赤城县水务局 贾玉山

前言

农业种植生产对水资源的依赖性比较强，为保障农业种植水资源充分，会采取节水灌溉技术提高水资源的利用效率，尤其是部分干旱和半干旱地区，水资源数量较少，高效节水灌溉技术的应用，可以有效提高农业种植生产效率。比较高效的节水灌溉技术中包括膜覆盖技术、滴灌技术、喷灌技术、渠道防渗技术等，技术使用方法不同，所带来的经济效益也存在差别，应结合实际情况对其进行推广应用。

1 微灌技术在农田水利中的应用

1.1 技术概述

微灌技术是通过滴灌、脉冲灌溉的方式，通过减少灌溉量、提高灌溉时间的方式达到节水的目标。该技术是所有灌溉技术中最高效、最节水的技术，可以应用到大棚种植、果树种植之中。由于其成本比较高，仅仅在经济价值比较高的农作物种植中应用具有适应性，其通过设置经管网和滴灌带的方式，将压力水以水滴的方式滴入农田植物的根部位置，可以起到减少土壤水分蒸发，防止杂草生长的作用，且在灌溉过程中不会产生地表径流。该技术在灌溉期间可与肥料同时使用，在灌溉水中添加相应的肥料，使得土壤中的养分更加充足，节省水量最高可以达到70%以上。滴灌技术结构主要包括水源、枢纽、配水管、滴灌器、测量装置等，共同协调完成节水灌溉的目标[1]。

滴灌技术通过滴管配置的方式进行灌溉，具有灵活性，按照滴灌方式可以将其分为地表滴灌、固定滴灌、移动滴灌、间歇性滴灌等。地表滴灌主要在条形农作物分布状态下进行应用，固定滴灌则将毛管和滴灌安装在地下进行滴灌。移动滴灌则在保持滴灌设备灵活性的基础上进行灌溉。间歇滴灌则是采用周期性的滴灌方法。

1.2 应用案例

赤城县龙关镇一街村农田土质条件为砂壤土，典型地块蔬菜种植面积363亩。种植人员应用膜下滴灌技术进行灌溉，并在膜下滴灌设计中推广水肥一体化技术，根据种植作物的需肥规律、地块的肥力水平、目标产量确定总施肥量。于5月中旬开始种植，采用双行膜进行覆盖（间歇滴灌方式），膜宽度达到0.9m，种植行距75cm，株距控制在30cm左右。结合蔬菜种植情况，设计膜滴灌灌溉制度，采用水量平衡法对滴水数量、滴水时间等进行明确，设置滴水周期为5天，生育期共计滴水次数10次，每次滴水时间为2.5h，滴水水量为15m3。具体灌溉指标内容如表1所示。

表1 膜下滴灌技术应用参数表

1.3 效益分析

对龙关镇一街村蔬菜种植滴灌技术的应用效益进行评价，应用膜下滴灌技术对比传统的灌溉技术，并从节水率、经济效益角度对蔬菜种植效益进行分析。蔬菜种植生育期共计节水达到169m3/亩，节水率达到53%。采用此节水灌溉技术，每亩增收1000元，为农业种植带来了巨大的经济效益。

2 喷灌技术在农田水利中的应用

2.1 技术概述

喷灌技术是利用水泵加压进行滴灌的技术，通过自然落差的方式供给农田植物所需的水分。水流经过管道由喷头喷射到空中，形成水滴后自然落下，均匀覆盖到农田中。该技术应用对不同地形具有适用性，且灌溉面积更加均匀，可以减少灌溉过程中的人力投入，但受环境因素影响比较大，如果农田风量较大，会对灌溉控制产生影响。喷灌技术节水率最高可以达到50%左右，适用于大型农田、蔬菜、果蔬等农田的灌溉，可增加农作物产量20%左右，属于半机械化作业。按照喷灌技术在农田水利工程中的应用方式，可以将其分为固定管道式、中心支轴式、滚移式、喷灌机组式等多种。固定管道式喷灌技术应用将干支管埋设到地下，使用塑料管道进行水源的运输，但投入价格比较高，每公顷造价在15000元左右。半移动式采用干管固定、支管移动的方式进行灌溉。中心轴式喷灌技术则将支管立于3m高架之上，可控制支架进行移动，具有自动化水平。滚移式喷灌则通过金属管法兰连接方式，安装动力机进行推动，在地势平坦的地区应用具有适应性。喷灌机组是我国应用最早的喷灌技术，通过多个喷头配置，将水龙带与水泵机连接，应用电动机或者柴油机进行抽水，投资较低，但对管理的要求比较高。

2.2 效益分析

对喷灌技术在蔬菜种植中的应用效益进行分析，从节水效益和增产效益两个角度进行评价。喷灌技术对比以往的人工灌溉技术而言，可以节约水量30%左右，每亩可以节水80m3/亩。使用喷灌技术后，每亩增收1000元。

3 渠道防渗技术在农田水利中的应用

3.1 技术概述

渠道防渗技术是通过在农田内部设置渠道的方式，降低灌溉水渗漏情况的产生，避免水资源的浪费。渠道防渗技术在小型农田中应用普遍，种植人员利用物理手段改变土壤的缝隙数值，使得土壤更加紧密，避免水分下渗，供给农作物生长充足的水分。该技术应用可以提高农田植物种植水资源利用效率，最高可以达到60%，且可以通过渠道控制的方式，对灌溉的输水流量进行实时控制，符合高效节水灌溉技术降本增效的应用目标。

渠道防渗技术应用按照类型可以将其分为混凝土渠道防渗技术、砂浆渠道防渗技术、砌块渠道防渗技术、膜渠道防渗技术等几种。渠道防渗技术类型选择应结合种植农作物和土壤的实际情况。混凝土渠道防渗技术应用在土渠开挖完成后，在现场进行浇筑，或使用预制混凝土进行砌筑。浆砌块砌筑在山区地带的农田种植应用广泛，应用防渗材料和砌体结合，利用砌石砌体供给农田灌溉水。水泥砂浆防渗技术进行砌块的水泥抹面处理，凝固后可进行渠道防渗灌溉。膜料防渗技术应用塑料薄膜，将其作为防渗层，并通过安装保护层的方式，提高膜料的防渗能力[2]。

3.2 应用案例

赤城县后城镇种植大量的蔬菜作物。其中包括白菜、绿花菜等青菜类作物。种植面积为300亩，未使用渠道防渗技术前亩产量达到2400kg，应用混凝土渠道防渗技术进行灌溉。输水灌溉渠道长度为1km，设置U型防渗槽，渠道流量为8m3/h，采用混凝土预制块的方式进行砌筑，厚度控制在5cm左右，用于灌溉渠道的防渗。每间隔6天就进行一次灌溉浇水，蔬菜出苗期降低灌溉水量，提高灌溉频率，每间隔3d进行20m3/m左右的灌溉。当蔬菜处于莲座期，采用间歇性浇灌方法，适当进行炼苗，灌溉周期延长至5d左右，同样进行20m3的水源灌溉。当蔬菜生长至结球期时，适当提高水源灌溉量，灌溉周期在5d左右，具体参数如表2内容所示。

表2 渠道防渗灌溉技术应用参数表

3.3 效益分析

对渠道灌溉技术的节水效益和经济效益进行分析。种植期间的渠道节水量达到1200m3，节水效率达到40%左右。渠道防渗技术应用输水损失量约为15%左右，渗漏量在10%左右，比较传统灌溉技术而言具有良好的节水效益。对渠道防渗灌溉技术下农田农作物种植经济效益进行分析，增产量达到15%，每亩平均产出菜量在2700kg左右，去掉渠道防渗工程项目建设所投入的成本，经济效益增长10%左右。

4 低压管灌技术在农田水利中的应用

4.1 技术概述

低压管灌技术是通过低压管道进行输水灌溉的技术，采用地面灌溉的方式，利用管道代替以往灌溉中的明渠。通过压力管道系统，可以将灌溉水输送到农田中的沟、畦之中。管道系统的压力一般在0.2MPa左右，通过降低管道输水压力的方式进行灌溉。其结构包括机井、管道、给配装置、保护装置、灌溉装置等。低压管灌技术的应用可以减少以往灌溉过程中的渗漏情况以及蒸发情况，比较土渠灌溉方式最高可以节约水量达到30%左右，并可以减少土渠的占地面积。此外，该技术应用可以提高土地利用效率3%左右，输水的速度比较快，适合在机耕的农田中进行农作物灌溉。

低压管灌技术的应用通过出水量和输水距离控制压力，根据农田农作物对灌溉水源的要求，控制管材质量以及管材的长度等。在地势平坦地区应用效果良好，可沿着田间道路进行铺设。按照低压管灌技术的使用方式，可以将其分为地下硬塑管道和地下软管管道两种。硬塑管道应用需要降低输水管道的弯曲范围，软管管道则在田间的布设具有灵活性[3]。

4.2 应用案例

赤城县雕鹗镇屯军堡村，种植粮食作物玉米363亩，采用低压管灌技术进行灌溉。在春季播种前进行播前灌溉，将水积蓄到农田耕土层中，保障作物在播种时土壤墒度良好。拔节期则需要进行灌溉，但需要降低灌溉量，每15d左右进行10m3/亩左右的灌溉即可。当玉米处于抽穗期，则需要适当提高灌溉水量，降低灌溉周期，每间隔14d进行一次灌溉，共计灌溉4次左右即可。灌浆期则需要进行2次左右的灌溉，结合农田水分实际情况进行灌溉，提高颗粒饱满度。

采用低压管灌的方式进行灌溉，使用硬塑管道进行输水，输水管管径为110mm，管道为100m，每小时出水量达到40m3。如对灌溉需求比较高，可适当提高管径参数，增加出水量，具体管径与灌溉出水量之间的关系如表3内容所示。

表3 玉米农田硬塑低压管道技术参数表

4.3 效益分析

对玉米种植采用低压管灌技术的节水效益和经济效益进行分析。田间水资源的利用效率可以达到95%左右，节约灌溉水量在30%左右，节约用地量3%左右，增产幅度达到10%。比较传统的地面明渠灌溉技术，该技术应用有效提高了玉米种植的生产效益，管道投资每亩增加100元左右，额外提升经济效益150元左右。

5 步行式灌溉技术在农田水利中的应用

5.1 技术概述

步行式灌溉技术应用机械设备、电力设备等，配置相应的灌溉设备，满足移动灌溉的客观需要。步行式灌溉技术又被称之为行走式动力机械技术，在农村农田种植中应用较为广泛，在拖拉机、运输车上配置相应的节水灌溉设备，供给田间农作物生长所需的水分。该技术按照技术形式可以将其分为坐水播种技术和苗期灌溉技术两种，坐水播种技术通过在种子周围土壤中灌溉相应水分，达到增墒保苗的目的。在苗期则在苗根位置进行局部灌溉，减少灌溉用水量。比较漫灌的方式而言，该技术应用可以节约水量80%左右，比较人工刨埯坐水灌溉技术，可节省50%的水量。步行式灌溉技术具有动态化、灵活性等特点，通过调整车辆位置的方式进行灌溉，成本投入比较低，且可以提高农作物的产量[4]。

5.2 应用案例

内蒙古喀喇沁旗应用坐水播种技术进行灌溉，在玉米播种期间在土壤局部进行灌溉增墒，提高玉米的发芽率。根据实际的需求将水量播撒到种子周围。控制土壤中的含水量在75%左右，在田间玉米处于生苗期，进行侧苗灌溉，有效提高了玉米颗粒的饱满程度。

5.3 效益分析

步行式灌溉技术应用具有良好的增产效益、节水效益。比较以往的地面漫灌而言，节水率可以达到70%以上，且生产效率在人工生产的5倍以上，具有良好的抗旱保苗作用。使用该技术进行灌溉后，玉米亩产量增加50kg左右，出苗率大大增加。

6 高效节水灌溉技术应用总结

对高效节水技术在农田水利工程中的应用进行分析，其需要坚持两点原则。一是因地制宜的基本原则，二是结合农作物的特点选择高效节水灌溉技术，以保障节水效益与经济效益的统一。

在使用高效节水灌溉技术之前，应对农田的情况进行分析，部分高效节水灌溉技术适当增加土壤的墒值，部分技术则用于提高农田苗木的生长效率。结合农作物的种类以及地区的水文条件、气候条件等，并充分考虑成本与效益之间的关系。例如，滴灌技术应用成本投入比较高，适合应用到经济作物的灌溉中。喷灌技术则受环境因素影响比较大，在风量较大、风期较长的地区无法普及应用。步行式灌溉技术则在干旱地区的增墒保苗中应用效果良好。因此，高效节水灌溉技术在农田水利工程中的应用要切实结合地域环境。

7 结语

综上所述，不同高效节水灌溉技术所带来的经济效益存在明显的差别，结合农作物的特点应用不同类型的节水灌溉技术，是农业现代化发展提出的要求。我国积极推广新型的高效节水灌溉技术，针对土壤性质、水资源分布情况，切实保障灌溉技术应用的适宜性、科学性，促进农业的可持续发展，保障农业种植的生产效益和经济效益。