摘要隨著經濟社會的發展,用水需求不斷增加,加之全球氣候變化,水資源短缺形勢日趨嚴峻。因此,實施農田節水灌溉是提高農業用水效率、實現農業可持續發展的重要途徑。為給山東省肥城市農業農村經濟高質量發展提供技術支撐,以肥城市農業用水現狀為切入點,分析了肥城市適用的主要農田節水灌溉技術,探討了合理選擇節水灌溉方式、優化灌溉系統設計、加強灌溉設施維護管理、協同應用節水灌溉與農藝措施等技術應用的關鍵要點,并提出了加大政策支持力度、加強人才培養和技術培訓、建立健全監管評估機制等保障措施。
關鍵詞農田節水灌溉;技術要點;保障措施;山東省肥城市
中圖分類號:F275文獻標志碼:CDOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.24.038
肥城市位于山東省中部、泰山西麓,地理坐標為北緯35°53′~36°19′、東經116°28′~116°59′,地處黃河流域和大汶河水系,境內河流7條,控制流域面積8408.6km2。肥城市屬暖溫帶大陸性季風氣候,光照資源豐富,年平均降水量650mm,但時空分布不均;氣溫年較差大,極端最高氣溫39.6℃,極端最低氣溫-20℃,干旱、高溫等自然災害頻發。農業是肥城市的支柱產業,但由于水資源匱乏和分布不均,農田灌溉用水矛盾十分突出。因此,大力發展農田節水灌溉技術,提高農業用水效率,對促進肥城市農業農村經濟高質量發展意義重大。
1肥城市農田節水灌溉概況
肥城市作為重要的農業生產基地,2023年末,農業總產值達到138億元,同比增長5.7%;全年糧食種植面積達7.16萬hm2,總產量為50.53萬t,蔬菜總產量達118.48萬t。面對高溫干旱天氣,肥城市積極推廣節水灌溉技術,改變傳統大水漫灌模式,采用微噴帶、半移動式噴灌、固定式噴灌和背負式快速移動噴灌等多種技術相結合的方式,每667m2用水量降至30m3。肥城市依托節水農業機械設備和高標準農田配套設施,通過加強保水調度、細化供水方案,使每667m2的灌溉時間縮短1/2,人力成本也大幅降低。此外,肥城市通過引入物聯網技術,實現了遠程控制噴灌機水泵開關,可根據灌溉需求進行智能調節,有效避免了水資源浪費。截至2024年6月,肥城市已累計投入機電井、泵站近5000處,抗旱設備4000余臺(套),大幅擴大了澆灌面積,為農業生產提供了有力保障
2肥城市適用的主要農田節水灌溉技術
2.1噴灌技術
噴灌技術是將水通過管道輸送到噴頭,在一定水壓下將水噴灑成雨霧狀滴入土壤的一種灌溉方式。該技術模擬自然降雨過程,可使水分較均勻地分布在作物根區,適用于大田作物的灌溉。噴灌技術主要分為固定式噴灌和移動式噴灌2種。1)固定式噴灌將噴灌設備固定布置在田間,水通過地埋管道輸送至噴頭噴灑[1]。這種方式前期基礎設施建設投資較大,但后期維護方便,自動化程度高。2)移動式噴灌則采用裝配式噴灌機或卷盤式噴灌機,可在田間移動作業,投資較小但用工較多。噴灌技術的關鍵在于合理設計和選擇噴頭類型、科學排列噴灌機及合理設定運行參數,以確保噴灌均勻、高效。
2.2微灌技術
微灌技術是將水或水肥一體化溶液通過微小的出水口或噴頭,直接精準供應到作物根區的一種高效節水灌溉技術,主要包括滴灌、微噴灌等方式。1)滴灌是在作物根區布設滴頭輸水管,使水以滴流形式緩緩滲入土壤。2)微噴灌是在地面或冠層下設置噴頭,將水噴灑成霧狀均勻灑遍作物根區[2]。微灌技術可根據作物生育階段和土壤濕度調節出水量,既滿足了作物需水要求,又避免了水資源浪費。同時,可將肥料、農藥等通過系統精準施入土壤,降低投入。對于肥城市設施農業和經濟作物種植來說,微灌技術具有顯著的節水增效優勢,是當前推廣應用的重點。
2.3井灌技術
井灌技術是利用地下水源,通過機井抽取地下水進行農田灌溉的一種節水技術,適用于肥城市部分地下水較豐富的平原地區。井灌技術的關鍵在于科學確定取水位置和打井深度。一般先通過地質鉆探,查明含水層的深度、富水程度等,然后合理設計井深、井徑。對于含水層較淺的區域,可采用鉆探式的非完整井,井深一般在30~80m;對于含水層較深的區域,則需要采用完整井,井深在100m以上,常用井徑為200~600mm。機井設計完成后,需要選配合適的潛水泵、管道等提水設備,確保系統的抽水能力。同時,要設置水池、加壓裝置等,從而將水有效輸送至田間進行灌溉。井灌系統運行成本較低,但前期基礎設施建設投資較大。
2.4雨水集蓄利用
雨水集蓄利用技術是通過收集和存儲降水,將其用于農田灌溉的一種節水措施。這種技術具有資源利用率高、無二次污染、成本低等優勢,適合在肥城市這樣降水較為集中的區域推廣應用。雨水集蓄主要包括集水、儲存和利用3個環節。1)集水環節需要根據地形條件,在適當位置布設集水渠、集雨池等設施,將分散的雨水匯集起來。2)儲存環節則需要建造蓄水池、水窖等儲存設施,其容量需要根據年降水量、灌溉面積等因素合理設計[3]。3)利用環節可采取重力流或加壓輸送的方式,將儲存的雨水通過渠道或管網系統輸送至田間,再結合滲溝、微噴等方式進行精準灌溉。同時,要做好雨水沉淀過濾工作,確保水質達標。
3肥城市農田節水灌溉技術應用要點
3.1合理選擇節水灌溉方式
合理選擇農田節水灌溉方式是確保節水灌溉技術在肥城市高效推廣應用的前提。肥城市需要因地制宜,根據不同區域的氣候條件、土壤類型、種植作物和水資源狀況,科學評估各種節水灌溉技術的適用性,選擇最佳的灌溉方式。例如,對于丘陵山區,由于地形起伏大,可選擇噴灌、微噴灌等技術;對于平原地區,可優先考慮滴灌等精準高效的節水技術;對于部分地下水較豐富的區域,則可利用井灌技術;對于降水較集中的區域,可結合利用雨水集蓄技術等。同時,要根據當地主導農作物的種植制度和用水規律,科學確定適宜的灌溉制度和參數。對于需持續供水的水稻,可采用定期淹灌方式;對于旱作物如小麥、玉米等,可采用間歇性補充灌溉方式。此外,要充分考慮不同技術的投資和運營成本,將經濟性和實用性相結合,選擇當地農戶可承受并易于推廣的技術路線,從而真正發揮節水灌溉的效益。
3.2優化灌溉系統設計
優化農田節水灌溉系統的設計是保證各項節水灌溉技術在肥城市高效運行的關鍵。技術人員在設計灌溉系統時,要全面考慮肥城市的自然條件和農業生產實際,科學選擇管網布局、設備參數等。根據地形地貌因地制宜地采用環狀或樹枝狀布置,以減少管阻,保證水流通暢。例如,對于平原地區,可采用地埋鋼管或聚乙烯管;對于丘陵山區,則可利用硬聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等柔性管材,并加大管徑,降低阻力[4]。在設計中還要嚴格確定田間作物的用水量和灌溉制度,合理配置供水系統的流量和壓力,選擇適宜的泵站、增壓設備和噴灌機型號。同時,要重視配套設施建設,如儲水池、濾網和自動控制系統等,提高精細化管理水平。對于儲水池,需要根據用水高峰期的需求設置足夠的緩沖容量。采用智能控制系統,可實現對灌溉全過程的自動監測和調節。
3.3加強灌溉設施維護管理
肥城市要建立健全設施維護管理制度,落實管護責任,定期開展檢修,及時消除安全隱患。對于管網系統,要重點檢查管道外壁滲漏、接口漏水等問題,及時補漆、加固或更換老化部件。要定期沖洗管道內壁,清除管內淤積物,防止堵塞影響供水。對于露天布置的管線,還需要關注防曬、防凍和防小動物啃咬等。對于泵站設備,要嚴格按照操作規程運行,并檢查電機、泵體磨損和油箱液位;對于配電柜、變壓器等電器元件,要檢查接地和防雷裝置,防止漏電、雷擊等風險。噴灌機、滴灌管和噴灌頭等設施維護尤為關鍵,需要做好全面檢修,檢查馬達、減速箱和軸承等是否正常,及時補漆防銹,更換失效的噴頭或滴頭。
3.4協同應用節水灌溉與農藝措施
將節水灌溉技術與農藝措施有機結合是提高肥城市農業用水效率的重要手段。科學的農藝措施可為節水灌溉創造有利條件,而合理的節水灌溉是實施農藝措施的前提保障,兩者相輔相成,協同發力。在播種育苗環節,肥城市可推廣種衣覆膜技術,利用保濕膜包裹種子,有效減少出苗用水量。在田間管理時,可結合深松整地、保墑覆膜等措施,提高土壤蓄水保墑能力,降低作物蒸騰需水量[5]。另外,可因地制宜調整種植制度,優化作物品種搭配和輪作模式,避免用水高峰期重疊。同時,可加強測土配方施肥,提高肥料利用率,減少因過量施肥導致的水資源浪費。在實施節水灌溉時,要合理控制單次灌水量和灌溉間隔,保持土壤濕度適宜,防止過澇或嚴重干旱脅迫。還可采取根外追肥、葉面噴肥等增效技術,提升作物對水肥的利用效率。
4推進肥城市農田節水灌溉技術應用保障措施
4.1加大政策支持力度
肥城市應制定明確的發展規劃和扶持政策,將節水灌溉技術列為現代農業發展的重點領域,加大財政投入和資金扶持力度。肥城市可通過直接補貼、貸款貼息、稅費減免等方式,減輕農戶改造成本負擔,增強其應用技術的積極性。同時,出臺相關法律法規,強化用水定額管理,推行有償用水制度,促進節水灌溉技術的普及應用。此外,應建立健全技術服務體系,加強對農戶的技術培訓和指導,提升其專業化水平;鼓勵社會資本參與節水灌溉設施建設和運營,打造多元化的投融資平臺;加大宣傳力度,樹立節水意識,營造良好的社會氛圍。
4.2加強人才培養和技術培訓
肥城市可會同高校、科研院所等單位,建立多層次的人才培養體系,系統開展理論教育和實操培訓,打造一支高素質的農田水利人才隊伍。對于高校和科研機構的專業人員,可定期舉辦理論研討會、學術交流會等,提升其理論水平和創新能力;對于基層農技人員,則需要加大實踐鍛煉的力度,通過現場教學、見習跟班等形式,提高其專業技能和實戰經驗。同時,大力開展農戶培訓,采取多種靈活方式,如專題講座、現場觀摩會、圖文視頻等,全方位、多角度地普及節水灌溉的基礎知識,讓農戶掌握操作要領,了解相關政策法規。培訓內容應包括節水灌溉技術原理、設施使用與維護、施肥澆水制度等,做到知識面廣、層次分明。同時,要加強對農戶技術服務意識的培養,引導其樹立終身學習理念,主動更新知識,勇于實踐創新,不斷提高水資源利用的科學性和精細化程度。
4.3建立健全監管評估機制
肥城市需要制定完善的監管制度和評估標準,從投入、過程到效果等全方位對節水灌溉建設運行情況進行動態監測和績效評價。在投入環節,要嚴格把關資金使用、設施建設等是否符合技術標準和規范要求;在運行過程中,通過采取實地檢查、在線監控等手段,檢驗系統調試、維護管理等是否到位;在效果評估層面,則需要綜合分析用水量、產量產值等數據,科學評判節水增效目標是否如期實現。監管評估不應浮于表面,而要扎實開展,發現問題及時反饋并嚴格整改。除了定期評估,要建立長效的監管評估機制,完善信息收集和反饋渠道,暢通監督通道,鼓勵社會各界參與監督。同時,健全獎懲機制,對工作出色的先進單位和個人給予表彰獎勵,對失職瀆職者嚴肅問責追責。只有建立起嚴格科學、程序完備的監管評估體系,農田節水灌溉技術在肥城市的實施才能行穩致遠,真正發揮節約水資源、增加農民收益的應有作用。
5結語
全面推廣農田節水灌溉技術,對緩解肥城市日益嚴峻的水資源短缺壓力,提高農業用水效率,實現農業綠色可持續發展具有重要意義。肥城市應立足當地實際,科學選擇合理的節水灌溉技術模式,優化灌溉系統設計,制定科學的灌溉制度,加強設施維護管理,并與農藝措施有機結合。同時,政府需要從政策法規、資金投入、隊伍建設、監管評估等多方面給予大力支持和保障。只有采取切實有效的措施,全面落實各項工作,節水灌溉技術才能在肥城市廣泛應用和推廣,最大限度發揮節約用水、增加農民收益的綜合效益。
參考文獻:
[1]謝成花.高效節水灌溉工程技術在農田水利工程中的應用[J].黑龍江水利科技,2024,52(5):115-118.
[2]馬麗.節水灌溉技術在農田水利工程中的應用研究[J].農業開發與裝備,2024(5):226-228.
[3]霍鳳飛.北方農田節水灌溉技術要點分析[J].河北農業,2024(5):35-36.
[4]張宏慶.農田水利工程中高效節水灌溉技術要點分析及優化建議[J].科技創新與生產力,2024,45(3):22-24.
[5]彭岳齡.農田水利節水灌溉技術要點分析[J].農業機械,2024(2):103-105.
(責任編輯:張春雨)