高效节水灌溉技术在玉门灌区戈壁农田水利工程中的应用

薛凌荣

（酒泉职业技术学院，甘肃酒泉 735000）

甘肃省地处西北内陆地区，以大陆性气候为主，干燥、少雨、风力强劲且多热风。甘肃省年均降水量偏低，在部分干旱荒漠地区降水量极为稀少；当地日照时间长，昼夜温差较大，年平均降水量39.9 mm，蒸发量2 486 mm，全年日照时间3 246.7 h，夏季酷暑炎热，冬季寒冷，地表水分蒸发较为严重[1]。同时，随着工业化、城市化的不断发展，城镇用水和工业用水量急速增加，对农业用水造成一定影响，挤压农业用水量。做好节水灌溉技术的应用与普及，采用更加高效便捷的节水灌溉方式，能有效降低水资源蒸发和浪费率，以解决甘肃省农业水资源短缺问题。

1 玉门灌区戈壁农田水利工程高效节水灌溉技术

1.1 高效节水灌溉技术的类型

1.1.1 管道输水技术

采用管道输水技术主要是借助管道压力输送来降低水资源输送过程中的损失，降低水资源输送过程中的蒸发量，同时借助管道输水能有效控制水流速度，符合甘肃省干旱地区农业发展特点[2]。目前，管道输水是玉门灌区戈壁农田水利工程中运输的主要方式，能有效解决灌溉过程中明渠运输长时间光照而使大量水分被蒸发的现实问题[3]。做好管道运输环节的压力控制，能有效降低运输过程中水资源的亏损率，也能通过管道运输提高供水效益。通过精准分析农作物不同阶段的水分需求，科学把握，有效提升灌溉效率。

1.1.2 滴灌、喷灌技术

滴灌、喷灌技术是当前农业节水灌溉技术中应用较为普遍的技术形式，也是将水资源直接高效输送到农作物根系的有效方法。例如，甘肃省玉门市昌马灌区农场内支渠、斗渠、农渠成网，灌溉面积近6 666.67 hm2，农田涝可排、旱可浇，但由于田间渠道衬砌率低，跑冒渗漏水现象严重。而经过节水改造，在使用了节水灌溉技术后，昌马灌区节水效率达40%，每667 m2均增加经济效益30%以上。同时，精细化的灌溉控制，能有效降低流量偏差，改善叶片孔隙状态，优化田间小气候。滴灌技术可通过滴灌形式将水肥注入作物根系，能以较小的打击强度对作物进行水肥补充，极大地降低了灌溉时对作物的机械损伤，保护作物结构，同时，滴灌技术不产生地面径流，有利于水土保持[4]。

1.1.3 分根交替灌溉技术

滴灌、喷灌技术虽提高了水资源利用率，但也存在使用寿命较短、需重复投资的问题，而玉门灌区戈壁农田水利工程在发展中存在资金缺少问题。戈壁荒漠一直是农业发展的真空地带，而在戈壁地区发展农田水利工程，需在基础设施上投入大量的资金、设备。例如，戈壁地区光照充足，在投资日光温室时成本高；配备水、电、路、林等基础设施和现代化农业物质基础技术装备需投入较大的成本；采用管道输送技术投资较大，且在操作上比传统渠道灌溉复杂。

近年来，生物节水技术是节水灌溉技术的重要领域，其典型的方法是控制分根交替灌溉。当作物出现水分胁迫时，根系可自发地进行激素调节，并将激素输送到叶片，使其在生长中控制气孔开闭程度，减少不必要的蒸腾作用。而开展高效节水灌溉工程，需对根系两部分进行轮流灌溉，使根系处于充足的水分保持状态和使根系处于胁迫状态，以提高作物生长中的水资源利用率。项目实施后，农业灌溉全年可节水114.9 万m3，完成节水效益7.469 万元，且农业节水在种植结构调整中起主导作用。

1.1.4 地膜覆盖技术

减少蒸腾作用是干旱地区农作物生长的首要问题，而地膜覆盖技术能有效发挥蓄水保墒、减少蒸腾的作用。全生物可降解地膜是一种新型地面覆盖薄膜，借助地膜覆盖技术搭建温室能有效减少水分蒸发量，为解决土壤板结问题提供思路。在甘肃省玉门灌区戈壁农田水利工程建设中，地膜覆盖技术的有效应用与普及，为当地的蓄水保墒、精耕细作奠定了基础。玉门市全生物可降解地膜应用示范区位于花海镇大畅河现代农业示范园区内，建设面积66.67 hm2，园区总面积150 km2，耕地面积4 200.00 hm2，222 个井灌区，将在枸杞、籽用葫芦、食葵、西甜瓜等经济作物上应用，覆膜面积占到总耕地面积的1/3 以上。

1.2 高效节水灌溉技术的使用效果

玉门灌区戈壁农业有着极为显著的经济效益和社会效益，戈壁地区长期处于农业真空地带，在玉门灌区戈壁农田水利工程建设中应用高效节水灌溉技术能在不增加新用水量与新耕地的基础上，开发应用非耕地农业领域，同时借助无土栽培、水肥一体化设备提升玉门灌区种植效果。虽然戈壁农业在建设初期需大量的基础投资，但其后续的种植收益远高于大田作物，且戈壁农田节水灌溉技术的应用是可持续性使用投入，例如，戈壁农田中日光温室的使用寿命远高于其成长回笼周期，且在玉门灌区戈壁农田建设中应用节水技术能有效促进当地节水农业的发展，保护当地的生态环境[5]。

2 高效节水灌溉技术使用的制约因素

在使用高效节水灌溉技术时，技术设计工程配置直接关系到节水灌溉效果、灌溉方式；当地农户在采用节水灌溉技术时，是否严格按照操作要求、操作流程落实也是影响灌溉效果的重要因素；农作物的种植结构和作物品种的选择也会影响节水灌溉技术的使用效果；部分农民在戈壁农田经营中缺乏科学的种植观念、灌溉规划不合理、未充分把握节水灌溉的优势等都会影响高效节水灌溉技术的使用效果。

2.1 硬环境因素

硬环境要包括自然因素、人为因素及劳动力因素。1）自然因素主要为农业所在地的气候条件，气候过于干旱会导致水资源存在较大短缺问题，影响高效节水灌溉技术的实施效果。2）人为因素主要为农民在灌溉种植过程中的积极性、主动性与能动性。3）劳动力水平、劳动力素质会影响农业的发展效果与质量。在玉门灌区节水灌溉技术应用过程中，不断强化基础设施，不断推广落实灌区节水技术，逐渐解决制约玉门灌区发挥农业经济效益的阻碍问题，为农业结构性战略性调整提供发展思路，极大地带动了当地农民增产、农业增收，缓解了群众用水纠纷问题。在戈壁灌区实施高效节水灌溉技术后，玉门灌区粮经比由56∶44 转变为48∶52。

2.2 软环境因素

软环境因素主要包括水利工程中基础设施与配套设施是否健全、水利工程建设中的资金技术是否完善、现代农业发展中科技水平是否先进。在农田水利设施建设完成后，还需根据当地的实际情况，采用与之相匹配的农业节水灌溉技术，加强对水利设施的维护、维修，使其能在灌溉时发挥作用，以提升水资源利用率。

3 提高应用效果的措施

3.1 做好高效节水灌溉技术的宣传与推广

1）做好高效节水灌溉技术的宣传与推广，提高当地农户的节水灌溉意识，使其在日常作物经营和种植中树立节水观念，掌握科学的灌溉方法，提升种植能力。据统计分析，玉门灌区通过节水改造，改变了灌水方式，部分村组由项目实施前的“按亩收费”转变为“按方收费”，提高了农户的节水意识，使灌区渠灌工程配套灌溉面积每667 m2平均灌溉水量减少38 m3，每667 m2平均增加产值63 元。提高了农业效益、缩短了轮期、增强了保灌能力。2）做好节水灌溉技术的培训与教育，当节水灌溉系统出现故障后，使农民能及时排除故障，保障灌区农业生产的稳定性。

3.2 优化与创新高效节水灌溉技术

不同农作物在不同生长阶段所需的水量存在差异，需农民在日常种植中根据农作物的需水情况，制订详细的灌溉措施，以满足作物的生长需要。在高标准农田建设、灌区改造和高效节水项目中，玉门灌区虽已建成部分项目，但目前发展极不平衡，仍存在技术设计不合理、施工监管不到位、采用设备质量参差不齐、后续运维成本不足等问题。需有关人员持续关注、重视新型灌溉技术的研究工作，积极引进高新技术。例如，从技术和设备上规范灌溉行业的自动化和智能化。同时，为实现良好的灌概效果，工作人员需以农田实际情况为基础开展灌溉技术选取工作，以满足农田灌溉的实际需求。

滴灌技术是当前农业灌溉领域较为常见的一种灌溉形式，主要通过塑料管道实现水资源的有效传输，借助有孔洞的塑料管道使其准确滴入植物根部，保证植物生长所需的水分。可结合微灌技术，根据相应的技术使用标准，选择适合的微灌技术。例如，种植大棚蔬菜类作物时可采用微喷或滴灌技术，种植人员可将农作物所需的肥料溶于滴灌液体内，在灌溉的同时对作物进行施肥，提升种植效率，减轻种植人员的工作压力。2）在大中型农田中应用喷灌技术时，可结合戈壁地区的气温条件在喷灌机械上辅助相应的设备，提高农田的自动化、科学化水平，提升灌溉质量和灌溉效果。3）在利用节水灌溉设备时需完善资源分配，重点考虑节水灌溉水利工程与当地自然环境、生态环境、水环境之间的关系，突出示范工程的引领效果，结合种植植物的特性做好分区。在使用节水设备时，需完善设备维护流程，切实提高设备的使用寿命，实现节水灌溉目标。

3.3 完善相关保障措施

1）健全与完善激励与考核制度，推动经营主体市场化改革。例如，结合农作物灌溉实施的方式和水资源利用途径制定水利管理制度，对积极采用新型节水灌溉方式的农户或组织及时给予鼓励，落实相关管理制度、人才队伍制度、激励与考核制度等。玉门灌区的戈壁农田水利工程建设处于较为恶劣的干旱地区，在水利设施上更易受外界自然因素影响。因此，需将责任落实到位，培养一批懂技术、懂管理、懂农业的专业人才，以提高农业水利工程的维修和管理水平，提高工程建设质量。在农业节水灌溉技术的应用和管理队伍建设上，需明确技术人员的责任和报酬，根据相应的绩效灵活发放薪资，以鼓励当地优秀的技术人员不断学习、积极承担技术责任。2）健全资金保障机制。玉门灌区充分整合发展和改革委员会、国土资源、财政、农业农村等部门的涉农资金，集中建设一批管灌、微灌等高效节水灌溉工程，并鼓励社会资本参与农田水利基础设施建设。当前，玉门灌区共引入社会资本实施高效节水灌溉项目12 个，社会资本累计投入760万元。3）建立水利工程长效服务和运行管理机制，健全日常监督和检查维护机制，严格按照制度管事管人，使戈壁农田水利工程高效节水灌溉技术真正落实到位，真正将人工劳动力解放出来。

4 结语

良好的灌溉方式能提高作物生长效率、实现保土保肥、节约用水、降低污染、稳定和改善当地生态环境、提升农业收益率。结合甘肃省玉门灌区农田水利工程现状，在高效节水灌溉技术上不断进行创新优化、提升灌溉效率，做好普及宣传工作，强化保障支持措施，使高效节水灌溉技术得到有效落实与应用。