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科技赋能 节水兴农

时间:2025-12-26 14:27:54来源:宁夏汉延渠管理处 文字:杨辉

  农业发展过程中,水资源合理利用是关键,高效节水灌溉技术应用意义巨大。该技术能提高水资源利用效率、减少浪费,缓和农业与其他行业用水矛盾;降低灌溉成本,提升农作物产量与质量,提高农业生产经济效益;同时,对改善土壤结构、保护生态环境有积极影响,是推动现代农业向绿色高效发展的必然选择。本文通过研究高效节水灌溉技术在农田水利灌溉中的应用,旨在为相关人员提供参考。

  随着人口的持续增长及经济的不断发展,水资源供需矛盾越发突出,农业作为用水主体,对节水有着迫切需求。当前,我国部分地区农田水利灌溉仍以传统方式为主,存在水资源浪费严重、灌溉效率低下等问题,再加上气候变化导致降水分布不均,农业用水紧张状况进一步加剧,高效节水灌溉技术正是在这一背景下应运而生。推广高效节水灌溉技术可以提高水资源利用率,让农业用水更安全,推动农业现代化进程,这对保障国家粮食安全、实现生态环境保护和经济社会可持续发展意义重大。

应用高效节水灌溉技术对农业灌溉的作用

提升水资源利用率

  传统的大水漫灌浪费大量水资源,易导致深层渗漏与地表径流,很多水无法被作物有效吸收。而滴灌、微喷灌等高效节水灌溉技术能将水直接输送到作物根部,减少输送和灌溉时水分的蒸发、损失。滴灌凭借管道系统将水以点滴方式缓慢且精准地滴入作物根系附近土壤,让水分被作物充分吸收,避免无效消耗,滴灌比传统灌溉可节水30%—50%。微喷灌利用微喷头将水以细小水滴喷洒在作物周边,能依据作物需水情况灵活调节,提高水分利用效率。高效节水灌溉技术还可结合土壤湿度传感器等设备,实时监测土壤水分,再依据监测结果自动控制灌溉系统的开关,保障作物不同生长阶段都能获得适量水分,进一步提高水资源利用效率,精准灌溉使每滴水都发挥最大作用,为农业可持续发展有力护航。

提升减灾效率与农业收益

  高效节水灌溉技术对于减灾效率提升和农业收益增进皆有重要作用。对于自然灾害而言,干旱常对农业生产产生主要影响。传统灌溉方式在旱时往往难以满足作物用水需求,使作物减产,甚至绝收,而高效节水灌溉技术可在有限水资源条件下借助精准灌溉确保作物正常生长。例如,滴灌、微喷灌等技术能将水精准输至作物根部,即便是水源紧张也能维持作物基本水分需求,增强其抗旱能力;在暴雨引发洪涝灾害时,高效节水灌溉系统凭借合理排水设计避免田间积水,减轻水涝对作物的损害。从农业收益方面讲,该技术可提升作物产量和品质,精准的水分供应让作物生长更健壮,病虫害发生减少,农产品质量得以提高且具有更强市场竞争力,还能降低生产成本,减少人工灌溉的劳动强度和时间耗费;因水资源的高效利用,农民在相同土地上可种更多作物,农业收入进一步增加。因此,应用高效节水灌溉技术是提升减灾效率和农业收益的有效途径。

改善土壤质量与生态环境

  传统灌溉方式因采用大水漫灌,过大水量会将土壤孔隙填满,使土壤通气与透水性变差,从而致使土壤板结,而滴灌、微喷灌等高效节水灌溉技术能以较小水量缓慢湿润土壤,有效避免对土壤结构造成破坏。滴灌可让水分均匀渗透进土壤并使土壤维持疏松态,对土壤微生物活动以及养分分解大有益处,有助于提升土壤肥力,进而为作物生长打造优良土壤环境。精准的灌溉方式还能减少土壤养分流失,避免肥料随过度灌溉的水流失,从而提高肥料利用率。在生态环境方面,高效节水灌溉技术可减少水资源浪费,使更多水资源用于维持生态系统平衡,还能减少对地下水的过度开采来保护地下水资源。同时,合理灌溉还可降低农业面源污染,减少农药化肥随水流入水体的风险,保护水环境。高效节水灌溉技术凭借改善土壤质量和生态环境为农业可持续发展创造了有利条件。

推动农业现代化

  高效节水灌溉技术能有力推动农业走向现代化与智能化。在农业现代化过程中,传统灌溉方式劳动强度大且效率低,难以满足大规模农业生产需求,而高效节水灌溉技术实现了自动化和精准化灌溉,大大提升了农业生产效率和质量。例如,滴灌、微喷灌等系统可借助管道及阀门实现对灌溉的精确控制,降低了人工操作的误差与劳动强度,还能与农业机械等现代化设备相结合,达成农业生产全程机械化和自动化。例如,大型农场中,高效节水灌溉系统与无人机、遥感技术相配合,能精准灌溉并管理农田。在智能化发展方面,高效节水灌溉技术引入了传感器和控制系统,如土壤湿度传感器和气象传感器可实时监测土壤水分以及气象条件等信息,再将数据传至智能控制系统,该系统依据数据自动对灌溉时间、水量和方式进行调整,实现智能化决策。有的智能灌溉系统还能凭借手机App远程管控,方便农民随时管理灌溉系统。

高效节水灌溉技术在农田水利灌溉中的应用

喷灌技术

  喷灌技术作为一种模拟自然降水的灌溉途径,其依靠水泵或自然落差所产生的压力,让水流经喷头形成水滴或水雾,进而将水均匀喷洒于作物之上。该技术主要涉及水源、水泵、管道以及喷头等部分,实际运用中需要依据作物需水规律、土壤墒情及气象条件确定合适的灌溉时间,一般选在早晨或者傍晚实施,以便减少水分蒸发量;同时,还应结合作物类别以及其所处生长阶段挑选匹配的喷头。例如,高秆作物往往适合雨鸟牌摇臂式喷头,借此可实现大面积的均匀喷洒;果园则以选用折射式喷头为宜,能依照果树高度对喷洒角度和距离作出调整。之后开启水泵并调节管道阀门来把控水压,令喷头所喷出的水滴呈现大小适应且分布匀称的状态。在新疆维吾尔自治区棉花种植区应用喷灌技术后,棉花产量实现了15%—20%的提升,且达成了30%—40%的节水效果。此外,喷灌技术能对土壤通气性以及土壤结构予以有效改良,能减少土壤板结现象并为作物生长构筑优良土壤环境,但其受风力的影响比较显著,若风力太大则会致使喷洒不均衡。

滴灌技术

  滴灌技术靠滴头将水缓慢地一滴滴送入作物根区附近土壤中,利用微管或滴头流道生阻力从而降水流速,让水以滴状渗入土壤,可保证水分精准送达作物根部,减小水分蒸发和渗漏损失。滴灌系统由水源、首部枢纽、输配水管网及滴头构成。应用该技术时需根据作物行株距、根系分布和土壤质地等来设计管网布局,确定滴头间距与流量。例如,蔬菜大棚中滴头间距一般20厘米—30厘米、流量1升/小时—2升/小时,随后安装滴灌设备将滴灌管铺于作物根部附近且与供水系统相连,灌溉中需要依作物需水量和土壤湿度自动调节灌溉时间与水量,单次灌溉时间多为2小时—4小时,灌溉周期依作物生长阶段及天气状况决定。滴灌技术可让水利用率达90%以上,节水效果明显且能控杂草生长、减少病虫害传播。

微灌技术

  微灌技术作为一种灌溉方法,是将水经微管或微喷头以小流量低压力之形式供给作物,含滴灌、微喷灌、渗灌等多种形式。依据作物需水特点与土壤渗透性能,运用微灌设备将水定时定量又均匀地输送至作物根区附近,使该区域土壤常保持湿润以提高水分利用效率。微灌系统主要构成有水源工程、首部枢纽、输配水管网及微灌设备。在果园用微喷灌时,依果树高度和冠幅选择合适微喷头。例如,苹果树较高,应选用射程3米—5米的离心式微喷头安于树冠外围,让水滴均匀覆于树冠投影范围内的土壤。至于花卉栽培采取滴灌式微灌,应将滴头插入花卉根部附近基质中,依花卉需水要求精准供水。微灌技术相比传统灌溉能节水50%—70%,还可有效改良土壤物理化学生物学性质,促进作物生长发育。

低压管道灌溉技术

  低压管道灌溉技术靠低压管道将水直接输向田间,借助水口或滴头来灌溉。这一技术的原理为利用管道系统取代传统明渠输水,降低水输送中的渗漏与蒸发损耗,提升水的输送效率及利用系数。低压管道灌溉系统主要包含水源、泵站、管道网络以及田间灌溉设备。应用该技术时需依据地形、土壤质地与作物分布等设计管道网络布局和管径选择,常采用支管、毛管两级管道系统,支管沿道路或田埂铺,毛管伸到作物种植行间。灌溉时启动水泵加压让水在管道流动,靠控制阀门调节各出水口流量和水压,保证水能均匀分配到各灌溉点。在我国华北平原部分小麦种植区,运用低压管道灌溉技术后,灌溉水利用系数达0.9以上,比传统渠道灌溉节水40%—50%,还减少了渠道占地和维护成本。

步行式灌溉技术

  步行式灌溉技术是小型灵活的灌溉方式,一般仅需一人操作便能在田间自由行走完成灌溉,主要设备包括背包式喷雾器、手抬机动喷雾机等。它利用经由小型水泵以及喷雾设备所制造的压力,通过喷头将水喷洒至作物或土壤中,便能快速且均匀地灌溉农田。该技术突显机动灵活、操作简便且适应性强的特质,适用于小块农田、果园及蔬菜园等种植情形。例如,山区小块梯田中,农民使用背包式喷雾器可在狭窄田间轻松行走,将水均匀洒在作物上;果园中,手抬机动喷雾机可以在果树行间穿梭,实现全方位灌溉。

合理应用高效节水灌溉技术的策略

制定区域性技术应用规划

  高效节水灌溉技术规划需要充分考虑区域差异,不同地区在气候、土壤、水源及种植作物方面各有不同,因此要因地制宜制订方案。西北干旱地区能够优先发展滴灌、微灌这些局部灌溉技术,既能有效减少水分蒸发与渗漏,还能提高水的利用率;东北、华北等降水少但有灌溉水源的地区可采用喷灌技术,该技术能模拟天然降水将水均匀喷洒到农田且灌溉面积大,适用于大面积粮食作物种植。规划过程中,还应结合区域经济发展水平和农民承受能力,合理确定技术推广规模与速度,同时进行详细水资源评估,掌握当地地表水、地下水储量、分布以及季节性变化等水资源状况。例如,在水资源极度匮乏的地区,需要优先考虑雨水收集利用、再生水灌溉等非常规水资源利用方式,以弥补灌溉用水不足。此外,要明确各区域灌溉发展目标和任务,制定相应技术路线和实施计划,确保高效节水灌溉技术有条不紊地应用。

加强农民技术培训和指导

  高效节水灌溉技术推广效果,取决于农民的技术应用能力及认知水平,需针对农民开展多方面培训,内容涵盖技术原理、操作方法及维护保养等。以滴灌系统为例,要让农民理解节水原理,掌握安装调试方法、学会依据不同作物各生长阶段需要水情况进行精准灌溉,还要掌握灌溉设备的日常维护及简单故障排除技能。例如,清理滴头堵塞、检查管道漏水等,以此确保设备正常运行。培训方式可采用培训班、现场示范、发放技术资料等方式,其中现场示范极为有效,能让农民亲眼看到该技术实际操作过程及效果。还可以组织农民去应用高效节水灌溉技术的示范田参观学习,技术人员在现场讲解演示滴灌、喷灌等技术的操作要点与注意事项,让农民能亲身体会新技术优势。同时,可利用现代信息技术手段,如制作技术培训视频、开发手机应用程序等,帮助农民随时随地学习知识。培训中要积极与农民互动交流,了解他们在实际应用中遇到的的问题困难,并及时给予指导和帮助。

给予资金及政策扶持

  政府要加大对高效节水灌溉技术的资金投入,专门设立补贴资金,对选用此技术的农民及农业经营主体提供直接补贴。例如,购买滴灌、喷灌设备等可依一定比例获取补贴资金,从而减少农民在应用该技术时的成本。此外,可通过以奖代补的方式,对在高效节水灌溉技术应用方面成效显著的农民和农业合作社予以嘉奖,提升其积极性。在农业水价政策方面,需设置合理的水价标准,既要体现水资源的珍贵及价值,又要兼顾农民的承受能力,可推行累进水价体制,对超出既定用水定额的部分适度调高水价,促使农民节约用水;而对于运用高效节水灌溉技术的农民,给予相应的水价优惠或补贴,从而填补他们在节水设备等方面增加的投入成本。政府也需要在税收政策上给予扶持,为生产、销售高效节水灌溉设备的企业减免税收,让企业生产成本下降,增强产品市场竞争力,推动高效节水灌溉技术广泛运用。

建立监测评估与反馈机制

  高效节水灌溉技术应用效果的监测指标涵盖灌溉水利用率、作物产量、水分生产力及土壤墒情等,以全面映射技术应用的节水增产效益和对环境的影响。例如,计算水分生产力,需要凭借监测灌溉水用量与作物产量实现,以此评估该技术在提升水资源利用效率上的现实成效。同时,要监测高效节水灌溉工程的运行情况,包括设备运行状态、维护管理情况等,以便及时察觉和解决工程运行中产生的问题,保障灌溉系统长期稳定运转。基于监测评估结果构建反馈机制十分必要,据此可及时调控并优化技术应用方案。例如,一地区该技术应用效果欠佳时,通过分析监测数据能找出灌溉制度不合理、设备选型不当等原因,有针对性地调整改进,提高应用效果。此外,农民在技术应用过程中的意见建议可通过反馈机制及时传递给科研机构以及政府部门,为技术研发和政策制定提供参考依据,推动高效节水灌溉技术持续完善发展。

  高效节水灌溉技术在农田水利灌溉中的应用已有成效,多种节水灌溉技术的推广提高了水资源利用效率、减少浪费,促进了农作物生长和产量提高,还改善了土壤与生态环境。但该技术在应用中仍面临普及度不够、设备维护成本高等挑战。未来,随着科技不断进步,需要进一步研发创新高效节水灌溉技术,降低成本、提高适用性,加大推广力度,提高农民认知与应用水平,推动其在农田水利灌溉中深入广泛应用,为农业可持续发展有力支撑。

  终审:魏文源

  监审:王莉娟

  编校:王莹珠

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