農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的提升途徑

農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的提升途徑農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的提升途徑一、農(nóng)業(yè)灌溉用水現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)灌溉用水在全球水資源利用中占據(jù)關(guān)鍵地位，其使用情況直接關(guān)乎農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展與水資源穩(wěn)定供應(yīng)。當(dāng)前，眾多地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用水呈現(xiàn)緊張態(tài)勢，供需矛盾突出。一方面，農(nóng)業(yè)用水量巨大，在一些以農(nóng)業(yè)為主的區(qū)域，灌溉用水占總用水量七成以上，致使其他行業(yè)用水受到擠壓，生活用水質(zhì)量在旱季亦受影響，如部分農(nóng)村地區(qū)夏季灌溉高峰期生活用水水壓不足、水質(zhì)渾濁。另一方面，水資源分布不均加劇此矛盾，干旱、半干旱地區(qū)水源稀缺，農(nóng)業(yè)灌溉時(shí)常難以為繼，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)出與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，致使大量農(nóng)田荒蕪，農(nóng)民收入微薄。灌溉用水效率現(xiàn)狀堪憂，多數(shù)傳統(tǒng)灌溉區(qū)域效率低下。大水漫灌仍被廣泛應(yīng)用，該方式水利用率僅約40%-50%，大量水資源在輸送、分配及田間灌溉時(shí)損耗浪費(fèi)。田間滲漏、蒸發(fā)及不合理灌溉制度致水資源無效消耗，不僅浪費(fèi)珍貴水源，還引發(fā)土壤次生鹽漬化、養(yǎng)分流失等系列問題，削弱土壤肥力與保水保肥能力，降低農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，使農(nóng)產(chǎn)品在市場競爭中處于劣勢，影響農(nóng)民種植積極性與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級。二、影響農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的因素（一）灌溉設(shè)施與技術(shù)落后許多農(nóng)田灌溉設(shè)施陳舊，渠道多為土質(zhì)，未硬化處理，輸水過程中滲漏嚴(yán)重，水量損失常達(dá)30%-50%。部分小型灌區(qū)設(shè)備老化失修，水泵效率低、能耗高，故障頻發(fā)，灌溉水無法精準(zhǔn)輸送至田間，影響灌溉及時(shí)性與均勻性。傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)如漫灌、畦灌對水量控制粗糙，難以依作物需水特性精準(zhǔn)供水，造成灌溉過量或不足。噴灌、滴灌等先進(jìn)節(jié)水灌溉技術(shù)推廣遲緩，設(shè)備成本高、維護(hù)復(fù)雜，農(nóng)民缺乏技術(shù)培訓(xùn)與資金支持，無力購置更新，致使新技術(shù)應(yīng)用局限于少數(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)或示范園區(qū)，廣大農(nóng)田仍依賴低效傳統(tǒng)灌溉，用水效率提升艱難。（二）灌溉用水管理不善水權(quán)制度不完善，農(nóng)業(yè)用水產(chǎn)權(quán)不明晰，導(dǎo)致水資源過度開發(fā)與無序競爭。農(nóng)民用水缺乏科學(xué)計(jì)量與成本約束，多以灌溉時(shí)長或面積估算水費(fèi)，無法精準(zhǔn)反映實(shí)際用水量，用水浪費(fèi)現(xiàn)象普遍。灌溉計(jì)劃制定缺乏精準(zhǔn)性，未依據(jù)作物需水規(guī)律、土壤墑情及氣象數(shù)據(jù)合理安排灌溉水量、時(shí)間與頻次，常盲目灌溉，造成水資源浪費(fèi)與作物生長不良。管理部門間協(xié)同不足，水資源調(diào)配、灌溉工程建設(shè)維護(hù)及用水監(jiān)督職責(zé)不清，缺乏統(tǒng)一高效管理機(jī)制，致使灌溉用水分配不合理，設(shè)施建設(shè)維護(hù)滯后，用水效率難以有效提升。（三）農(nóng)民節(jié)水意識淡薄長期形成的粗放灌溉習(xí)慣根深蒂固，農(nóng)民對水資源稀缺性認(rèn)知不足，多認(rèn)為水取之不盡，未意識到節(jié)水對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展重要性。節(jié)水宣傳教育缺乏深度廣度，形式單一、內(nèi)容抽象，農(nóng)民對節(jié)水技術(shù)優(yōu)勢、操作方法及經(jīng)濟(jì)效益了解有限，難以激發(fā)其節(jié)水主動性。部分地區(qū)農(nóng)民文化水平較低，對新技術(shù)接受能力弱，擔(dān)憂節(jié)水灌溉技術(shù)影響產(chǎn)量，不愿嘗試改變傳統(tǒng)灌溉模式，增加了節(jié)水灌溉推廣難度與用水效率提升阻礙。（四）農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)不合理部分地區(qū)種植結(jié)構(gòu)單一，高耗水作物集中種植，如北方某些區(qū)域大規(guī)模種植水稻，其生育期需水量大，加劇灌溉用水緊張。種植布局未充分考量水資源承載能力與區(qū)域優(yōu)勢，盲目跟風(fēng)種植，導(dǎo)致水資源過度消耗、生態(tài)環(huán)境惡化，如西北干旱區(qū)發(fā)展高耗水果園，破壞生態(tài)平衡，引發(fā)土地沙化、水土流失，降低灌溉用水整體效率與農(nóng)業(yè)綜合效益。三、農(nóng)業(yè)灌溉用水效率的提升途徑（一）推廣先進(jìn)灌溉技術(shù)與設(shè)施大力發(fā)展滴灌技術(shù)，其通過滴頭將水精準(zhǔn)輸送至作物根部，節(jié)水效果顯著，水利用率可達(dá)90%以上。在溫室大棚蔬菜種植中，滴灌可依作物生長階段精確供水施肥，降低棚內(nèi)濕度，減少病蟲害，提高蔬菜品質(zhì)產(chǎn)量，延長采摘期，增加經(jīng)濟(jì)效益。微噴灌技術(shù)亦具優(yōu)勢，將水霧化噴灑，均勻度高、覆蓋面廣，適用于多種作物，如花卉、茶園、果園等。微噴灌能改善田間小氣候，夏季降溫增濕，促進(jìn)作物生長，提升果實(shí)品質(zhì)與商品率，且設(shè)備安裝靈活、成本適中，便于中小規(guī)模農(nóng)戶應(yīng)用。積極推廣智能化灌溉系統(tǒng)，其融合傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤墑情、氣象變化及作物需水信息，經(jīng)數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)調(diào)控灌溉水量、時(shí)間與頻率，實(shí)現(xiàn)灌溉自動化、精準(zhǔn)化、智能化。在大型農(nóng)場，智能化灌溉系統(tǒng)依作物蒸散量自動補(bǔ)水，避免過度或不足灌溉，節(jié)水節(jié)能同時(shí)提升灌溉管理效率，降低人力成本，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，助力農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。（二）強(qiáng)化灌溉用水管理建立健全水權(quán)交易制度，明晰農(nóng)業(yè)用水產(chǎn)權(quán)，以市場機(jī)制優(yōu)化水資源配置。賦予農(nóng)民可交易水權(quán)，用水緊張時(shí)農(nóng)民可出讓剩余水權(quán)獲利，缺水者購買水權(quán)滿足灌溉需求，激勵(lì)農(nóng)民節(jié)水增效、優(yōu)化用水結(jié)構(gòu)。完善灌溉用水計(jì)量設(shè)施，安裝精準(zhǔn)水表、流量計(jì)，依實(shí)際用水量計(jì)費(fèi)，增強(qiáng)農(nóng)民節(jié)水意識與成本意識。實(shí)施階梯水價(jià)政策，依用水量分檔定價(jià)，低量低價(jià)、高量高價(jià)，促使用水大戶主動節(jié)水，引導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)用水、高效用水。加強(qiáng)灌溉計(jì)劃制定與執(zhí)行，組建專業(yè)灌溉管理團(tuán)隊(duì)，依作物需水模型、土壤特性、氣象預(yù)報(bào)制定動態(tài)灌溉計(jì)劃，精準(zhǔn)確定灌溉時(shí)間、水量與方式，并嚴(yán)格執(zhí)行。利用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)監(jiān)測技術(shù)輔助，實(shí)時(shí)掌握作物生長與土壤水分狀況，及時(shí)調(diào)整灌溉方案，確保灌溉精準(zhǔn)高效，提高水資源利用效率與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。（三）提升農(nóng)民節(jié)水意識深入開展節(jié)水宣傳教育活動，借助電視、廣播、網(wǎng)絡(luò)新媒體平臺及鄉(xiāng)村宣傳欄、文化活動，多形式、全方位宣傳水資源稀缺性、節(jié)水重要性及節(jié)水技術(shù)知識。制作生動易懂宣傳資料、短視頻，展示節(jié)水灌溉成效案例，如某村采用滴灌后作物增產(chǎn)、收入提升及生態(tài)改善情況，增強(qiáng)農(nóng)民節(jié)水認(rèn)知與意愿。組織節(jié)水技術(shù)培訓(xùn)講座與實(shí)地觀摩，邀請專家深入農(nóng)村講解操作新型灌溉設(shè)備、優(yōu)化灌溉制度方法，組織農(nóng)民參觀節(jié)水灌溉示范基地，現(xiàn)場感受新技術(shù)優(yōu)勢，激發(fā)其應(yīng)用積極性與主動性，培養(yǎng)農(nóng)民節(jié)水習(xí)慣與技能。（四）優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)依據(jù)區(qū)域水資源狀況與氣候條件，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，增加耐旱作物種植比例，如高粱、谷子、甘薯等，減少高耗水作物面積。在水資源短缺的華北地區(qū)推廣耐旱雜糧種植，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，既節(jié)水又豐富農(nóng)產(chǎn)品種類、提升市場競爭力。推行間作套種模式，依作物需水差異與生長特性合理搭配，如玉米與大豆間作，利用大豆固氮改良土壤、減少玉米氮肥用量，同時(shí)大豆需水特性緩解玉米灌溉用水壓力，提升農(nóng)田水分利用效率與綜合產(chǎn)出能力。科學(xué)規(guī)劃農(nóng)業(yè)種植布局，結(jié)合流域水資源分布與地形地貌，打造適水型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)帶。在水源豐富地區(qū)發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效灌溉農(nóng)業(yè)，種植高附加值果蔬花卉；在缺水區(qū)域發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)，推廣雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)技術(shù)，種植耐旱飼草發(fā)展畜牧業(yè)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與水資源協(xié)調(diào)發(fā)展，提升農(nóng)業(yè)灌溉用水整體效率與可持續(xù)發(fā)展能力，保障農(nóng)業(yè)穩(wěn)定增產(chǎn)、農(nóng)民持續(xù)增收、農(nóng)村生態(tài)向好。四、加強(qiáng)農(nóng)業(yè)灌溉基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（一）完善灌溉渠道系統(tǒng)修建高標(biāo)準(zhǔn)灌溉渠道，對老舊土質(zhì)渠道進(jìn)行全面硬化處理，采用混凝土預(yù)制板、U型槽或土工膜防滲技術(shù)，大幅降低渠道輸水滲漏損失。在北方大型灌區(qū)，實(shí)施渠道襯砌工程后，輸水效率提高30%以上，有效減少水資源浪費(fèi)，確保灌溉用水足量精準(zhǔn)輸送至田間地頭。同時(shí)，優(yōu)化渠道布局，依據(jù)地形地勢與農(nóng)田分布，規(guī)劃科學(xué)合理的灌溉網(wǎng)絡(luò)，減少渠道迂回、水頭損失，提高輸水速度與均勻性，實(shí)現(xiàn)灌溉水流暢通無阻、高效分配，提升灌溉水利用效率。（二）建設(shè)蓄水設(shè)施因地制宜興建水庫、塘壩、水窖等蓄水工程，增強(qiáng)水資源調(diào)蓄能力。在山區(qū)與丘陵地帶，廣泛修建小型水窖與塘壩，蓄積雨水與山泉水，旱季為農(nóng)田灌溉提供補(bǔ)充水源。于河流中上游修建水庫，攔蓄洪水、調(diào)節(jié)徑流，實(shí)現(xiàn)灌溉用水的時(shí)空均衡調(diào)配。例如，某南方山區(qū)通過修建眾多小型蓄水設(shè)施，成功解決了季節(jié)性干旱導(dǎo)致的灌溉難題，灌溉保證率大幅提升，不僅保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)與生態(tài)協(xié)同發(fā)展。（三）更新改造泵站設(shè)備對老舊泵站實(shí)施升級改造，選用高效節(jié)能水泵機(jī)組替換高能耗、低效率設(shè)備。新型水泵采用先進(jìn)水力模型與制造工藝，效率提升20%-30%，能耗顯著降低。同時(shí)，配套完善泵站自動化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控、自動調(diào)速與優(yōu)化運(yùn)行，依灌溉需求智能調(diào)節(jié)水泵流量揚(yáng)程，提高運(yùn)行可靠性與管理效率，降低運(yùn)行成本，確保灌溉用水穩(wěn)定供應(yīng)，提升灌溉用水利用效率與能源利用效率，推動農(nóng)業(yè)灌溉現(xiàn)代化進(jìn)程。五、發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)（一）土壤墑情監(jiān)測與精準(zhǔn)施肥布設(shè)土壤墑情監(jiān)測站網(wǎng)，運(yùn)用傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測土壤水分、溫度、電導(dǎo)率等參數(shù)，精確掌握土壤墑情動態(tài)變化，為精準(zhǔn)灌溉提供核心依據(jù)。結(jié)合作物需水模型與土壤肥力狀況，精準(zhǔn)確定灌溉時(shí)機(jī)與水量，避免盲目灌溉。同時(shí)，依據(jù)土壤養(yǎng)分監(jiān)測數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)調(diào)配施肥方案，實(shí)施變量施肥技術(shù)，依作物生長需求與土壤養(yǎng)分差異，精確控制施肥量、位置與深度，提高肥料利用率30%以上，減少養(yǎng)分淋溶流失對水體污染，實(shí)現(xiàn)灌溉與施肥精準(zhǔn)協(xié)同，提升農(nóng)業(yè)資源利用效率與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平。（二）作物需水規(guī)律研究與應(yīng)用深入開展作物需水規(guī)律研究，針對不同作物品種、生長階段及氣候條件，構(gòu)建精細(xì)化需水模型。通過長期田間試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析，精確量化作物各生育期蒸騰蒸發(fā)量、適宜土壤含水率區(qū)間及水分脅迫閾值，為精準(zhǔn)灌溉制度制定提供科學(xué)支撐。如在小麥種植中，依其需水關(guān)鍵期與天氣變化，精準(zhǔn)灌溉補(bǔ)水，避免干旱或漬害脅迫，促進(jìn)小麥生長發(fā)育與產(chǎn)量形成，實(shí)現(xiàn)以水促產(chǎn)、高效用水，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對水資源變化的適應(yīng)能力與產(chǎn)出效益。（三）無人機(jī)遙感與智能決策支持系統(tǒng)利用無人機(jī)搭載多光譜、熱紅外遙感設(shè)備，定期對農(nóng)田進(jìn)行低空監(jiān)測，獲取作物生長態(tài)勢、病蟲害發(fā)生、土壤水分分布等高清圖像與數(shù)據(jù)信息。經(jīng)圖像分析與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，快速診斷作物生長異常狀況、水分虧缺區(qū)域及病蟲害風(fēng)險(xiǎn)等級，為灌溉與植保措施精準(zhǔn)實(shí)施提供實(shí)時(shí)精準(zhǔn)決策支持。智能決策支持系統(tǒng)集成作物模型、氣象預(yù)報(bào)、土壤數(shù)據(jù)與無人機(jī)監(jiān)測成果，依預(yù)設(shè)規(guī)則與算法生成個(gè)性化灌溉、施肥、施藥方案，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)化管理與智能化決策，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、資源利用效率與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，推動農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。六、推動農(nóng)業(yè)灌溉科技創(chuàng)新與人才培養(yǎng)（一）鼓勵(lì)科技創(chuàng)新加大農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)研發(fā)投入，設(shè)立專項(xiàng)科研基金，支持高校、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)開展前沿技術(shù)攻關(guān)。聚焦新型節(jié)水灌溉材料研發(fā)，如研發(fā)高性能滴灌帶、微噴管，提升耐用性與水力性能；探索智能灌溉控制算法優(yōu)化，提高灌溉決策精準(zhǔn)度與系統(tǒng)自適應(yīng)能力；開展水資源高效利用生態(tài)農(nóng)業(yè)模式創(chuàng)新，構(gòu)建水-土-作物-環(huán)境和諧共生農(nóng)業(yè)體系。推動產(chǎn)學(xué)研深度融合，建立聯(lián)合研發(fā)中心與示范基地，加速科研成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)迭代升級，提高農(nóng)業(yè)灌溉用水效率與科技創(chuàng)新能力，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)核心競爭力。（二）加強(qiáng)人才培養(yǎng)構(gòu)建多層次農(nóng)業(yè)灌溉專業(yè)人才培養(yǎng)體系，于高校增設(shè)農(nóng)業(yè)水利工程、灌溉排水技術(shù)等相關(guān)專業(yè)課程，注重理論教學(xué)與實(shí)踐鍛煉結(jié)合，培養(yǎng)具扎實(shí)專業(yè)知識、創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力的高層次人才。開展職業(yè)技能培訓(xùn)，針對基層水利技術(shù)人員與農(nóng)民，舉辦灌溉技術(shù)、設(shè)備維修、用水管理培訓(xùn)班，提升其專業(yè)技能與操作水平。建立人才激勵(lì)機(jī)制，表彰獎勵(lì)農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域杰出人才與創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，吸引鼓勵(lì)優(yōu)秀人才投身農(nóng)業(yè)灌溉事業(yè)，為農(nóng)業(yè)灌溉用水效率提升提供堅(jiān)實(shí)人才保障與智力支撐，推動農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域人才隊(duì)伍建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展。（三）國際合作與交流積極參與國際農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)交流合作，派遣科研人員赴農(nóng)業(yè)灌溉先進(jìn)國家學(xué)習(xí)考察，引進(jìn)吸收先進(jìn)節(jié)水灌溉理念、技術(shù)與管理經(jīng)驗(yàn)，如以色列高效滴灌技術(shù)、荷蘭精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)模式及農(nóng)業(yè)水權(quán)交易制度等。舉辦國際農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)研討會與展覽活動，搭建國際交流平臺，展示我國農(nóng)業(yè)灌溉成就與創(chuàng)新成果，推動我國農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)與產(chǎn)品走向國際市場。通過國際合作，提升我國農(nóng)業(yè)灌溉領(lǐng)域國際影響力與話語權(quán)，融入全球農(nóng)業(yè)灌溉科技創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)與管理水平跨越式提升，為全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)中國智慧與力量?？偨Y(jié)提升農(nóng)業(yè)灌溉用水效率是保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)水資源高效利用的關(guān)鍵任務(wù)，需從多維度協(xié)同發(fā)力。通過推廣先進(jìn)灌溉技術(shù)