水資源匱乏、農田耕地減少、生態環境惡化等全球自然環境惡劣變化,是全球農業生產面臨的艱巨挑戰。我國作為農業生產大國之一,要想實現農業可持續發展穩定前行,就必須大力提升科技發展。先進的科學技術為農產品滿足市場供給提供有效保證,是打破自然環境束縛的必然選擇。在農業科技發展技術中,農田水利技術就是以提高農業增產為目的的重要科技成果之一。即通過建設與運用各種水利工程措施,針對農田水分狀況和地區水利條件進行調節與改善,一方面加大了農作物的生產力,另一方面提高了抵御自然災害的能力,致使生態環境進入一個良性循環。我國農田水利工程灌溉技術追溯到春秋戰國時期,見于記載的灌溉工程普遍是對河水進行引流灌溉。而現代的灌溉技術為實現更高的種植效益,在傳統的農業灌溉技術的基礎上進行優化,大力推廣節水灌溉技術。節水灌溉技術也將成為優質、高效的現代農業水利灌溉技術的重要選擇。
一、農田水利建設中節水灌溉技術的作用和意義
1、節水灌溉技術在農田水利建設中的作用
農田水利建設的關鍵在于節約水資源,通過對水資源的有效利用對農田水利建設的環保性和農業生產率的提高起著至關重要的作用。具體來說,有以下兩個方面的作用:
①提升農田水利建設的環保性
水灌溉技術通過對水資源進行合理的規劃、科學地分配,進一步提高農田水利工程的工作效率并提升其工作質量。再者節水灌溉技術通過高效用水,在一定程度上緩解了水資源匱乏的現狀,高度符合我國水資源可持續發展的未來發展趨勢。最后,提高節水灌溉技術的應用,有利于農業相關部門把控和管理生態環境的保護,確立形成良好的生態環境系統,是保護和改善水質量的重要保障,是建設節能型和環保型農田水利工程的重要措施。
②提升農業生產效率
節水灌溉技術多種多樣,根據各地區自然形勢以及該地區農作物對水資源的需求合理分配水資源,一方面極大程度上避免了因各種原因導致的水資源浪費,另一方面合理掌控和管理農作物的生長所需用水分量,有利于科學地培養農作物,為其創造一個良好的生長環境。推廣節水灌溉技術,進一步提高了農作物的生產效率和生產質量,推動了我國農業水利建設工作向可持續發展方向穩步前行。
2、節水灌溉技術的意義
節水灌溉技術在農田水利建設中具有重要的意義。節水灌溉技術即通過相關工程、農業、政府三方面調控,采用各種節水措施,達到以節約水資源、提高水資源利用率的專業技術。農業灌溉用水量在人類所有的生產活動中占比量高達80%,而傳統的農業水利灌溉技術中水資源利用率較差,據調查顯示農田實際用水利用率在30%-40%之間。農田水利呈“大水漫灌”勢態,這不僅導致農田生產效率降低,更導致水資源大部分流失浪費。我國作為水資源相對匱乏的國家,要想提高農業生產效率,就必須在高效用水上進行把控。因此,發展高效農田節水灌溉技術具有以下重要意義。
①節水灌溉技術有節約土地,有效提高土地資源利用率的意義
節水灌溉技術有效地提高了土地的使用率,達到了節約土地資源的目的。傳統的灌溉技術對土地資源破壞率極高,因為傳統的灌溉技術需要打造干渠、支渠、斗渠,毛渠五級渠道才能將河水引流到田間,而田埂、溝渠等土地資源沒有得到充分地利用。因此如果采用噴灑、微灌等節水灌溉技術就可以有效地解決土地資源浪費的問題。
②節水灌溉技術有促使農民增產、增收,實現經濟效益最大化的意義
節水灌溉技術是一項具有科學性的規范技術。節水灌溉技術將節約的水能合理地應用到可灌溉的農田面積中,能有效地根據農作物的生長需要進行灌溉。既促進了農作物的生長,又能增加農作物的產量,實現農民增產、增收,經濟效益最大化。
③節水灌溉技術有減輕農田水利建設負擔,有利于農田水利建設向現代化發展的意義
傳統的農田水利工程建設對土地資源的破壞力極大,通常需要投入大量的人力、物力、財力,大搞平整土地。再采用低效率的農田水灌溉模式,這無疑加大了農田水利建設的負擔?,F代化的農田水利建設無需對渠、溝、埂等土地投入過多的精力,減少土地資源浪費的同時又極大程度地減輕了農田水利建設的工作量。其采用噴灌的現代化節水灌溉方式,進一步加強農業向科技化、現代化的方向發展。
④節水灌溉技術有高效用水,保護環境的重要意義
傳統的灌溉方式需對地下水資源及河水進行開采,而過度開采不僅影響了土壤次生鹽堿化,還引發了自然生態環境遭到嚴重破壞。節水灌溉技術從當地自然供水能力的角度出發,主要關注農作物生長發育的需水規律,有效地利用了自然水資源來實現農作物增產、增量,實現經濟效益最大化。節約水資源的目的是高效率利用水資源,高效用水是節水灌溉技術的核心內容,而節水灌溉技術是農田水利建設工作的重點組成部分,也是農業向現代化建設發展的關鍵。因此,節水灌溉技術將高效利用水資源、保護自然生態資源有機結合,是農田水利工程可持續發展的重中之重。
二、農田水利建設中常見的節水灌溉技術概述
根據各地區水資源情況及該地區農作物生長需水的規律,采用相應的節水灌溉方式,有利于發揮節水灌溉技術的最大效益。加強灌溉技術的普及,有利于提高農業產量、擴大當地農業經濟效益,為農田水利工程節水灌溉技術奠定了基礎。節水灌溉技術多種多樣,以下對常見的節水灌溉技術進行研究,以供參考。
1、噴灌技術
噴灌技術是通過一套完整的噴灌設備來實施具體操作的,噴灌設備即噴灌機需要科技人員通過科學計算設置好參數,以確保機器運轉時噴射水的范圍與實際用水區域高度匹配,從而達到節約水資源,高效利用水資源的作用。噴灌機操作簡單具有自然性和靈活性,對于平原區域可對農田進行大面積灌溉,對于小范圍的農田可以采用微噴灌技術。噴灌技術的應用優點在于時時掌握田間氣候的變化趨勢,對室內的溫度及濕度進行有效調節。保證了水資源不浪費、高效利用水資源的同時做到保土保肥,是節水灌溉技術中的常用技術。
2、滴灌技術
滴灌技術不同于噴灌技術無需為設備設置參數,而是需要提前在農田或特定的區域鋪設輸水管道,農田工作人員還要在輸水管道中設置多個孔徑僅1厘米的滴頭。操作時僅需要工作人員對輸水管道施加有效壓力,從而促使灌溉水通過小孔或是滴頭流入農田進行灌溉。然而,要想灌溉工作穩定進行,工作人員需要對輸水管道的孔徑進行及時的清污,避免因輸水孔堵塞阻礙灌溉工作的進行。該項技術的應用充分實現了節約水資源的目的,是節水灌溉技術中最先進的灌溉技術。因其高效節水作用,保證灌溉時水資源的均勻分配且使農作物得到相對充足的水分,常被應用到干旱地區。滴灌技術的不斷發展,是農田水利節水建設走向現代化、科學化的重要標志,對于緩解水資源匱乏這一全球性難題有著重要的意義。
3、滲透技術
滲透技術顧名思義就是通過在地下埋下滲透管,然后通過滲透管將水資源直接運輸到農作物的根部土壤。因滲透管具有使用壽命長的特點,滲透技術常被應用在樹木等生長周期長的農作物灌溉區域。滲透技術相對于傳統灌溉技術的應用,既實現了高效用水,又減少了土地資源的浪費,達到高效灌溉與增收、增產的共同效益。
4、步行式灌溉技術
對于部分急需水灌溉的農田,步行式灌溉技術的應用發揮了巨大作用。步行式灌溉設備是在目前農業種植機械設備的基礎上進行改進,將節水灌溉技術與農業機械化技術有機結合,以移動式的方式對農田實行灌溉。其特有的灌溉方式,有利于提高急需水農田灌溉的工作效率,機器設備操作簡單無需后續的修復工作,這也為農田工作人員減輕了一定的工作負擔。因此,步行式灌溉技術滿足于部分農田的灌溉需求同時做到了節約用水,降低了機械運行成本,簡化了工作人員的機械化操作程序,達成了灌溉的有效性,使農田水利建設得到高質量提升。
5、管道輸水灌溉技術
①管道輸水技術就是采用低壓管道系統將井下水運輸到灌溉區域。管道輸水技術的應用一方面避免了水資源在輸送過程中因水分滲漏、水分大量蒸發導致水資源流失浪費的現象,提高灌溉水資源的有效利用。另一方面,管道輸水技術可以采用分質供水的模式,實現資源合理化分配,達到整個供水系統的連續性,從而提高灌溉的效率,完成節水灌溉的目的。目前節水灌溉工程在地處山地丘陵區域一直難以開展,管道輸水灌溉技術為此提供了必要的保障。丘陵區域有水源地勢高的天然地理環境特點,管道輸水技術將許多人望而卻步的地理環境轉化成有利的地理優勢,借助地勢形成的差距作為管道運輸水的壓力來源,實現節水灌溉技術。
②管道輸水技術的應用為灌溉區域生態系統的提供了保護,如此以往將會營造一個生態保護系統,工作人員通過生態保護系統地把控和管理,既能做到水資源的優化配置提高用水效率,又能加強整個灌溉工程系統的穩定性,是現代化節水灌溉技術中重要的組成部分。
三、農田水利建設中節水灌溉技術的優化
1、提高對節水灌溉的關注度
農田節水灌溉技術適應新時期的發展變化需要進一步地優化。首要任務就是加強種植者對節水灌溉技術的高度重視。種植者作為農田水利建設的參與者與受益者,加強種植者的節水意識有利于發揮節水灌溉技術的最大效益。如在急需用水的農田區域采用步行式灌溉技術,可以輔助種植者有效解決農作物急需用水的緊急情況,做到科學及時地掌握影響農作生長的因素,提高農業生產質量與效率。機械操作簡單,為種植者提供簡便、快捷的工作平臺。提高種植者的節水灌溉意識,是節水灌溉技術有效實施的必要基礎,種植者充分地參與到農田水利建設當中,是農田水利建設中節水灌溉技術優化的策略之一。
2、將節水與配水環節緊密結合
目前農田水利建設中節水灌溉把精力更多地關注在節水環節,忽視了配水環節的重要性。合理的水資源分配才是節水灌溉有效性的重要體現。因此,要想進一步優化農田水利建設的節水灌溉系統,就要實現種植者合理分配水資源的方式。一方面,種植者需要科學把控農作物生長區域的生態環境,選擇適合該地域農作物的灌溉方式。從而縮短種植工作操作時間,提高農產量。另一個方面,合理的選擇灌溉方式有利于為該地區農作物提供充分水資源的同時,做到水資源有效利用。如地處丘陵的地區,種植者可以采用管道輸水灌溉技術進行農田灌溉。借助天然的地勢特點既節省了人力物力,又做到了水資源的高效利用。因此,農田水利建設中優化節水灌溉技術需將節水與配水有機結合。
3、加大宣傳力度
毋庸置疑,節水灌溉技術的應用為農田水利建設帶來巨大效益,若能進一步優化節水灌溉技術,將大幅度提高農業產量、減少生態環境的破壞。因此,優化節水灌溉技術是農田水利建設工作的重要組成部分。為此,政府及相關部門可以通過提高農田水利建設中節水灌溉技術的宣傳力度,促進更多的種植者對節水灌溉技術的深入了解。了解其節水優勢及自然生態環境保護的重要意義。也可以為種植者提供前期的技術幫扶,讓種植者切身實地的感受現代化節水灌溉技術的重要作用。
4、做好節水系統的維護工作
要想農田水利建設中節水灌溉工作的順利進行,加強對節水系統的工作維護是必不可少的工作重點任務之一。節水灌溉的穩定發展離不開節水系統的維護和管理。在輸送水資源的過程中,輸送管道的滲漏問題,導致水資源流失浪費,進而阻礙了節水灌溉技術的應用發展。因此,防滲漏工作作為輸水系統的重要環節,需要技術人員規范的操作流程。相關部門可以制定嚴格的監督機制,使技術人員在合理化、規范化的范圍內進行操作,促使防滲漏工作有序進行,為進一步優化農田水利建設中節水灌溉技術的發展應用提供技術支持。
四、節水灌溉技術在農田水利建設中發展的新方向
1、節水灌溉技術的縱向發展
依據我國現代農業發展的趨勢,農田水利建設必須跟上新時代的發展步伐。在這方面,目前我國農田水利建設中采用的是地上水灌溉方式,此灌溉方式不利于水資源匱乏的我國現階段生態環境發展形勢,因此未來的節水灌溉技術將向著縱向趨勢發展,例如,地下水灌溉的引用將成為未來農業水利建設中節水灌溉技術的發展趨勢。如噴灌技術就是采用地下水灌溉的方式,而多樣式的噴灌機設備正為地下水灌溉的實施提供基礎,通過對農作物根部的灌溉,既能充分滿足農作物對水的需求,又能減少灌溉時的用水量,達到節約水資源的目的。
2、節水灌溉技術的橫向發展
除了空間上的縱向發展,在橫向上,隨著科技的迅速發展,網絡技術、計算機技術的應用為現代化建設帶來了顯著的效益。如果將網絡技術、計算機技術引用到農田水利建設當中,將給傳統農田水利灌溉技術帶來巨大的沖擊。例如,技術人員通過網絡、計算機的操作可以精準把控灌溉的用水量,做到時時關注農作物的生長需求,減少水資源浪費的現象的同時,合理分配水資源,提高灌溉水的利用率,最終實現現代化節水灌溉技術的有效實施。因此,網絡化灌溉不再成為人們的空想,而是農田水利建設中節水灌溉技術發展的必然趨勢。
3、節水灌溉技術的自動化發展
GPS定位系統在人們的生活中被廣泛應用,通過這一系統的實施,人們出行時不再因為不熟悉路況而煩惱,人們可以通過導航來定位目的地,因此,GPS定位系統為人們的出行提供了極其簡便的方式。如果在對農田水利建設中節水灌溉技術方面應用到GPS定位系統,將會發揮巨大價值。通過對農田水利技術的研究,可以將GPS定位系統與灌溉技術有機聯系在一起,并結合生物技術和計算機技術等現代化技術對農田實現現代化灌溉,這樣可以達成水資源有效利用的同時,使農作物增收、增產等多項目標。所以說,自動化灌溉技術的引進,將為我國農田水利工程中實現節水灌溉技術提供高效、科學、與時俱進的合理化建議打開新思路。
(作者單位:277712山東省臨沂市蘭陵縣會寶嶺水庫管理中心)