农业灌溉模式与节水技术应用研究

覃文文

（宁夏回族自治区农田建设与开发整治中心，宁夏 银川 750001）

1 将节水技术应用于农业灌溉的现实意义

据统计，中国承担着保障世界20%的人口饮水与粮食安全的重大国际社会责任。综合分析而言，我国不论是人均水资源量还是人均耕地面积环比世界其他国家的人均量而言，都处于较低的水平。尤其是在我国社会经济飞速发展的当代社会，对农业用水和工业用水的需求也在不断增大，其速度甚至远超社会整体发展速度与人口增长速度。因此，将节水技术应用于农业灌溉具有突出的现实意义，具体体现在以下几方面。

1）只有科学有效地将节水技术应用于农业灌溉，才能够达到农业干旱、缺水问题治标又治本的根本目的。当前，干旱缺水已经成为影响农业生产的一项突出因素，尤其是对于水资源本就短缺的农村地区来说，地方经济是否能实现平稳快速的发展主要看水资源的供给是否充足。结合我国的实际国情与自然资源现状来看，对节水灌溉技术加以推广和应用，是现阶段成本最小、可操作性最强的一项有效措施。

2）因地制宜地使用节水灌溉技术，能够有效拓展农村市场[1]。可以这样说，如果我国的国民经济无法获得农业经济的支持与保障，那么国民经济的稳定性必将会发生动摇。不论时代如何发展，社会如何进步，农业所发挥出的重要作用永远不可能被替代，故而有利于农业经济健康良性发展的节水技术理应被积极应用于农业灌溉。当节水灌溉技术被有效使用之后，首先获利的便是当地的农业经济，在农业经济健康增长的加持下，整个社会经济也将始终处于良性增长的循环之中，这对于整个国民经济发展的可持续性而言有着非凡的意义。

3）节水技术的应用是实现我国农业现代化的基本保障之一。当前，不论是社会发展形势还是经济增长态势都与过去有了明显的不同，农业经济要想跟上时代发展的步伐，始终服务于我国国民经济的可持续性增长，就必须完成农业现代化的转型。在农业现代化的过程中，水利是至关重要的支撑点之一，很多地区的农业发展都受制于水利。从某种程度上讲，节水灌溉技术的现代化以及应用程度就代表了当地农业现代化的发展成效。与当地农业发展实际情况相契合的现代化农业灌溉节水技术，不仅能够将当地农业现代化的规模进一步扩大，更能够推动整个社会向前发展。

据统计，2020年，全国用水总量5 812.9亿m3。其中，生活用水863.1亿m3，占用水总量的14.9%；工业用水1 030.4亿m3，占用水总量的17.7%；农业用水3 612.4亿m3，占用水总量的62.1%；人工生态环境补水307.0亿m3，占用水总量的5.3%。地表水源供水量4 792.3亿m3，占供水总量的82.4%；地下水源供水量892.5亿m3，占供水总量的15.4%；其他水源供水量128.1亿m3，占供水总量的2.2%。大中型水库和湖泊蓄水总体稳定，全国用水总量比2019年有所减少，用水效率进一步提升，用水结构不断优化。可见，农业水利资源的合理应用至关重要，应切实推进农业灌溉和节水技术的健康发展。

2 农业灌溉模式

2.1 农业水利灌溉

为了有效地保证作物正常健康发育生长，使作物实现高产稳产，必须及时地提供充足的植物营养素和水分。在整个农业生产作业过程中，要真正地将农业水利灌溉模式与节水技术措施落实在实际农业生产中，需要加大对农业水利灌溉渠道的维护。渠道的清洁度和畅通性对水资源能否得到充分有效利用有直接性影响，同时也关系到节水成效。因此，要切实达成节水目标，需要采取有效措施防止渠道发生堵塞。加快灌区续建配套和现代化改造，分区域规模化推进高效节水灌溉。结合高标准农田建设，加大田间节水设施建设力度。开展农业用水精细化管理，科学合理确定灌溉定额，推进灌溉试验及成果转化。推广喷灌、微灌、滴灌、低压管道输水灌溉、集雨补灌、水肥一体化、覆盖保墒等技术。

2.2 农业灌溉的方法

2.2.1 人工漫灌

最初是由人工进行操作，大多用牲畜、拖拉机，后来有激光测距的先进灌溉机械。由于社会经济和自然地理环境条件的差异，一些地方出现水流量不均、供水量不足的现象，可以采取相关措施改善这种不均的水流现象。如果能够采用自动化的阀门，就可以大大增加农业水利灌溉的工作效率。但由于农业漫灌比较容易浪费地下水资源，需要较多的农业劳动力，并且容易积水，从而造成地下河排水位置的抬高。并且，漫灌会使土壤发生盐碱度变化，所以漫灌在发达国家已经逐渐被淘汰。但由于漫灌只需要投入少量的资金去引进国外灌溉技术，在多数发展中国家中仍然被广泛使用。

2.2.2 固定/移动高压喷灌

该灌溉方式是由一个排水管道将大量灌溉水输送到一个主要的农业灌溉区，通过田地排水管道连接的大型排水喷头将大量灌溉水移动喷出。喷灌有固定高压喷灌和移动高压喷灌，即可将灌溉排水分为固定式和移动式[2]。相比于其他农业灌溉方式，虽然喷灌简单便利，但由于在喷灌过程中会损失过多的灌溉水，尤其是在阳光强烈、空气干燥的天气时，更易造成灌溉水的流失。同时，如果灌溉水直接存留在整个植物的叶面上，容易造成植物枝叶上细菌和其他霉菌的大量滋生繁殖，从而造成植物的腐烂。

2.2.3 滴灌灌溉法

滴灌是将灌溉水一滴一滴、均匀而又缓慢地滴在各种植物的根系及根系附近的土壤表层，是一种自然的灌溉。滴水时的流量小，水滴缓慢地直接流入土壤中，可以有效地减少土壤水分大量蒸发的水分损失，如果滴灌同时加上表层土壤地膜覆盖，可以进一步有效地减少土壤水分的蒸发。滴灌灌溉泵气压低，节水，可以广泛地应用于同样时期生长不同形态种类花卉植物的各个土壤地区，各种植物分别进行节水灌溉。但在大型的山坡地植物灌溉地区，需要对有限的灌溉压力进行自动补偿，所以滴灌所用的水泵连接计算机自动控制器，可以直接通过自动阀门调节不同种类灌溉土壤地段的植物排水量和阀门输出压力参数来对其进行过程控制，关键的环节就是正确利用控制阀门压力自动调节排水阀的输出压力并从水中快速排出去灌溉土壤中的颗粒物，以防因雨水溢流堵塞滴灌泵的出水孔。水的管道输送一般可以采用一层黑色塑料管，或者可以是薄膜覆盖在一层黑色地膜下面，防止一些危害植物生长环境的藻类生长，也可以防止一些运输水的管道由于长期受到太阳紫外线的直接照射而发生材质老化。滴灌也通常认为可以直接用一个预埋在地下的多孔大型双层陶瓷湿地排水管道来完成，但费用较高。

2.2.4 潮汐式综合灌溉法

这是一种先进的综合灌溉管理方式，可有效地促进植物健康生长，增加作物产量；又可降低农业用水量、耗电量和农业用工消耗量，大幅度地降低了农业生产成本。因此，采用潮汐式综合灌溉法既可省时省工又利于增产，可广泛应用于实际农业生产中。植物潮汐式混合灌溉系统原理是基于潮水升起涨落运动原理而进行设计的一种高效率节水混合灌溉系统，可自动调整植物营养液浓度、pH平均值和各种植物养分混合浓度，适用于各类大型盆栽水养植物的节水种植和饲养管理，可大幅提高水资源和植物营养液的综合利用效率。潮汐式坡地排水洪涝灌溉系统广泛适用于各类大型坡地盆栽热带观叶藤本植物的洪涝灌溉排水种植和洪涝排水工程管理。作物灌溉可以同时同步地均匀进行灌溉，便于精确灌溉控制，提高各种作物灌溉品质；这种灌溉机具可以轻松实现全自动操作，提高作物灌溉工作效率，降低灌溉人工成本；如果有了这种潮汐式灌溉苗木机床，工作人员可以在合适的高度条件下进行工作，降低劳动强度；灌溉通道始终保持干燥，能有效减少湿滑的土壤藻类而使植物继续生长；其他用途的灌溉水也可被收集并循环使用，能把灌溉水的浪费风险降到最低，同时可降低昂贵的工业肥料设备使用量和成本。

3 节水技术措施的应用

3.1 工程节水方面

在农业灌溉的工程节水方面，可以从以下几方面去落实节水工作。

1）对农业灌溉渠道的防渗透功能进行修复与加强，主动对渠道的防渗性能进行优化，实际操作的过程中可以在农业灌溉渠道的内部铺设具备防渗性能的材料，如塑料薄膜、混凝土以及沥青等。当灌溉渠道的内部已经增设了防渗材料后，还需要将与节水相配套的灌溉设备及时安装妥当，如水压表、水阀与水闸等。

2）应当结合当地农业用地的实际情况与水利条件针对性地对灌溉技术进行优化完善，其中可选择的灌溉技术有滴灌、渗灌、喷灌、低压管灌等。在这些灌溉模式中，滴灌模式能够最大程度地实现对水资源的节约，具备推广价值，尤其是对于西北干旱地区以及新疆等地的农业区而言，能够有效缓解自然种植环境对于农业经济增长造成的制约。

3）需要对蓄水工程的落实加以重视，在蓄水工程开展的全过程要扩大宣传效果，强化对工程建设的指导力度，突出蓄水工程的建设成果。针对地下水资源不够充沛的农业地区，可以将水池、小型水库等作为蓄水的补充形式，以备农业灌溉用水的不时之需。

3.2 农业节水方面

1）在对农业耕地进行规划前，要综合考量多方面的因素，做到少耕甚至是免耕，最大程度地保持土地的平整性，同时还需要科学施肥，注意土地的深耕与松土，确保耕地土壤结构的平衡性与合理性[3]。在进行农业耕种的过程中，需要结合土壤实际情况选择恰当的农作物，并通过不断地总结耕种经验将种植技术进行有效提升。鼓励农民使用塑料薄膜种植技术以及多种植具备抗旱性的农产品也是一项有效的节水措施。譬如，可鼓励农民种植棉花，棉花不仅抗旱耐干，并且棉花本身的蓄水能力突出，当棉花与其他农作物进行混搭种植时，可以有效保障农田含水量，减轻农田浇灌压力。如此一来，既可以确保农田单位产量的提高，又可以降低农业浇灌的频率，达到节水效果。

2）合理借助相关节水防渗技术，也能够起到节约农业灌溉用水的效果。①渠道防渗技术。目前，全国灌区渠道总长度为300多万千米，其中土渠占80%。土渠输水的利用系数一般只有0.4~0.5，差的甚至仅有0.3左右。采用渠道防渗技术后，可使渠系水的利用系数提高到0.75~0.85。此外，渠道防渗还具有加大过水能力、减小过水断面、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点。渠道防渗是我国当前节水灌溉技术推广的重点。根据渠道防渗所使用的材料进行划分，我国目前主要采用混凝土衬砌、浆砌石衬砌、预制混凝土与土工布复合防渗等形式。②耕作保滴技术。该方法是将塑料薄膜、秸秆等材料平整地铺设在耕作农田的表面，借此降低土壤水分的蒸发量以及地表的径流量[4]。只有当农田土壤具备了涵养水分的能力，地表的温度、土壤的物理结构等才能往良性方向发展，此时农作物的吸水率才能达到最大值，最终才能确保农田产量增收与灌溉水量降低的双重目标。

3）对于节水灌溉的管理，要通过提高灌溉管理水平，采用科学的灌溉方式达到节水的目的，要做好以下几方面的工作：一是根据作物需水量和对土壤墒情的监测，进行适时适量的科学灌溉；二是对灌溉用水进行科学合理的调度；三是通过调整过低的水价，改革用水管理体制；四是让农民参与管理，提高农民节水意识[5]。

4 结束语

随着我国社会经济的不断发展，我国人民的生活水平也得到了很大的提升，但与此同时，由于淡水资源分布不均，东南地区多、西北地区少，我国成为淡水资源匮乏的国家之一。为了提高水资源利用率，我国近年来大力发展农业水利灌溉事业，很大程度上解决了淡水资源分布不均的问题，摆脱了传统农业“靠天吃饭”的情况。多年发展中，农业水利灌溉模式也在朝多元化方向发展，在众多灌溉模式选择中，如何更好地应用节水技术措施是需要重点考虑的问题，本研究结果可提供一定的参考。