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Application of efficient water-saving irrigation technology in agricultural water conservancy

  • GU Rongping
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  • Yuejin Main Canal Management Office, Minqin County, Wuwei 733300, China

Received date: 2024-10-25

  Online published: 2025-06-03

Abstract

To improve the efficiency of agricultural water resource utilization, the types and applications in agricultural water conservancy of efficient water-saving irrigation technologies were explored, and the relevant promotion strategies were proposed. Efficient water-saving irrigation technologies includes channel anti-seepage, pipeline water delivery, drip irrigation, sprinkler irrigation, and micro-irrigation, which can improve water resource utilization efficiency to varying degrees, promote crop yield and quality improvement. However, there may also be limitations such as being affected by freezing damage, high maintenance costs, water evaporation, and large initial investment. Suitable technologies need to be selected according to the actual situation. In terms of promotion strategies, choose irrigation methods that are suitable for terrain, topography, and hydrological conditions, plan and layout irrigation facilities such as anti-seepage channels and pipeline water transmission reasonably, and regularly inspect and maintain them; strengthen the guidance and application of water-saving technologies such as drip irrigation and sprinkler irrigation to achieve the goals of reducing costs and creating a water-saving atmosphere; accelerate the innovative research and development of technologies such as micro irrigation, and improve the application efficiency and benefits of efficient water-saving irrigation in agriculture; strengthen demonstration promotion and publicity, enhance audience awareness and acceptance. This article provides a reference for the promotion and application of efficient water-saving irrigation technology, achieve rational allocation and efficient utilization of water resources.

Cite this article

GU Rongping . Application of efficient water-saving irrigation technology in agricultural water conservancy[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2025 , 31(10) : 117 -119 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.10.027

农业生产中,常规灌溉方式可能存在水资源浪费、效率不高等问题,不利于农业可持续发展,高效节水灌溉技术亟待快速发展。相关学者对高效节水灌溉技术进行了长期研究与实践,Ghazzawy等[1]研究发现,滴灌和微型喷灌系统在半干旱地区对枣椰树的产量和质量产生积极影响,有助于提高水资源利用效率,节省肥料用量,提高作物产量和品质。邵丽盼·卡尔江[2]分析认为,渠道防渗管道、输水滴灌、喷灌及微灌等节水灌溉技术在提升农田灌溉效率、提高水资源利用率等方面发挥重要作用。周玉琴等[3]对比不同衬砌情景下的渠系水利用系数,发现混凝土衬砌可提升水资源利用系数,年平均节水量较高。刘志远[4]比较发现,节水灌溉方式明显提高了水资源的利用率和小麦产量,其中滴灌和微喷灌效果较为突出。为推动高效节水灌溉技术的广泛应用,本文对渠道防渗、管道输水、滴灌、喷灌和微灌等高效节水灌溉技术进行分析,结合地区农田水利灌溉实际情况,提出高效节水灌溉技术的推广策略。

1 高效节水灌溉技术类型

高效节水灌溉技术包括渠道防渗、管道输水、滴灌、喷灌及微灌等类型,能不同程度提高水资源利用效率,促进作物增产提质,但也可能存在受冻害影响、维护成本高、水分蒸发、前期投入大等局限性,需根据实际情况选择适宜技术。

1.1 渠道防渗技术

该技术采用防渗材料对灌溉渠道进行衬砌,以减少渠道输水过程中的渗漏损失;其具有投资少、见效快等优点,适用于大面积农田灌溉。许璐[5]对不同渠道衬砌形式的防渗效果进行了验证,发现“现浇混凝土+保温板+土工布+闭孔塑料+聚硫密封胶填缝”的衬砌形式节水效果最优。渠道防渗技术的适应性受地貌、水文条件影响,实施难度较大,且在高寒地区可能会受冻害影响,需进一步采取相应的防冻措施。

1.2 管道输水技术

该技术利用管道系统代替明渠进行灌溉水输送,有助于减少水分蒸发和渗漏损失。严俊辉[6]研究指出,干旱地区采用该技术,可将水资源利用系数提高至0.95,比明渠节水30%~50%。该技术可有效减少水分蒸发,适用于各种地形和气候条件的农田灌溉,节水效果明显。需要注意的是,管道输水系统通常由水源、输水管网、配水装置和控制系统等组成,其中输水管道长时间使用可能会老化漏水,管道连接部位需定期维护。

1.3 滴灌技术

该技术通过低压管道系统将灌溉水以水滴形式均匀、缓慢地滴入作物根系附近土壤;其优势在于节水、灌水均匀、适应性强,方便农田作业,能适时适量地向作物根区供水施肥,保持稳定的土壤湿度,有助于提高作物产量。王兴涛等[7]比较4种不同灌溉方式对马铃薯生长的影响,结果表明,起垄滴灌模式下,马铃薯的产量、品质最优,节水效果较明显。滴灌技术对水质的要求较高,不宜在结冻期应用,且维护成本高,需定期检查和清理滴头及管道,防止堵塞或根系入侵。

1.4 喷灌技术

该技术利用水压将水通过管道系统输送到农田,再通过喷头将水喷洒到空中,形成细小水滴,均匀覆盖在作物和土壤表面。其优势在于节水、适应性强、节省劳动力;能均匀地为作物提供水分,有助于调节田间小气候,促进根系均衡发展;可冲洗植物茎叶上的尘土,有利于提高植物光合作用效率。林娟[8]将喷灌技术与施肥过程进行结合,利用先进的传感器、控制器、执行机构等设备,实时监测土壤水分、养分状况以及作物生长需求,自动调节水资源灌溉量和施肥量,实现了水肥精准供给,提高了肥料利用率。喷灌技术也存在一些局限性,当风力在4级以上时,其利用效率和均匀度会受到一定影响;设备成本较高,前期投资较大;喷灌过程中会有水分蒸发;喷头处承受压力较大,易出现故障。

1.5 微灌技术

该技术包括脉冲式、滴灌式、喷雾式等类型,是介于滴灌和喷灌之间的灌溉方式,通过微细管道将灌溉水以微小流量输送到作物附近,根据作物的需水量调节灌溉量,实现局部灌溉。其优势主要体现在节水、节省劳动力、适应性强等方面,能适时适量向作物根区供水供肥,为其根系活动层土壤创造良好的水、热、气、养分环境。苑修震等[9]开展了黄瓜膜下微灌与沟灌的对比试验,发现膜下微灌技术比沟灌节水60%,节水效果明显;相对地温上升了3 ~ 4 ℃,棚内气温上升了3 ~ 8 ℃;该方法有助于扩大种植面积、降低棚内湿度,并改善土壤通气性,促进根系发育,实现增产目的。该技术在实际应用中对水质的要求较高,前期投资较大;需定期维护保养,特别是灌水器部分易堵塞或损坏。

2 高效节水灌溉技术推广策略

综合考虑渠道防渗、管道输水、滴灌、喷灌和微灌等节水技术的优缺点,提出如下高效节水灌溉技术措施。

2.1 合理规划渠道防渗、管道输水等设施布局

根据农田水利工程的实际情况,综合考虑作物需水量、土壤类型和气候条件等因素,选择适宜地形地貌和水文条件的灌溉方式,合理规划布局渠道防渗、管道输水等灌溉设施,在大面积农田采用渠道防渗技术,在干旱地区采用管道输水技术,并定期检修维护,以最大限度提高水资源利用效率,确保灌溉系统的高效运行,实现水资源的合理配置。

2.2 加强引导应用滴灌、喷灌等节水技术

彭世彰等[10]分析认为,部分地区节水灌溉管理技术有待更新,亟待加快喷灌等技术的推广应用。有关部门出台一系列政策措施,提供补贴支持和税收优惠,以降低技术成本,引导和支持高效节水灌溉技术的推广。彭莉莉等[11]探讨了通过财政补贴等方式鼓励购买节水灌溉设备的案例,认为小规模节水工程宜采用政府购买服务的模式。通过财政补贴等方式鼓励农民购买滴、喷灌设备,营造良好节水氛围,推动节水灌溉技术的普及和应用。

2.3 加快微灌等技术的创新研发

加强与科研机构、高校、企业等的合作,充分利用物联网、大数据等现代信息技术,提高微灌管理的智能化水平;探索新型微灌节水材料和技术,如纳米材料、生物技术等在微灌节水技术中的应用。李雪[12]研究开发了一种智能农田灌溉系统,利用物联网技术有效提升了水电资源的利用效率和粮食产量。该系统融合了传感、无线通信、云平台及Web技术,实现了数据采集与远程传输等功能,并精准预测灌溉需水量,实现了灌溉环境监控与远程调控,有效提升了微灌节水技术的效率和效益。

2.4 加强示范推广与宣传

选择适宜的节水灌溉技术模式和设备,建立高标准、高起点、高质量、高效益的节水灌溉示范区,宣传不同技术应用的实际效果和节水效益。通过媒体宣传、技术培训、经验交流等方式,推广成功经验和先进技术,提高受众的认知度和接受度。于智媛[13]系统分析了影响农户高效节水灌溉技术选择的因素及推广路径,发现国有农场在推广节水示范工程中发挥重要作用,“项目制”形式的推广效率较高。因此,要充分重视示范区的重要作用,通过建立示范区提升周边地区的节水灌溉技术应用水平。

3 结语

本文对渠道防渗、管道输水、滴灌、喷灌、微灌等高效节水灌溉技术进行介绍,分析不同灌溉方式在提高农田水利灌溉的水资源利用效率、降低农业生产成本、提升农作物产量和品质等方面发挥的作用。通过政策引导、技术研发、示范推广和合理规划等策略,推动高效节水灌溉技术的广泛应用和深入发展。今后,需进一步加强农业灌溉技术的创新研发,不断完善灌溉技术体系,为农田水利灌溉的节水工作提供更有力的支持。
1
GHAZZAWY H S SOBAIH A E E MANSOUR H A. The role of micro-irrigation systems in date palm production and quality: implications for sustainable investment[J]. Agriculture202212(12):2018.

2
邵丽盼·卡尔江. 农田水利建设中的节水灌溉技术及发展趋势[J]. 北京农业2016(5):99.

3
周玉琴,石佳,万昕. 渠道衬砌状况对渠系水利用系数的影响分析[J]. 节水灌溉2021(8):52-55,61.

4
刘志远. 灌溉方式对小麦水分利用效率和产量影响的研究[D]. 保定: 河北农业大学,2023.

5
许璐. 不同渠道衬砌形式防渗效果试验[J]. 黑龙江水利科技202351(8):116-119.

6
严俊辉. 干旱地区农村管道输水工程项目后研究: 以LJY村供水工程为例[D]. 北京: 北京化工大学,2022.

7
王兴涛,范向斌,白小东. 滴灌在北方农牧交错带马铃薯栽培中的应用[J]. 安徽农学通报202127(19):30-31,57.

8
林娟. 小麦智能喷灌水肥一体化种植技术[J]. 农业工程技术202242(24):40-41.

9
苑修震,苑修香,赵荣. 大棚蔬菜膜下微灌技术应用浅析[J]. 山东水利2009(5):33-34,37.

10
彭世彰,丁加丽. 国内外节水灌溉技术比较与认识[J]. 水利水电科技进展200424(4):49-52,60.

11
彭莉莉,王新. 农业高效节水政府购买服务和PPP模式对比分析:以怀柔区农业高效节水工程为例[J]. 北京水务2018(4):32-36.

12
李雪. 基于物联网的果园智能灌溉系统研究与设计[D]. 延安:延安大学,2023.

13
于智媛. 西北地区灌溉方式的节水效果与农户选择研究[D]. 北京:中国农业科学院,2017.

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