中圖分類號 S274 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2025)16-0106-04
DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.16.023
AbstractTo promote sustainable agricultural development,the eficient water-saving irigation technologies andtheiradvantages werebriefly introduced,theapplicationof water-saving irrgation technologieswasanalyzed such aswaterconveyance,irrigation,and intelligent irrigationinagricultural waterconservancyprojects,and the targeted promotion strategies wereproposed.Efcient water-saving irrigation technologies include drip irigation, sprinkleririgation,microirigation,aswellaswaterandfertilizerintegration,andotherintelligentiigation technologies,whichcan provideprecise,timed,andquantitativeirigation basedon theactual water demand and soil conditionsof crops.In termsofapplicationinagricultural waterconservancyprojects,water-savingiigation technologies such aspipeline water supply and anti-seepage channel water supply can reduce water leakage and evaporation during the transportation process.Drip irigation,sprinkler irigation and other water-saving iigation technologiescan transport water tocrops through local irigationandother methods,which haveadvantagessuch as waterconservationand yieldincrease;theintelligentirrigationsystemefectivelyimproves thewater-saving effect byreal-timecollection and processing of soil moisture and other information,and implementing intelligent management.The promotion strategy includes strengthening the unified planning of water-saving irigation projects, increasig theacceptance andparticipation of growers;differentiated selectionof suitable water-saving irrigation methodsandprovisionofsupporting operational trainingservices;Applywaterand fertilizer integrated intellgent irigationsystem toprovide personalized irigationsolutions.Thisarticleprovidesreferences forachieving efficient utilization of water resources andpromoting the promotion of eficient water-saving irrigation technologyin agricultural water conservancy projects.
Keywordsagricultural water conservancy;water-saving irigation; ecological environment; intelligent iigat
農田水利工程是確保農業穩定生產的基礎設施之一,推廣高效節水灌溉技術,提高農業水資源利用效率,是保障糧食安全和農業可持續發展的關鍵手段之一。高效節水灌溉技術能明顯提高水資源利用效率,改善農田生態環境。近年來,節水灌溉技術得到了高速發展,水肥一體化智能灌溉等技術逐漸得到推廣和應用。劉繼紅↓對農業水利工程中高效節水灌溉的渠道防滲、農業工程、滴灌等技術要點進行分析,認為需進一步提高水資源的利用效率,在發展農業的同時保護好水資源,以維護生態安全。朱莉2研究提出了農業種植中應用節水灌溉技術的保障措施,包括做好情監測與管理、應用自動化灌溉控制系統、差異化選擇灌溉技術等,以提高農業種植過程中的水資源利用率。姚昌琴3研究認為,智能化灌溉系統集成了傳感器、控制器、執行器等設備,通過實時監測土壤水分、氣溫、濕度等參數,實現了精準灌溉。馬標等4闡述了水肥一體化技術,將灌溉與施肥相結合,通過智能灌溉系統實現水肥同步管理,提高了水資源和肥料的利用率。張立崢5研究了物聯網技術在灌溉系統中的應用,實現了對農田灌溉的遠程監測與管理。
本文分析了高效節水灌溉技術及其優勢,并對管道輸水、防滲渠道輸水、滴灌、噴灌、微灌、智能灌溉等多種節水灌溉技術在農田水利工程中的應用進行深入探討,提出了加強對節水灌溉工程的統一規劃、差異化選擇適宜的節水灌溉方式、應用智能水肥一體化灌溉系統等具有針對性的推廣策略,以推動節水灌溉工程的長期有效運行,促進農業可持續發展。
1高效節水灌溉技術及其優勢
高效節水灌溉技術運用先進的灌溉設備、科學的管理方法和現代化的信息技術,在保證農作物生長需求的同時,實現水資源的高效利用。該技術涵蓋了滴灌、噴灌、微灌等多種灌溉技術,以及水肥一體化等智能灌溉技術,可根據作物實際需水量、土壤條件、氣象因素等,進行精準、定時、定量灌溉,從而達到節水、增效、環保的目的。高效節水灌溉技術能夠將水分精準輸送到作物根系區域,減少灌溉水的蒸發和滲漏損失,節水效果明顯。同時,其一定程度上緩解了土壤鹽堿化、養分流失和病蟲害等問題,有助于維護生態平衡。積極選擇新型節水灌溉技術,可通過優化農作物生長環境提升農作物的產量與品質。吳建龍研究認為,高效節水灌溉技術在保護生態環境方面發揮了重要作用,可有效緩解水資源短缺問題,助力黃河流域生態保護。
2高效節水灌溉技術在農田水利工程中的應用2.1輸水類節水灌溉技術
2.1.1管道輸水 該技術通過管道將水直接輸送到田間灌溉,替代土渠或明渠,減少了輸送過程中水分的滲漏和蒸發。管道輸水系統常用的管材有混凝王管、塑料硬(軟)管及金屬管等,與渠道輸水相比,其具有輸水迅速、節水、省地、增產等優點。運用該輸水技術,可將水的利用系數提高到0.95,水資源利用率得到一定提高[9]
2.1.2防滲渠道輸水 該輸水技術通過對常規輸水渠道進行改造,采用混凝土、塑料薄膜、瀝青等材料對渠道進行防滲處理,建立防護層,以減少水分在渠道輸送過程中的滲漏損失。該輸水技術常用于水資源相對豐富的地區,周玉琴等[研究指出,對灌區渠道采用襯砌結構作防滲處理,可將渠道水利用系數從0.604提高到0.713,使水資源利用率得到明顯提高。
2.2灌水類節水灌溉技術
2.2.1滴灌 該技術通過管道系統將水以滴灌的形式直接輸送到作物根部,實現局部灌溉,是干旱缺水地區較為有效的節水灌溉方式之一。該技術可精確控制灌溉水量和時間,避免水分浪費和土壤鹽堿化。魯智國[研究表明,采用滴灌技術,水資源利用率可達 95% 。該技術還可與施肥相結合,尤其適用于果樹、蔬菜等經濟作物種植,以及溫室大棚等場景,達到節水增產的目的。
2.2.2噴灌 該技術利用壓力將灌溉水通過管道輸送到田間,經過噴頭霧化成細小水滴并均勻噴灑在作物上。其是一種先進的機械化、半機械化灌溉方式,苗興樂等12研究指出,應用噴灌技術可使水資源利用率達 80% ,節水效果顯著,并能大幅提升作物產量。該技術適用于大田作物、果園、茶園等種植區域,具有節水、增產、改善農田小氣候等優勢。
2.2.3微灌 該技術根據作物需水情況,通過低壓管道系統與微噴頭或微管連接,將水和作物生長所需養分以較小的流量均勻、準確地直接輸送到作物根部附近的土壤表層,在鹽堿地治理中發揮重要作用。李曉紅[13在鹽堿地治理研究中采用“滴灌 + 壟作 + 覆膜\"模式,減少了土壤水分蒸發,有效抑制了鹽分向上遷移,降低了土壤表層的鹽分儲量。
2.2.4滲灌 該技術將灌溉水通過地下管道系統滲入土壤中進行灌溉,可有效降低地表水分蒸發,緩解土壤鹽堿化,提高灌溉水資源的利用率,優化作物生長環境。吳佳璇等[14采用滲灌技術,使水資源田間利用率達 95% 。該技術可應用于溫室大棚、果園、城市綠化等場景,也適用于大田作物種植及鹽堿地改良。
2.2.5膜上灌與膜下灌 該技術是一種利用地膜覆蓋技術進行的節水灌溉方式。膜上灌是將地膜覆蓋在壟溝上,灌溉水從地膜上流過并通過小孔滲入土壤;膜下灌則是將地膜覆蓋在作物根部下方,灌溉水通過地膜下的小管或滴頭直接輸送到作物根部。兩種技術均能減少水分蒸發,提高灌溉水的利用率,尤其適用于地膜栽培條件下的果樹、蔬菜等作物種植。其中膜下灌節水效果更優,但維護成本相對較高[15]
2.3智能灌溉系統
智能灌溉系統利用物聯網、大數據、人工智能等現代信息技術對灌溉過程進行智能化管理。實時采集和處理環境信息數據,如土壤墑情、作物生長狀況、天氣狀況等,并根據這些數據自動調整灌溉計劃,實現精準灌溉。智能灌溉系統可有效提高節水效果,提高作物產量和品質,降低管理成本,是未來節水灌溉技術的發展方向之一。潘紀港研究建立了土壤情預測與智能灌溉控制系統,結合酥梨的需水特性構建了果園灌溉控制模型,一定程度上解決了果園生產效率低、水資源浪費等問題。
水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術,通過精確控制灌溉和施肥過程,實現水肥同步供應。其核心在于實現水肥的科學配比,依據作物生長需求,合理控制水分和養分供給,不僅可以提高肥料的利用率,還有助于提升農作物品質。裴海河等[17研究指出,采用水肥一體化技術,節水效果達 50% ,肥料利用率提高了 40%~50% 。該技術具有節水節肥、省工省時、環境友好等優勢,其推廣應用對發展高效節水灌溉技術具有重要意義。
3高效節水灌溉技術的推廣策略
3.1加強對節水灌溉工程的統一規劃
加強對管道輸水、防滲渠道輸水等節水灌溉工程的統一規劃。組織專家和技術人員深入田間地頭,對農民進行管道輸水、防滲渠道輸水等高效節水灌溉技術的培訓和指導;建立節水灌溉示范田,展示高效節水灌溉技術的實際效果和經濟效益,提高種植戶的接受度和參與度[18]。對農戶按鋪設面積給予適當的支持補貼,例如,針對采用防滲渠道的村集體提供專項水利資金,優先安排項目審批;制定扶持政策,如提供專項低息貸款、補貼和獎勵等,鼓勵農民采用節水灌溉技術。
3.2差異化選擇適宜的節水灌溉方式
滴灌、微灌、滲灌等節水灌溉方式適用于經濟作物種植,選擇灌溉技術時需綜合考慮土壤特性、水質條件、灌溉要求、氣候條件、水資源狀況、作物需求等因素[19],合理選擇灌水類技術應用;噴灌適用于大田作物,可與農場、種糧大戶合作,提供移動式噴灌機租賃服務;推廣低壓噴灌技術,強調其省電等優勢。針對蔬菜、果樹等需準確控制水分供應量的作物使用滴灌,針對小麥、玉米等植株分布均勻密集的作物使用噴灌,針對花卉、特種蔬菜等需要精細水量控制的作物使用微灌和微噴。膜上灌/膜下灌適用于干旱區,可與地膜廠商合作,提供配套的覆膜一灌溉一體化操作培訓等服務。在大片區棉田推廣膜下滴灌組合技術,突出抑鹽堿、保嫡的雙重效果。
3.3應用智能水肥一體化灌溉系統
在田塊安裝智能灌溉控制器,實時接收土壤水分傳感器、氣象站數據,應用“云托管”服務,實現自動灌溉。用戶只需安裝傳感器,數據分析和灌溉決策由平臺遠程完成,自動調整灌溉模式,進而提高水資源利用率2;同時,落實設施使用過程中的管理和維護責任,確保節水灌溉工程長期、有效運行。建立區域作物一土壤一氣候數據庫,提供個性化灌溉方案,并通過短信定時推送;對灌溉水質進行監測,保證灌溉水的清潔和安全。培養一批掌握先進技術的高技能人才,確保智能灌溉系統的穩定運行和持續優化。
綜上,本文分析了高效節水灌溉技術的優勢及其在農田水利工程中的應用,提出了加強對節水灌溉工程的統一規劃、差異化選擇適宜的節水灌溉方式、應用智能水肥一體化灌溉系統等策略。農田水利工程高效節水灌溉技術應用有助于推動農業可持續發展,實現農業水資源高效利用。本文為農田水利工程的高效節水灌溉技術推廣參考。
參考文獻
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(責任編輯:楊歡)