現代數字賦能高標準農田水利灌溉技術的應用和創新發展

現階段我國水資源短缺問題越來越嚴重，但是對于水資源的需求卻逐漸增加，導致水資源供需不匹配。為了解決這一問題，我國提出了高標準農田的建設目標，借助高標準農田建設能力提升水資源利用效率。高標準農田水利灌溉技術的應用，能夠加快農業轉型升級，提升農田質量、產量的同時，節約農業生產過程中對水資源的利用效率，從而推進農業向著現代化的方向發展。隨著現代數字技術的不斷發展，現代技術在高標準農田水利灌溉技術當中應用，能夠構建高效、節能節水的灌溉體系，可有效解決我國存在的水資源短缺問題，也能夠推動古農業生產向著精細化、智能化的方向發展，為推動農業產業高質量發展奠定基礎。

一、現代數字技術賦能高標準農田水利灌溉技術的作用

農業產業發展過程中，加強數字化技術的應用能夠為實現農業高質量發展奠定基礎，數字技術在農業現代化發展中應用已經成為促進農業高質量發展的重要推動力。現代數字技術在高標準農田水利灌溉技術中應用，充分發揮出了數字技術的應用優勢，借助智能感知、智能分析等，降低農田灌溉過程中自然環境對其產生的影響，也可提升農田水利灌溉體系對農業現代化的發展的適應能力，節約大量水資源的同時，加快農業現代化發展進程。現代數字技術的應用還能夠推進農田水利管理工作向著智能化的方向轉型，也可為農業可持續發展奠定良好的基礎，如可圍繞農田水利灌溉要求構建智能水利系統、灌溉區信息化系統等，對農田水利灌溉情況進行監督管理，實現農田水利灌溉中對水資源的有效利用和精準調控。

二、高標準農田水利灌溉技術

1、灌溉技術種類

① 滴灌

滴灌技術是農田水利灌溉中常見的灌溉技術，灌溉過程中主要依托PVC管道系統配合微小出水孔，可將水資源精準輸送到農作物的根部，滴灌技術的應用可減少灌溉過程中水資源的蒸發量，也可減少地表徑流形成，從而達到水資源利用效率的目的。滴灌技術能夠精準調控農田灌溉量，且灌溉高度較低，可保證水分在土壤中深度滲透，水分可以直接作用在植物根系，可提升水資源利用效率，可以在大規模農田種植當中應用。滴灌技術在農田灌溉當中應用具有較多的優勢，透水性和保水功能較強，可為農作物健康生長提供支持。如果農田種植區域土壤存在鹽漬侵蝕風險或者是土壤結構不夠密實、保水能力較差，滴灌技術在該農田種植區域當中應用，可通過灌溉減少土壤當中鹽分積累，降低鹽分對農作物所造成的影響，同時，還能夠提升土壤濕潤度，為農作物正常生長提供保障，推動農業生產可持續發展。

② 噴灌

噴灌技術也是農田灌溉當中一種常見的灌溉方式，主要是通過精細化設計的管道系統和高效的噴頭系統進行灌溉，該灌溉模式能夠將水資源以均勻的方式噴灑在空間，農田灌溉均勻，可以在短時間內完成農田灌溉工作。噴灌技術在農田灌溉當中應用，可對水資源分布情況進行精準調控，保證農田各個區域灌溉量均勻，與傳統農田灌溉方式相比，不僅可以節約較多的水資源，還能夠減少灌溉過程中水資源施加不均勻的問題，為農作物生長提供更加優質的生長環境。從水資源的管理的角度對噴灌技術在農田灌溉當中應用，可減少農田水資源灌溉總量，該技術可以讓水資源直接噴灑在農作物根系附近，水分能夠深入滲透在土壤內部，也可避免水資源進入到土壤當中出現不必要的流動，遏制了大面積地表徑流的發生，最大程度上減少水資源損耗的同時，也可避免出現地表徑流導致水土流失問題的出現。噴管技術在農田灌溉當中應用，農田灌溉人員可以對灌溉強度和灌溉頻率進行控制，保證水資源可以精準滲透在農作物根系所在土層當中，減少深層滲漏情況出現的同時，大量節約水資源。

③ 微噴

微噴也是農田灌溉中的常見灌溉方式，是一種先進的農田灌溉技術，該技術將PVC管道系統壓低，可將微量水分精準施加在農田土壤表層，滿足農作物在生長過程中對水分的需求。微噴灌溉技術與傳統農田灌溉技術相比，抽水環節有所減少，還可減少灌溉過程中對能源的消耗，對于管材材質和性能的要求也有所下降。微噴灌溉雖然水量細微但是灌溉頻率較高，在農田灌溉當中應用可避免農田區域土壤內出現大量的鹽分堆積，一旦出現上述情況會對農作物正常生長產生影響。如蔬菜種植過程中如果蔬菜生長需求和土壤條件要求特殊，就可利用微噴開展農田灌溉，灌溉人員進行灌溉的過程中可以將灌溉管道具體劃分為主管道和支干管道，將三通接頭與出水口靈活連接起來，打造高效的灌溉網絡，同時，灌溉過程中可以將肥料進行液壓處理，之后通過管道將肥水施加在土壤當中，為蔬菜提供充足水分的同時，滿足蔬菜生長過程中對養分的需求。噴管能夠讓養分和水分精準作用于蔬菜根系，維持土壤中養分和水分之間的均衡性，可避免作物出現過度蒸騰對農作物正常生長造成的嚴重影響。使用微噴的形式進行農田灌溉要保證田間的通風性，為推動農作物生長提供良好土壤環境，為農作物產量和質量提升奠定良好的基礎。

2、制約農田灌溉技術發展的因素

諸多因素制約著農田灌溉技術的發展，其中包括灌溉過程中用水質量不佳以及季節性水資源的短缺，這些均會對農田灌溉系統的穩定性造成重大影響。農田灌溉技術發展過程中，資金投入與全面發展之間存在較大的不均衡性，這也是制約農田灌溉技術的主要因素，灌溉技術類型的不斷增多，雖然能夠為農田灌溉帶來較多的便利，但是也需要較多的資金支持，后期還要投入一定的資金進行維護，盡管我國針對農田灌溉建設出臺了政策和資金支持，但是基層農業種植人員在籌集資金的過程中存在較大的風險。后期維護是保證農田灌溉系統發揮出自身效益的關鍵手段，但是受到粗放管理模式和維護資金不足的影響，很多農田灌溉系統建設后未能得到有效利用，甚至部分農田灌溉系統因為維護不及時而出現損壞。

三、現代數字賦能高標準農田水利灌溉技術的應用和創新發展

1、云計算技術

云計算技術在高標準農田水利灌溉工程中創新應用，對于推動農業現代化發展有著積極的作用。云計算技術具有較強的數據處理能力，可實現對農業技術信息進行跨區域、跨類型整合，從而構建包含豐富農業技術數據信息的采集存儲平臺，農業工作者通過平臺檢索即可獲得自己所需要的數據信息，節約農業工作者尋找數據信息時檢索所花費的時間，有助于提升農業工作者工作效率，同時，通過對農業技術信息進行加密處理，可有效避免出現農業信息數據丟失、損壞的情況出現。云計算技術在高標準農田水利灌溉技術當中應用，可以讓農業種植人員及時了解節水灌溉技術，并掌握節水灌溉技術要點，逐步提升農業種植人員的節水意識。云計算技術在農田信息管理方面應用，能夠對農田土壤中水分含量進行實時監測，并結合農作物生長對水資源需要，及時進行農田節水灌溉，為農作物生長補充水分。同時，云計算技術可以對農田所在區域氣候條件進行分析，對土壤情進行精準預測與動態調控，通過精細化的農田管理模式，可以為農作物打造更加適宜的生長環境，不僅能夠提升農作物種植產量和質量，還能夠為推動農業現代化發展奠定基礎。

2、傳感器技術

傳感器技術在農田水利工程當中應用，可對農田種植區域土壤狀況和氣象條件進行實時監測，可幫助農業種植人員了解農田土壤中的水分含量、養分構成、周邊氣候環境等，將傳感器技術與計算機技術進行融合應用，能夠進一步精準獲取土壤水分、養分信息等，為實現農田水利精準灌溉奠定基礎。如土壤濕度傳感器在農田灌溉當中應用，能夠對農田土壤各個層次含水量進行分析，為農業種植人員提供詳細的土壤耗水數據，幫助農業種植人員制定科學的灌溉計劃，了解農作物不同生長階段對水分的需求，確定最佳的灌溉時間，從而有效緩解農業種植區域的干旱情況，達到水資源節約目的的同時，提升農業生產產量。面對現代農業發展對高效農田管理的需求，科研人員建立起覆蓋大宗農作物的生長數據庫，將作物水肥需求規律轉化為可計算、可預測的數字模型，為精準灌溉提供科學依據。傳感器技術與無人機技術聯合應用，可搭建智慧灌溉網絡，根據農作物對水分的需求生成灌溉作業圖，噴灌機根據灌溉作業圖進行灌溉，灌溉過程中可根據不同區域農作物對水分的需求對灌溉量進行調整，整個灌溉過程中不僅會節約較多的水資源，灌溉也較為均勻。

3、人工智能技術

人工智能技術在農業產業中應用，給農業產業發展帶來了深刻變革，不僅能夠提升農業生產的便利性，還為加快農業現代化發展進程起到了推進作用。人工智能技術在農業生產選種階段進行應用，可實現對種子質量進行精細化監測，借助數據分析和圖像處理技術可以對種子進行篩選，可準確識別存在病害問題、籽粒干癟等不符合規格的種子，可提升種子發芽率，促進農作物健康生長，為農作物產量和質量提供保障。人工智能技術還能夠在農業田間管理當中應用，實現精準培育農作物，對農作物生長環境進行實時監測，如土壤濕度、農作物水分情況等信息，根據最終結果確定農作物采收時間，從而保證農作物產量和質量。對農業生產管理決策進行優化，為次年農作物種植奠定基礎，幫助農業種植人員選擇合適的種植品種以及提前做好病蟲害預防工作等。人工智能技術在農田節水灌溉當中應用能夠取得較好的效果，借助智能分析與灌溉控制系統，可實現對水資源的精準調配和高效利用，提升農田灌溉效率的同時，減少農田灌溉過程中所產生的水資源浪費。人工智能技術與農田節水灌溉融合，符合現代農業發展需求，可推動農業向著綠色化的方向發展。雖然人工智能技術在農業節水灌溉當中應用具備較多的優勢，但是人工智能技術與農業節水灌溉的融合仍然處于發展階段，實際農田灌溉過程中人們對人工智能技術的利用率并不高，未來還需要不斷探索人工智能技術優勢，促進人工智能技術與農田節水灌溉技術的有效融合，推動農業產業向著現代化、智慧化的方向發展，也可進一步提升農田灌溉過程中的節水效率。人工智能技術在農田灌溉當中應用，能通過打造智能灌溉系統，如智慧灌溉機器人在進行灌溉的過程中能夠最大程度提升生產效率，實現農田灌溉設備無人管理，不僅能夠節約更多的水資源，還能夠為高標準農田智慧管理、鹽堿地治理、集約化農田建設提供支持。

4、數據庫技術

數據庫技術在高標準農田節水灌溉當中應用，對于農田節水灌溉現代化發展有著積極的推動作用。農業信息化建設過程中需要大量的數據信息作為支持，可以為農業生產決策提供精準的數據支持，保證農業生產種植人員可以實現精準決策。為了進一步提升農田灌溉當中的節水效率，可通過數據庫技術在農田節水灌溉當中的應用，對農田灌溉用水數據進行采集、整合、分析，了解農業生產過程中的實際用水量，并結合實際情況采取有效的手段進行調整。數據庫技術不僅能夠對農田用水量進行分析，還能夠讓農業種植人員了解農作物的生長信息，如農作物生長動態、土壤質量、土壤水分等，并能夠對數據信息進行記錄儲存，可為后續農業灌溉決策提供數據知識。數據庫技術讓農業種植人員獲取信息擁有了更加便捷的渠道，可幫助農業種植人員在短時間內掌握農田水利信息，制定科學的灌溉策略，節約水資源的同時實現精準灌溉。數據庫還能夠及時獲取水情信息，實現對跨地區、跨時間的水情信息進行精準收集，提升農業種植人員對水情的監測能力，根據水情及時對農田灌溉方案進行調整，從而實現精準應對水情變化，保證灌溉工作有效性的同時，提升水資源利用效率。借助數據庫技術打造智慧灌溉云平臺，通過構建完善的系統，數據建設打造可互動的灌溉平臺，可以為農田種植人員灌溉提供多樣化的服務，如根據不同地區氣候條件、土壤條件等進行分析，為農業種植人員提供準確的水資源灌溉方案，避免出現因為農業種植人員不了解、不清楚所導致的錯誤灌溉，浪費水資源的同時，還難以保證農作物生產質量和產量，同時，可實現線上交互，幫助農業種植人員解答關于農田灌溉相關問題，提升農業種植人員的自主決策能力和節水意識。

5、遙感技術

遙感技術在農業生產中的應用對于推動農業現代化發展有著深遠的影響，遙感技術在農業生產中的應用可精準捕獲農業生產相關信息，為農業種植人員提供更加精確的數據支持。遙感技術可以將獲取農田影像資料進行免費共享，能夠為農業科研事業發展提供數據支持，可加快農業科研成果轉化，盡快在實際農業生產中應用。遙感技術在應用過程中可以實現與地理信息技術深度融合，可對大規模農田信息數據進行采集分析，且在信息數據處理方面效率較高，最終所獲取的結果準確性較高，可為農業資源規劃、農業病蟲害防治等提供精準的數據信息，便于農業種植人員精準制定合適利用方案和防治方案。無人機遙感技術是一種處于前沿的技術，在農田節水灌溉中應用能夠獲取農作物光譜信息，借助光譜信息分析農作物生長狀態、農作物產量、病蟲害發生情況等，同時，也可以對農作物水分含量進行判斷，準確了解農作物對于水分的需求情況，從而制定科學的農作物灌溉計劃，包括灌溉時間、灌溉量，滿足不同階段農作物對水分的需求，提升水資源利用效率，也可為農作物產量和質量提供保障。

綜上所述，現代數字賦能高標準農田水利灌溉技術的應用和創新，已經成為推動農業生產現代化的關鍵驅動力，農田灌溉中應用數字技術，可以對農田土壤條件、氣候條件、農作物生長情況進行分析，了解不同階段農作物對水分的需求量，農業種植人員可以根據農作物生長過程中對水分的需求進行灌溉，充分利用水資源的同時，為農作物產量和質量提升奠定基礎。

（作者單位：272414山東省濟寧市濟寧經濟技術開發區馬集鎮人民政府）