高培訓(xùn)質(zhì)量。第三，相關(guān)區(qū)域需建立起長效指導(dǎo)機(jī)制，組建技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，為農(nóng)業(yè)從業(yè)人員提供長期性的技術(shù)咨詢服務(wù)，并選取具有代表性的農(nóng)田作為示范點(diǎn)，展示高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用效果，通過現(xiàn)場觀摩、經(jīng)驗(yàn)交流，引導(dǎo)農(nóng)民和農(nóng)業(yè)創(chuàng)業(yè)者進(jìn)行學(xué)習(xí)，借鑒先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。

3 結(jié)語

高效節(jié)水灌溉技術(shù)在種植業(yè)中的應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢。通過科學(xué)規(guī)劃、水肥一體化管理、智能控制系統(tǒng)引進(jìn)以及技術(shù)指導(dǎo)與示范培訓(xùn)，可以充分發(fā)揮其節(jié)水、增產(chǎn)、增效的潛力。展望未來，應(yīng)繼續(xù)深化技術(shù)研究與推廣，提高農(nóng)業(yè)水資源利用效率，推動農(nóng)業(yè)綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展。

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