有效的節(jié)水策略不僅可以提高水資源利用效率，減少浪費，還可以促進農(nóng)田生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，緩解水資源短缺和環(huán)境污染問題。本文將對農(nóng)田水利灌溉中的有效節(jié)水策略進行深入分析，旨在為促進農(nóng)田水利灌溉的節(jié)水效益提升提供理論支持和實踐指導。

一、我國農(nóng)業(yè)用水現(xiàn)狀分析

1、節(jié)水灌溉面積發(fā)展情況

據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2023年，我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術的發(fā)展較為迅速，節(jié)水灌溉面積不斷增加，其中，2023年全年新建與改造提升高標準農(nóng)田面積共574萬公頃，新增高效節(jié)水灌溉面積達到164萬公頃，節(jié)水灌溉面積比重逐年遞增，基本占據(jù)全國耕地總面積的30%，但從實際應用情況來看，受制于技術因素以及推廣因素的影響，導致農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術的應用依然無法滿足高效節(jié)水的目標要求，亟待對傳統(tǒng)的灌溉模式以及灌溉方案進行進一步改革與優(yōu)化。

2、節(jié)水灌溉設備分布

受到成本、環(huán)境因素的影響，不同地區(qū)適宜的節(jié)水灌溉方式也存在一定的差異，因此需要合理針對農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式進行選擇?，F(xiàn)階段常見的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式主要涵蓋噴灌、微灌、低壓管道灌溉等幾種方式，從近年來節(jié)水灌溉方式以及灌溉設備的分布推廣情況來看，各類節(jié)水灌溉技術的比重也在進一步增大，截至2023年，各類節(jié)水灌溉設備以及灌溉方式占農(nóng)業(yè)灌溉的總比重超越60%，但依然存在一些耗能與耗水量較高的設備在農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)當中運行。

與此同時，在針對節(jié)水灌溉設備進行應用的過程當中也發(fā)現(xiàn)，受到外部環(huán)境、生產(chǎn)標準以及材料工藝等因素影響，部分節(jié)水灌溉設備存在灌溉不均勻、淤積以及滲漏等情況，對農(nóng)田水利灌溉工作的開展造成了一定負面影響，亟待采取措施進行優(yōu)化。

二、農(nóng)田水利灌溉中主要節(jié)水灌溉技術

1、步行式灌溉技術

步行式灌溉技術通過安裝在灌溉渠道上的移動灌具，如旋耕噴灌機或移動式噴灌設備，以步行方式進行灌溉操作。在灌溉過程中，農(nóng)民可以手持噴灌設備，沿著田間逐步移動，將水均勻噴灑在植物根部或作物間隙，以達到有效利用水資源的目的。步行式灌溉技術具有操作簡便、靈活性強、適用性廣泛等特點，能夠有效降低灌溉水量和減少水分流失，提高水資源利用效率，同時還能夠減輕農(nóng)民的勞動強度，是一種較為經(jīng)濟實用的節(jié)水灌溉技術。除此之外，農(nóng)民還可借助四輪拖拉機作為動力，牽引水箱拖車與相關機具對種植現(xiàn)場進行灌溉，實現(xiàn)對水資源的有效節(jié)約，與傳統(tǒng)的大規(guī)模漫灌方式相比，步行式灌溉技術的每公頃節(jié)水量能夠達到7.5t，增產(chǎn)量達到450kg。

2、噴灌技術

噴灌技術是一種先進的灌溉方式，通過噴灑水霧或水流，將水均勻地噴灑在植物的根部或作物的生長區(qū)域，實現(xiàn)了水資源的有效利用。據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，相比傳統(tǒng)的灌溉方式，噴灌技術的水分利用率可提高30%-70%。此外，噴灌技術具有噴水均勻、覆蓋面積廣等優(yōu)點，能夠減少水分流失和土壤侵蝕，進而提高灌溉水的利用效率。據(jù)觀察數(shù)據(jù)顯示，噴灌技術下，土壤侵蝕減少50%-70%。

另外，噴灌技術能夠根據(jù)不同作物的需水量和生長階段進行靈活調(diào)節(jié)，實現(xiàn)精準供水，進而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，噴灌技術在提高農(nóng)作物產(chǎn)量方面的效果顯著，有些作物的產(chǎn)量甚至可以提高20%-30%。

由于噴灌技術操作簡便、靈活性強、節(jié)水效果顯著等特點，在農(nóng)田水利灌溉中得到了廣泛應用。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前全球已有超過2000萬公頃的農(nóng)田采用了噴灌技術。然而，需要注意的是，噴灌技術的節(jié)水效果受到當?shù)氐刭|(zhì)狀況與土層狀況的影響，因此在應用時需要綜合考慮，以確保噴灌技術的有效性和可靠性。

3、微灌技術

微灌技術是一種先進的灌溉方式，通過將水以微量的方式滴、淋或噴灑到植物的根部，實現(xiàn)了對植物的精準供水。據(jù)統(tǒng)計，相比傳統(tǒng)的灌溉方式，微灌技術的水分利用效率也可提高40%-70%。此外，微灌技術還能夠?qū)崿F(xiàn)水分的均勻分配，從而減少了水分的浪費，進而提高了土壤水分利用率。據(jù)研究顯示，微灌技術下，水分利用率可提高15%-25%。

在土壤侵蝕方面，微灌技術也具有顯著的優(yōu)勢。由于水量精準控制，土壤表面的水流速度較慢，減少了土壤侵蝕的風險。據(jù)觀察數(shù)據(jù)顯示，微灌技術可將土壤侵蝕減少50%-70%。此外，微灌技術還可以顯著提高肥料利用率。根據(jù)研究，微灌技術下的肥料利用率比傳統(tǒng)灌溉方式提高了20%-30%。在生態(tài)環(huán)境保護方面，微灌技術也發(fā)揮著積極的作用。由于水量控制精準，微灌技術可以減少水源的污染，并有效防止土地的沙化。據(jù)相關研究表明，微灌技術下的土地沙化速度比傳統(tǒng)灌溉方式緩慢了60%左右。

三、農(nóng)田水利灌溉節(jié)水中存在的問題

1、缺乏有效的監(jiān)督與激勵

節(jié)約用水對我國當前的發(fā)展至關重要，尤其是在農(nóng)田灌溉領域。農(nóng)業(yè)用水占據(jù)了我國水資源消耗的大部分，因此如果能夠有效地節(jié)約農(nóng)業(yè)用水，將對國家整體發(fā)展產(chǎn)生積極影響。然而，在農(nóng)田水利灌溉方面，缺乏明確的節(jié)水制度和相應的監(jiān)督措施，導致節(jié)水意識難以得到有效落實，出現(xiàn)了諸多問題。例如：由于缺乏明確的規(guī)章制度約束，一些灌溉設施未能得到及時維護，相關工作人員也缺乏對設施保護重要性的認識，導致部分水井、水泵因缺乏管理而失效，造成大量水資源浪費。因此，節(jié)約用水理念需要更深入地貫徹到農(nóng)田水利灌溉工作中，必須建立健全的制度約束，才能真正將節(jié)水理念付諸實踐，促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

2、缺乏積極性

近年來，我國為了鼓勵更多人參與農(nóng)業(yè)建設，增加了對農(nóng)民的部分補貼，然而這一舉措并未有效提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，農(nóng)民的收益依然較低。隨著物價的上漲，一些農(nóng)民選擇放棄務農(nóng)，轉(zhuǎn)而選擇外出打工。這種認為農(nóng)業(yè)發(fā)展無法提高收益的想法普遍存在，導致許多農(nóng)民放棄了農(nóng)田建設。與此同時，由于缺乏優(yōu)秀的人才參與農(nóng)田水利建設，人們對節(jié)水灌溉的積極性逐漸降低，這成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的一大障礙。

3、技術與設備使用推廣緩慢

近年來，節(jié)水灌溉技術有了新的創(chuàng)新，涌現(xiàn)出了噴灌、滴灌等多種節(jié)水灌溉方式，并進行了廣泛推廣。然而，這些節(jié)水灌溉技術在推廣過程中受到了經(jīng)濟成本的制約，導致其未能得到大規(guī)模應用。一些地區(qū)由于局限于當?shù)貤l件，仍然沿用傳統(tǒng)的灌溉方式，如水車灌溉等。這種情況下，水資源被進一步浪費，不僅灌溉效果不佳，而且無法得到有效利用。農(nóng)作物的生長受到限制，經(jīng)濟效益也難以提高。

四、農(nóng)田水利灌溉中有效節(jié)水策略

1、采用節(jié)水型灌溉技術

節(jié)水型灌溉技術是指在灌溉過程中能夠減少水資源浪費、提高用水效率的一系列技術手段的綜合應用。其中，噴灌、滴灌、微噴灌等是比較常見的節(jié)水型灌溉技術。

首先，噴灌技術是一種通過噴頭將水以霧狀或噴射狀均勻地噴灑在農(nóng)田上的灌溉方式。相比于傳統(tǒng)的洪灌和漫灌，噴灌技術能夠減少水流失，提高水的利用率。通過設置噴頭，可以根據(jù)農(nóng)田的需水情況和土壤特性，合理調(diào)節(jié)水量和噴灑范圍，從而達到節(jié)水的目的。同時，噴灌技術還可以減少土壤侵蝕和鹽漬化的發(fā)生，提高土壤的肥力和農(nóng)作物的產(chǎn)量。在針對噴灌技術進行應用的過程當中，需要針對噴頭組合形式以及管路配置進行合理調(diào)節(jié)，常見的噴頭組合形式見表1所示。

在進行管路配置的同時，應考慮到主管與支管的長度調(diào)節(jié)，其中主管長度應控制在75mm-100mm，支管長度應控制在35mm-75mm，從而有效提升灌溉效率。

其次，滴灌技術是一種將水以滴水或細流方式直接滴注到農(nóng)作物根部的灌溉方式。滴灌技術具有水利用效率高、節(jié)水明顯、土壤保持能力強等優(yōu)點。通過滴灌系統(tǒng)精準控制水量和滴水速率，可以減少水分蒸發(fā)和地下滲漏，最大限度地減少水資源的浪費。滴灌系統(tǒng)內(nèi)部，主要涉及到首部樞紐、管路以及滴頭等幾部分組件，其中首部樞紐能夠?qū)崿F(xiàn)抽水、施肥以及過濾等相關功能，并能夠?qū)⒁欢康乃畨喝牍艿喇斨?。管路及調(diào)節(jié)設備能夠按照現(xiàn)場灌溉需求針對加壓水進行輸送，滴頭則能夠控制水流速度，使其能夠以點滴的形式進入土層內(nèi)部，減少水分散失，保障水資源利用率。

另外，微噴灌技術是介于噴灌和滴灌之間的一種灌溉方式，通過微型噴頭將水以微小的水滴噴灑到農(nóng)田上。微噴灌技術具有節(jié)水效果好、施水均勻、操作簡便等特點。通過微噴頭的精準調(diào)節(jié)，可以使水滴均勻分布在農(nóng)田上，減少了水資源的浪費，提高了用水效率。與傳統(tǒng)的噴灌方式相比，微噴灌技術不僅能夠節(jié)省用水，還能減少土壤侵蝕和水土流失的發(fā)生，保護土壤資源和生態(tài)環(huán)境。微噴灌技術主要以噴頭為核心，按照形態(tài)以及原理可分為旋轉(zhuǎn)式、折射式、離心式等幾種不同類別，其工作壓力一般在0.1-0.35MPa之間，噴徑一般在1.0-2.0mm之間，噴水量能夠達到40-240L/h，受風力作用影響較大。

正因為如此，采用節(jié)水型灌溉技術是實現(xiàn)農(nóng)田水利灌溉有效節(jié)水的重要途徑。噴灌、滴灌、微噴灌等技術的應用能夠顯著減少水資源的浪費，提高用水效率，保護土壤資源，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

2、建立健全的監(jiān)測體系

建立健全的監(jiān)測體系是農(nóng)田水利灌溉中有效節(jié)水的重要策略之一。這一體系包括對灌溉水量、土壤水分、氣象條件等關鍵指標進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集，以便及時調(diào)整灌溉方案和優(yōu)化水資源利用。

首先，監(jiān)測灌溉水量是建立健全監(jiān)測體系的核心之一。通過安裝流量計和水表等設備對灌溉水量進行實時監(jiān)測和記錄，可以精確掌握每次灌溉的水量，避免過度灌溉和水資源的浪費，從而幫助農(nóng)戶根據(jù)實際需要合理安排灌溉時間和水量，實現(xiàn)精準灌溉，提高用水效率。

其次，監(jiān)測土壤水分含量是保證灌溉精準性和節(jié)水效果的關鍵。通過在農(nóng)田設置土壤水分傳感器等監(jiān)測設備，實時監(jiān)測土壤水分含量的變化情況，可以及時判斷農(nóng)田的濕潤程度和作物的需水量?；谶@些數(shù)據(jù)，農(nóng)戶可以科學制定灌溉計劃，避免因為盲目灌溉導致水資源浪費和土壤鹽堿化等問題的發(fā)生。

最后，監(jiān)測氣象條件也是建立健全監(jiān)測體系的重要內(nèi)容之一。氣象因素對農(nóng)田灌溉的影響很大，例如降雨量、氣溫、風速等因素都會影響作物的生長和水分蒸發(fā)速率。通過建立氣象監(jiān)測站點，收集和分析氣象數(shù)據(jù)，可以更好地預測未來的氣候變化，有針對性地調(diào)整灌溉計劃，避免在降雨過程中進行不必要的灌溉，從而節(jié)約水資源并提高灌溉效率。

3、改造農(nóng)田水利設施

改造農(nóng)田水利設施是農(nóng)田水利灌溉中有效節(jié)水的重要策略之一。這一策略主要包括對灌溉設施進行更新改造，以提升灌溉效率和水資源利用效率。

首先，改造灌溉渠道是改善灌溉效率的關鍵一環(huán)。傳統(tǒng)的土質(zhì)渠道容易出現(xiàn)漏水和滲漏現(xiàn)象，造成水資源浪費和土壤水分的過度消耗。通過將土渠改造為混凝土渠道或塑料渠道，可以有效減少漏水損失，提高水資源利用率。

其次，改造灌溉設備也是節(jié)水的關鍵措施之一。傳統(tǒng)的灌溉設備效率低下，如手搖水泵、閘門等，存在著用水不均勻、用水量難以控制等問題。通過更新改造灌溉設備，采用節(jié)水型灌溉技術，如噴灌、滴灌等，可以實現(xiàn)精準灌溉，減少水分的浪費。

最后，改造灌溉方式也是節(jié)水的重要手段之一。傳統(tǒng)的灌溉方式采用的是泛灌或漫灌方式，存在著用水不均勻、浪費水資源等問題。通過采用節(jié)水灌溉方式，如滴灌、噴灌等，可以將水直接送到作物的根部，減少水分的蒸發(fā)和流失，提高水的利用效率。

4、實施水肥一體化管理

實施水肥一體化管理是農(nóng)田水利灌溉中的一項重要節(jié)水策略。該策略通過合理配置水肥資源，優(yōu)化灌溉和施肥方案，實現(xiàn)水肥互補、協(xié)同利用，從而降低水肥的浪費，提高利用效率，實現(xiàn)節(jié)水目標。

首先，水肥一體化管理強調(diào)根據(jù)作物的生長需水需肥特點，合理制定灌溉和施肥方案。通過科學測定土壤含水量和養(yǎng)分水平，結(jié)合作物生長階段和氣候條件，精準確定灌溉和施肥的時機和量，避免了過度灌溉和施肥導致的水肥浪費現(xiàn)象，提高了資源利用效率。

其次，水肥一體化管理強調(diào)水肥的配套使用，實現(xiàn)相互促進、協(xié)同作用。通過在灌溉水中添加適量的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，可以提高灌溉水的肥力，減少額外施肥量，從而達到節(jié)約肥料的目的，并且通過在施肥過程中控制灌溉水量和施肥量，可以避免因過量施肥而造成的養(yǎng)分流失和環(huán)境污染，實現(xiàn)水肥資源的高效利用。

另外，水肥一體化管理還注重提高施肥效率和肥料利用率。通過采用新型的肥料施用技術，如滴灌肥料、淋溶肥料等，可以將肥料直接送達作物根系周圍，減少了肥料在土壤中的損失和浪費，提高了施肥效率。

5、應用遙感監(jiān)測技術

通過遙感技術，可以實現(xiàn)對農(nóng)田水分和作物生長情況的實時監(jiān)測，精準掌握土壤濕度、作物生長狀況等信息，從而實現(xiàn)灌溉水量的精準調(diào)控，降低水資源的浪費，提高灌溉效率。

首先，遙感監(jiān)測技術可以通過衛(wèi)星遙感和無人機等平臺獲取大范圍、高時空分辨率的農(nóng)田信息。通過分析遙感圖像，可以獲取土壤濕度分布、作物覆蓋度、蒸發(fā)蒸騰量等數(shù)據(jù)，為灌溉決策提供科學依據(jù)。例如：根據(jù)土壤濕度圖像，可以確定不同地塊的灌溉需求，避免過度灌溉或缺水灌溉，實現(xiàn)精準用水。

其次，遙感監(jiān)測技術可以實現(xiàn)灌溉水量的動態(tài)調(diào)整和精準施灌。通過實時監(jiān)測土壤濕度和作物水分蒸發(fā)量，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)和作物生長模型，可以預測未來一段時間的作物水需求，從而制定灌溉計劃。在實施灌溉過程中，可以根據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整灌溉水量和灌溉頻次，確保作物生長所需的水分得到充分滿足，同時避免水資源的浪費。

此外，遙感監(jiān)測技術還可以實現(xiàn)農(nóng)田水利工程的管理和運行監(jiān)控。通過監(jiān)測灌溉渠道的漏水情況、水泵的運行狀態(tài)等信息，及時發(fā)現(xiàn)和處理漏水、堵塞等問題，保障灌溉設施的正常運行，提高水資源利用效率。

綜上所述，農(nóng)田水利灌溉中采取有效的節(jié)水策略對于提高水資源利用效率、促進農(nóng)田生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。通過采用節(jié)水型灌溉技術、建立健全的監(jiān)測體系、改造農(nóng)田水利設施、實施水肥一體化管理和應用遙感監(jiān)測技術等多種手段，可以在節(jié)約水資源的同時保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需水需求，提高農(nóng)田灌溉的效率和水平。