摘要：在全球水資源緊缺的形勢下，推廣節水灌溉技術顯得尤為重要，傳統的灌溉方式不僅造成水資源的浪費，而且會增加農戶的生產成本。節水灌溉是提高水資源利用效率和促進農業可持續發展的有效途徑。近年來，隨著科技水平的不斷提高，節水灌溉技術在農田水利建設中的應用越來越受到重視。探究節水灌溉對農業用水效率的影響機制，對于指導農業生產、促進現代農業綠色發展具有重要意義。關鍵詞：農田水利；節水灌溉；農業灌溉；效率影響農業用水已成為我國農業發展的“瓶頸”之一，以大水漫灌為代表的傳統灌溉方式不僅會浪費水資源，而且易造成土壤鹽堿化、次生鹽漬化，嚴重影響作物生長與產量。隨著科學技術的進步，農業現代化進程的加快，一些先進的節水灌溉技術正在逐步推廣應用，而探究新型節水灌溉技術，可通過對灌溉水量、灌溉時段的精準控制，實現水資源的高效利用，提高農業灌溉效益。1農田水利中節水灌溉技術對農業灌溉效率的影響1.1提高水資源利用率傳統灌溉模式下，水在流經地表時會大量蒸發或漏失，造成作物吸收的水比例偏低，而節水灌溉技術通過科學的設計、精確的控制來將這些損失降到最低。如采用滴灌技術，可將水分直接輸送至植物根部，減少水分蒸發，提高水資源利用率[1]。另外，該技術能夠根據作物的需水規律靈活調整灌溉量，避免“過灌”或“少灌”現象，使每一滴水都發揮到最佳效果。1.2改善作物生長環境合理的水分供給對作物的健康生長至關重要，過多過少都會對作物產生不良影響，節水灌溉是一種通過精確調控水分供給，可保證作物生長各階段均能得到適宜的水分供給，使其根系吸收營養物質，促進其健康生長。同時，節水灌溉還可以防止土壤過濕或干旱，可保持土壤濕度，減少病蟲害，增強作物抗逆性，提高產量，可見合理的水分管理可以改善土壤結構，提高土壤通氣能力，促進根系呼吸與生長，進而提高作物產量與品質。1.3減少農業生產成本傳統的灌溉方式不僅可以造成水資源浪費，而且還可以造成化肥、農藥等資源浪費，而節水灌溉技術則是通過對水資源進行科學、合理的管理，減少水資源浪費，達到節約灌溉費用的目的。同時，節水灌溉能夠顯著降低農藥和化肥的用量，從而減輕對環境的污染并節約資源。此外，它還能有效減少人工成本和機械設備的使用頻率，進一步降低農業的綜合成本。因此，節水灌溉技術不僅有助于降低農業生產的成本，同時也提升了農民的經濟收益。1.4促進可持續農業發展在全球變暖、人口增加的背景下，水資源短缺問題日趨嚴峻，發展可持續農業是農業發展的必由之路，而節水灌溉是解決我國水資源短缺的重要途徑之一。同時，采用節水灌溉技術可以降低農業生產帶來的不利影響，保護土壤、水環境，促進生態環境良性循環。科學、合理地進行水分管理，是提高農業生產效率的有效途徑，也是實現農業可持續發展的重要保證。2農田水利中節水灌溉技術應用2.1滴灌技術滴灌技術由于具有節水、增產等優點，在現代農業中已得到廣泛應用，滴灌系統的設計與安裝要因地制宜，要根據不同的作物類型、土壤狀況、水源質量、氣候環境等因素來決定。將滴灌技術應用于農作物栽培中，是一種較為普遍的農作物栽培方式，農作物根系普遍較深，傳統的灌水方式難以將水分均勻地輸送至各層面。如在農作物下，可配置4-6個滴頭，每小時流量約4L，通過控制澆水時間，每天可供應20-30L水，這樣既能保證農作物對水的需要，又能減少過多的水分浪費，提高水分利用率[2]。此外，滴灌技術在蔬菜生產也可得到廣泛應用，如番茄種植，這一植物對水的需求很大，不同生長階段對水的需求也不同。采用滴灌技術，可實現對番茄生育期的精準調控。這種精準的水分管理，可以有效地防止土壤水分過多或過干，從而促進番茄的健康生長，提高番茄的產量與品質。溫室農作物對水灌溉要求更高，如黃瓜種植，因大棚種植密度大，傳統的灌水方式易導致土壤水分分布不均勻，影響作物生長。所以安裝滴灌系統后，可將灌水器設置在每一株黃瓜根部，每個灌水器的流量是每小時1-2L，可根據黃瓜各生育階段的需要，對灌水時間、次數進行精確調節。在日光溫室中，黃瓜能獲得均勻而適當的水分供給，避免因缺水而引起的病害，提高產量與品質。除上述幾種作物外，滴灌技術也可在葡萄、柑橘和草莓等多種經濟作物上進行廣泛應用。2.2噴灌技術噴灌技術是一種模擬自然降雨的灌注技術，其利用噴頭向作物表面噴灑水，適用于大面積農田、草地覆蓋應用，對不規則地形具有較好的覆蓋效果。此外，噴灌系統還能按需調整噴灑距離、噴灑水量，達到節水的目的，特別是在水資源匱乏的地區有顯著效果。噴灌技術的核心是合理地配置噴頭與水泵系統，噴淋頭的選擇要根據作物種類、地形、氣候等因素來選擇。如旋轉噴頭適合大面積使用，覆蓋面積大、液滴細小，可有效降低水資源浪費，普通的旋轉式噴淋頭，如雨鳥5000+系列，具有7.6-15.2m的噴灑半徑，以及0.34-2.19m3的流速。合理配置灑水裝置，就能保證每一寸土地都能得到充分的灌溉。此外，選用與安裝泵系統也是十分重要，根據噴頭數及各噴頭所需流量，可計算水泵功率及流量。如20臺雨鳥5000型噴灑機，需要的總流量是每小時30m3左右，選擇水泵時，要保證它能穩定地輸出這樣的流量，并留有一定的余量以應對突發事件，普通泵如格蘭福士CR系列，其流量范圍為每小時1-180m3，可滿足不同規模的噴灌需要。例如，在我國北方干旱地區，傳統的灌溉方式耗水量巨大，水資源匱乏，引進噴灌技術后，通過合理配置噴頭、水泵、土壤濕度傳感器及氣象資料，實現精確灌溉。據統計，在灌區實施噴灌技術后，節水效果明顯，該項目的實施，將極大地緩解區域水資源壓力，并產生良好的經濟效益。2.3地下滲灌技術地下滲灌是把水分直接輸送到植物根系附近的一種地下灌溉方式，水通過埋于地下的管道或滲灌帶緩慢地滲入土壤，該技術能有效地降低地表蒸發，可降低水分散失，尤其適合于干旱、半干旱地區。地下滲灌技術在農業生產中得到了廣泛的應用，特別是在農作物、蔬菜及經濟作物上具有明顯的優越性，地下滲灌技術關鍵在于設計與施工，確保水能均勻高效地滲入植物根系區域，提高作物水分利用率，提高作物產量[3]。在實際應用中，要根據作物品種、土壤條件及氣候特征來確定滲灌系統設計參數；如農作物栽植，一般選用埋深30-40cm的滲灌管道，使水分能直接輸送到農作物主要分布區域，滴灌管間距一般在50-100cm之間，能有效地覆蓋農作物根區，提高水分利用率。如地下滲灌技術在10公頃農作物中的應用，可設計選用直徑16mm、埋深35cm、管間距75cm，每個滲灌管道上的灌水器間距是30cm，每個灌水器的流速每小時2L，在此設計條件下，整個滲灌系統流量可達每小時200m3，完全可以滿足農作物對水的需要。另外，地下滲灌系統的安裝，必須經過周密的規劃與施工，在埋設滲灌管道前，必須先進行深松處理，以保證土壤疏松，利于滲水，然后，根據設計的管網布置，采用開溝器或人工開挖的方式，在規定的深度埋設滲灌管道。2.4覆膜灌溉技術覆膜灌溉技術的核心原理是在作物間鋪設地膜，利用滴灌等技術將水分精準輸送至作物根系，從而達到節水增效和作物增產的目的。覆膜技術在減少土壤蒸發的同時，還能有效地保持地溫，抑制雜草生長，提高灌水效率。覆膜滴灌技術的應用，應遵循一定的科學程序與技術規程，在作物行間鋪設塑料薄膜時，要保證薄膜質量及鋪設規范。聚乙烯薄膜一般選用0.01-0.02mm、透光性好、耐久材質，可在生長季保持其物理性能穩定，覆膜時應盡量貼地，不能有褶皺或空隙，這樣才能保證它與土壤的緊密接觸，使水分蒸發降到最低。鋪設地膜后，接著就是鋪設滴灌系統，滴灌管一般選用直徑16mm的聚乙烯管材，其敷設間距及灌水器間距需根據不同作物品種及種植密度而適當調整。灌水器的間距一般在30-50cm之間，滴灌管的間距在60-100cm之間，設計的滴灌流量應保證每株植物每小時能獲得適當的水量，一般為每小時2-4L，以保證植株根系能得到均勻的水分供應。覆膜灌溉技術的灌水次數和灌水次數要隨土壤水分、氣象條件及作物需水量而動態調整，在此基礎上，應結合氣象觀測數據，實現對土壤水分及氣象參數的實時監測，實現對灌溉時機和水量的精確控制，避免因缺水而造成的過量灌溉，一般來說，大部分作物適宜的土壤含水量應保持在田間持水量的60%-80%。另外，為防止雜草滋生，應盡量將整行作物覆蓋，并將薄膜邊緣埋入土中5cm以上，以防風吹起薄膜邊緣，采用覆膜灌溉技術，既能減少雜草萌發，又能減少除草劑用量，減少對環境的污染。覆膜灌溉技術的應用也需要注意土壤中鹽分的積累，塑料薄膜在長期使用過程中，會造成土壤表面的鹽分累積，從而減少雨水的自然滲入，因此，定期監測土壤鹽分狀態，采取適當的洗鹽措施（如休閑期淋洗）對保持土壤健康至關重要。2.5低壓管道灌溉技術低壓管道灌溉是利用低壓管路把水送到田間，再經閥門或出水口把水分散到作物根部，該技術可減少水浪費，適合在平坦的田地種植，而低壓管道灌溉具有施工方便、維護費用低等優點，是一種既經濟又實用的節水灌溉方式。低壓管灌技術在具體實施時，要做好田間布局規劃，如某平坦農作物種植區域，可以把農作物按等距排列，每行間隔4m，農作物間間隔4m。根據農作物種植區，確定主管道與支管道的位置，主管道一般沿區域邊緣布置，支管道沿農作物行間布置，主要干道的管徑一般是100mm，分支管50mm，以確保水的均勻分布。為確保埋地后管線不受地面活動的影響，必須先開挖主要管線及分支管線管溝，深度一般為0.5m，主要管道及分支管道應在管溝內鋪設，并用接頭牢固地連接，安裝完畢后，要對管路進行試壓，確認無滲漏[4]。下一步，在農作物根部設置排水口，出水口距地面10cm左右，既可減少水分蒸發，又可將水分直接送至作物根部。低壓管灌系統在運行時，為保證系統正常運行，需對管道及出水口的運行情況進行定期檢查。如一個10公頃的種植區域，每天需要150m3的水來灌溉。在實際操作中，可采用定時器及自動控制系統，實現對灌溉過程的自動管理，如果采取早、晚兩個時段進行灌溉，每一次灌溉時間為1小時，系統工作壓強維持在0.2-0.3百萬Pa之間，既能保證作物獲得足夠的用水，又能避免過度灌溉造成的水資源浪費。如類似的布局和安裝方法可用于小麥種植地，以20m2的小麥田為例，主要干道直徑150mm，分支管75mm，出水口設置在行間，出水口間距1m。根據小麥生育期的需水情況，一天大約300m3，可采取早晚各1次2小時的灌水方式，使系統工作壓力維持在0.25～0.35Mpa之間。3節水灌溉技術的未來發展未來節水灌溉技術需要在新技術上有所突破，目前，滴灌和噴灌技術已在很多地區推廣應用，但是新型灌溉技術還需要進一步研究，如以納米技術為基礎的微灌系統，可實現對水分的精確控制，進而降低水資源浪費。在此基礎上，可將土壤濕度傳感器與智能控制系統相結合，實現對土壤水分狀態的實時監測，實現對灌溉水量的自動調節，提高水資源利用率。同時，在未來還將探索利用再生水灌溉，以降低對淡水資源的依賴程度，這些新技術的不斷涌現，必將成為我國節水灌溉技術發展的新動力。3.1農業智能化與節水灌溉技術的開發密切相關，智慧農業是一種集物聯網、大數據和人工智能為一體的智慧農業，在節水灌溉領域，智慧農業能夠通過數據分析與智能決策，實現精確灌溉。如通過衛星遙感、無人機監測等手段，可實時獲取農田土壤水分、作物長勢等信息，進而制定更為科學的灌溉方案。3.2該系統還能結合農業氣象預報，及時調整灌溉計劃，避免不必要的水資源浪費，所以在農業生產中引入智能農業，可以實現節水灌溉的智能化和精細化，從而提高農業灌溉的整體效益。3.3應將節水灌溉技術與環境保護、可持續發展有機地結合起來，現代農業既要追求高產，又要兼顧環境問題，節水灌溉技術既能提高水資源利用率，又能減少過度開采地下水，避免水資源耗竭。3.4合理的節水灌溉方式還能減少農藥、化肥的使用，減輕土壤、水體污染，保護生態環境。所以今后在生態農業、有