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        農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

        2020-04-21 21:06:01李銀華
        鄉(xiāng)村科技 2020年5期
        關(guān)鍵詞:灌溉技術(shù)節(jié)水灌溉農(nóng)業(yè)

        [摘 要] 為解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)用水浪費(fèi)、農(nóng)田灌溉水利用系數(shù)不高等問(wèn)題,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)識(shí)和推廣應(yīng)用,同時(shí)探索促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)持續(xù)發(fā)展的路徑,以充分體現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的價(jià)值,為農(nóng)業(yè)節(jié)水和高效用水提供保障。

        [關(guān)鍵詞] 農(nóng)業(yè);節(jié)水灌溉;灌溉技術(shù)

        [中圖分類(lèi)號(hào)] S275 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)]1674-7909(2020)05--2

        中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),是世界上水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家之一,農(nóng)業(yè)用水在用水總量中占據(jù)較大比例。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中節(jié)水既是保護(hù)水資源的基本要求,又是促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要選擇。如今,我國(guó)農(nóng)業(yè)用水效率較低,不斷提高農(nóng)業(yè)用水率能極大地節(jié)約水資源,幫助緩解水資源短缺和用水需求量大之間的矛盾。因此,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中促進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。

        1 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用

        農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù),指的是應(yīng)用高效的灌溉方法或比較先進(jìn)的防滲材料來(lái)提高源頭水和輸水、灌水等環(huán)節(jié)的水資源利用率的技術(shù)措施。目前,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括噴灌、微灌、管道灌溉、渠道防滲等,不僅可以減少單位面積灌溉農(nóng)田的用水量,在灌溉過(guò)程中減少水量損失,而且能改善農(nóng)作物的品質(zhì),降低農(nóng)戶(hù)用水成本,改善灌區(qū)生產(chǎn)條件及生態(tài)環(huán)境等。

        1.1 噴灌技術(shù)

        噴灌技術(shù)要依靠噴頭,在壓力的作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物的噴灑灌溉。根據(jù)各組成部分的可移動(dòng)程度,噴灌系統(tǒng)大致可分成固定式、半固定式、移動(dòng)式3種類(lèi)型,其中固定噴灌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用更為廣泛。應(yīng)用噴灌技術(shù)能節(jié)省大量水資源和勞動(dòng)力,適時(shí)適量噴灌還有助于滿(mǎn)足農(nóng)作物用水需求,調(diào)節(jié)農(nóng)田小氣候,促使農(nóng)作物更好地生長(zhǎng)[1]。應(yīng)用噴灌技術(shù)灌溉農(nóng)田,其均勻度約為90%,水資源利用率在60%~85%。但是,噴灌技術(shù)也有缺點(diǎn),即易受風(fēng)速影響,特別是在氣候干燥時(shí)期,在噴灑過(guò)程中蒸發(fā)損失量較大,會(huì)降低噴灌效果。

        1.2 微灌技術(shù)

        微灌技術(shù)的應(yīng)用方式主要有滴灌、涌泉灌、微噴、小管出流灌等,其最顯著的特征是機(jī)械化程度高、灌水均勻、適用性廣,能很好地適應(yīng)各種地形,并可同時(shí)將肥料、農(nóng)藥等輸送至農(nóng)作物根部。微灌技術(shù)使用封閉管道輸水,輸送過(guò)程的水量損失較小,與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比節(jié)水率在30%~50%,有助于預(yù)防土壤板結(jié)。但是,微灌技術(shù)應(yīng)用需要一次性投入較多資金,專(zhuān)業(yè)技術(shù)性要求較強(qiáng),必須配合專(zhuān)業(yè)的維護(hù)。另外,滴灌技術(shù)屬于微灌范疇,其通過(guò)地下毛管進(jìn)行滴灌,是最節(jié)水、較為先進(jìn)的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)之一。滴灌技術(shù)通常是地表滴灌,地埋滴灌則集中在40 cm以上土層,耕作層原有的結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞,其應(yīng)用有助于保證土壤疏松,構(gòu)建優(yōu)良的水、肥、氣、熱環(huán)境,同時(shí)提高保墑效果以及作物對(duì)霜凍、干旱等自然災(zāi)害的抵抗力。使用滴灌技術(shù)能達(dá)到25%~65%的節(jié)水率,但是其投資相對(duì)較大,并且滴頭容易被堵塞,因此,安裝滴灌系統(tǒng)時(shí),必須配合使用精度較高的過(guò)濾系統(tǒng),才能保證滴灌效果的良好發(fā)揮。

        1.3 管道灌溉技術(shù)

        管道灌溉一般是使用低壓管道灌溉農(nóng)田,管道系統(tǒng)的工作壓力小于0.2 MPa[2]。該節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用能明顯減少滲水及蒸發(fā),大大提高灌溉水利用系數(shù)。管道灌溉技術(shù)用水量是傳統(tǒng)灌溉技術(shù)用水量的1/3,具有成本低、效率高等優(yōu)勢(shì),適時(shí)供水能節(jié)省農(nóng)業(yè)灌溉中的勞動(dòng)力,縮短灌溉周期,控制水分損失,優(yōu)化農(nóng)田灌溉條件,從而滿(mǎn)足農(nóng)作物生長(zhǎng)所需水量,促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。

        1.4 渠道防滲技術(shù)

        渠道防滲灌溉的應(yīng)用途徑較多,原理主要是在渠道表面襯砌混凝土防滲層,減少水資源滲漏損失,較大地提高渠系水利用系數(shù)[3]。應(yīng)用渠道防滲技術(shù)不但能節(jié)約水資源,而且可以降低地下水位,避免土壤次生鹽堿化;防止渠道侵蝕、崩塌,提高輸水速度;縮小渠道建設(shè)規(guī)模,在一定程度上節(jié)約土地資源,控制建設(shè)成本、維護(hù)成本。當(dāng)下,雖然我國(guó)已經(jīng)建成的防滲渠道超過(guò)55萬(wàn)km,但是其僅占渠道總長(zhǎng)的20%左右,因而其應(yīng)用和發(fā)展空間較大。

        1.5 農(nóng)藝技術(shù)

        農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用需要農(nóng)藝技術(shù)的支撐和配合,其主要涉及耕作覆蓋保墑、改進(jìn)地面灌水、選擇抗旱節(jié)水農(nóng)作物、水肥耦合高效利用、土壤保護(hù)劑和農(nóng)作物蒸騰控制等技術(shù)。在農(nóng)田節(jié)水灌溉中結(jié)合耕作保墑技術(shù)能疏松土壤,將其毛細(xì)管切斷,達(dá)到減少水分蒸發(fā)的目的,顯著提高土壤水利用率。覆蓋保墑技術(shù)的應(yīng)用是將秸稈、塑料薄膜或其他材料覆蓋在耕地表面,對(duì)土壤水分蒸發(fā)產(chǎn)生抑制作用,減少地表徑流,有效蓄水保墑。地面灌水的改進(jìn)主要有溝畦規(guī)格的改進(jìn)、先進(jìn)地面灌水技術(shù)的應(yīng)用,前者包括將長(zhǎng)畦改成短畦、寬畦改成窄畦以及短溝灌、細(xì)流溝灌等,后者包括波涌灌、膜上灌、隔溝灌、水平畦灌和細(xì)索灌等,當(dāng)下推廣應(yīng)用價(jià)值最高的技術(shù)是膜上灌、波涌灌。篩選節(jié)水農(nóng)作物則是要按照本地干旱發(fā)生規(guī)律、降水分布、農(nóng)作物水分特性等,因地制宜地壓縮需水量較大的農(nóng)作物的種植規(guī)模,擴(kuò)大雨熱同步及秋熟農(nóng)作物的種植規(guī)模,盡可能選擇更多耗水少、水利用率較高的農(nóng)作物,實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物布局的調(diào)整,形成高效的適應(yīng)型種植制度。在農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用中還可配合使用化學(xué)制劑,包括保水劑、黃腐酸、抑蒸抗旱劑、復(fù)合包衣劑等,以便在農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)節(jié)抑制水分過(guò)度蒸騰,預(yù)防奢侈耗水,降低干旱對(duì)農(nóng)作物的危害,提高根系利用土壤深層儲(chǔ)水的效率,在提高農(nóng)作物抗旱能力的同時(shí)提升水資源生產(chǎn)

        效率。

        2 農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展路徑

        農(nóng)業(yè)節(jié)水不但是國(guó)家走可持續(xù)發(fā)展之路的客觀要求,而且是由水資源配置失衡、水資源短缺等嚴(yán)峻形勢(shì)所決定的。在農(nóng)業(yè)用水量不足、糧食需求量增加的矛盾下,我國(guó)需要進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)。

        2.1 因地制宜發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)

        各地區(qū)應(yīng)按照本地和灌區(qū)、農(nóng)作物種植區(qū)等的實(shí)際情況,應(yīng)用并發(fā)展相適應(yīng)的節(jié)水灌溉技術(shù),保證實(shí)現(xiàn)最大化效益。在山丘及干旱地區(qū)應(yīng)發(fā)展滴灌技術(shù)、微噴技術(shù),在干旱和半干旱山丘地區(qū)要引入雨水收集技術(shù)。針對(duì)井灌區(qū)域,應(yīng)促進(jìn)管道灌溉技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展;在河灌區(qū)域,應(yīng)大力發(fā)展渠道防滲技術(shù);在經(jīng)濟(jì)作物灌區(qū),則應(yīng)發(fā)展微灌技術(shù)。

        2.2 引導(dǎo)農(nóng)戶(hù)正確認(rèn)識(shí)節(jié)水灌溉

        由于農(nóng)戶(hù)對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉的認(rèn)識(shí)普遍不足,不了解其原理、應(yīng)用和后期維護(hù)等,導(dǎo)致其缺少使用節(jié)水灌溉技術(shù)的動(dòng)力。為此,相關(guān)部門(mén)應(yīng)想辦法優(yōu)化區(qū)域信息環(huán)境,采取科學(xué)有效的方式宣傳農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù),如通過(guò)宣傳手冊(cè)、報(bào)紙、廣播、電視和網(wǎng)絡(luò)等媒介宣傳使用節(jié)水灌溉技術(shù)的效果和優(yōu)越性,特別是側(cè)重宣傳其帶來(lái)的可觀經(jīng)濟(jì)效益,促使廣大農(nóng)戶(hù)特別是年輕男性農(nóng)戶(hù)能正確認(rèn)識(shí)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的價(jià)值,進(jìn)而對(duì)增加農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收入有更強(qiáng)的欲望。針對(duì)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū),農(nóng)民素質(zhì)往往較高,有著主動(dòng)學(xué)習(xí)的意愿,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)于高科技有較高的認(rèn)可程度,有助于促進(jìn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用和推廣,同時(shí)強(qiáng)化后續(xù)服務(wù)。推廣人員還應(yīng)走村入戶(hù),在各村舉辦關(guān)于農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的有獎(jiǎng)競(jìng)猜、問(wèn)答等活動(dòng),吸引農(nóng)戶(hù)注意,使其積極參與技術(shù)應(yīng)用[4]。

        與此同時(shí),增進(jìn)各地區(qū)的相互交流,體現(xiàn)典型農(nóng)戶(hù)使用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)取得的示范效應(yīng),從而帶動(dòng)更多農(nóng)戶(hù)積極使用節(jié)水灌溉技術(shù),全面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率;按照氣象條件、農(nóng)作物的需水規(guī)律等,完善制定節(jié)水灌溉制度并有效執(zhí)行,及時(shí)在農(nóng)作物生長(zhǎng)的關(guān)鍵期應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù);促進(jìn)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整、家庭式生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式的革新,制定切實(shí)可行的、完整的節(jié)水技術(shù)體系,形成不同規(guī)模的節(jié)水灌溉模式,供農(nóng)戶(hù)自主選擇;執(zhí)行灌溉用水定額標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)超定額用水灌溉農(nóng)田的行為實(shí)行階梯加價(jià)收費(fèi),未超定額的灌溉則提供經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償,激發(fā)農(nóng)戶(hù)使用節(jié)水灌溉技術(shù)的積極性,促進(jìn)技術(shù)發(fā)展。

        2.3 推動(dòng)節(jié)水灌溉可持續(xù)發(fā)展

        在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,高新技術(shù)和資本是其發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的保障,這些國(guó)家還將各項(xiàng)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)施和后期輸水管道、噴頭、滴灌管等配備設(shè)備的研發(fā)作為重點(diǎn),形成一整套高效節(jié)水灌溉模式。這值得農(nóng)業(yè)科技研究者借鑒,要加強(qiáng)對(duì)其先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)和設(shè)備研發(fā)的學(xué)習(xí),堅(jiān)持提高個(gè)人專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平,保證熟練掌握各種農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育、組成元素及土壤含水量等內(nèi)容,促使廣大農(nóng)戶(hù)能根據(jù)專(zhuān)家的數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的、有效的灌溉,在提高水資源利用率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收,讓農(nóng)業(yè)發(fā)展更健康、更持久。例如,加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉配套技術(shù)的研發(fā),結(jié)合3S技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù),發(fā)展農(nóng)作物調(diào)虧灌溉技術(shù),組織相關(guān)部門(mén)和農(nóng)業(yè)科研院校進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),整合工程和節(jié)水灌溉。

        3 結(jié)語(yǔ)

        農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣及應(yīng)用是提升農(nóng)業(yè)用水效率的關(guān)鍵性舉措,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中務(wù)必要加強(qiáng)對(duì)各種節(jié)水灌溉技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)灌溉技術(shù)與農(nóng)藝的結(jié)合,不斷提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。當(dāng)然,農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)性工程,今后應(yīng)想辦法促進(jìn)其技術(shù)發(fā)展,引導(dǎo)廣大農(nóng)戶(hù)對(duì)節(jié)水灌溉形成正確的認(rèn)識(shí),通過(guò)多種渠道推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù),使其走上可持續(xù)發(fā)展道路,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支持。

        參考文獻(xiàn)

        [1]達(dá)古拉.農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)民致富之友,2018(24):61.

        [2]吳程.試分析農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉自動(dòng)化設(shè)備與技術(shù)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2017(24):132-134.

        [3]吳迪,趙晶,畢彥杰,等.農(nóng)業(yè)節(jié)水行動(dòng)關(guān)鍵舉措探討[J].中國(guó)水利,2019(13):7-11.

        [4]楊青巖.農(nóng)業(yè)水利工程的節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用及其措施[J].建材與裝飾,2019(10):289-290.

        作者簡(jiǎn)介:李銀華(1990—),男,本科,助理工程師,研究方向:節(jié)水灌溉、水肥一體化、水利水電。

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