农田水利灌溉是农业生产的重要保障，对于提高农作物产量、保障粮食安全以及维护生态平衡具有不可忽视的作用。然而，随着全球水资源的日益紧张和环境变化的影响，传统的农田灌溉模式面临着巨大挑战。因此，探索和实施农田水利灌溉的创新模式，以及推广节水技术的标准化应用，显得尤为迫切。
一、农田水利灌溉创新模式
1、精准灌溉模式
精准灌溉是基于现代信息技术，如传感器技术、物联网技术等，对农田土壤湿度、作物需水状况等进行实时监测。例如，在田间安装土壤湿度传感器，可以精确地测量不同深度土壤的含水量。传感器将数据传输到中央控制系统，中央控制系统根据作物生长模型和预先设定的灌溉阈值，判断是否需要灌溉以及灌溉的水量，以提高水资源利用效率。精准灌溉避免了过度灌溉和灌溉不足的情况，可节约大量水资源。据统计，与传统漫灌相比，精准灌溉可节水30%-50%。同时由于系统自动化程度高，减少了劳动力成本，不需要人工频繁地查看土壤湿度和进行灌溉操作。
2、雨水集蓄灌溉模式
雨水集蓄灌溉是通过收集雨水，如修建集雨池、水窖等设施，将降雨收集起来储存，在干旱时期用于灌溉农田。在一些山区，农民会在山坡上修建小型集雨池，利用坡面径流收集雨水。这些集雨设施的选址和设计需要考虑当地的降雨特征、地形地貌等因素，例如，在干旱半干旱地区的小面积农田，农民可以在农田附近修建水窖，将雨季的雨水收集起来。当作物生长需要灌溉时，通过简单的灌溉设备，如小型水泵或重力灌溉装置，将水窖中的水输送到田间，缓解了水资源短缺。在水资源匮乏的地区，雨水集蓄可以为农业灌溉提供额外的水源，提高农业的抗旱能力。雨水是免费的自然水源，收集和利用雨水可以减少对外部水源（如地下水或地表水）的依赖，从而降低灌溉成本。
3、再生水灌溉模式
再生水灌溉是利用经过处理后的城市污水或工业废水进行农田灌溉，再生水需要经过严格的处理工艺，去除其中的有害物质，如重金属、有机物等，使其达到农田灌溉的水质标准。例如，一些城市的污水处理厂会将处理后的再生水通过专门的管道输送到周边农田。再生水经过深度处理后，其水质可以满足多种作物的灌溉需求，如棉花、小麦等。随着城市化和工业化的发展，城市污水和工业废水的排放量不断增加，将其处理后用于灌溉可以开辟新的灌溉水源。同时，合理利用再生水进行灌溉，避免了未经处理的污水直接排放到环境中造成的污染。
二、农田水利节水灌溉技术
1、滴灌技术
滴灌是通过滴头将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌溉方法。滴灌系统主要由水源、首部枢纽（包括水泵、过滤器、施肥装置等）、输配水管网和滴头组成。滴头是滴灌系统的关键部件，它的作用是将管道中的有压水流转化为水滴，缓慢地滴入土壤。例如，在温室蔬菜种植中，滴灌管沿着蔬菜种植行铺设，每个滴头对应一株蔬菜。水从滴头缓慢滴出，直接湿润作物根部周围的土壤，减少了水分在土壤表面的蒸发损失。滴灌技术的节水效果非常显着，与传统的漫灌相比，滴灌可节水50%-80%。它适用于各种地形和作物类型，特别是在干旱地区和水资源短缺地区的果树、蔬菜等经济作物种植中应用广泛。
2、微喷灌技术
微喷灌是利用微喷头将水以雾状喷洒到作物枝叶和土壤表面的灌溉方式。微喷头的工作压力较低，喷洒的水滴较小且均匀。微喷灌系统可以根据作物的种植密度和需水要求调整喷头的间距和喷洒角度。例如，在花卉种植园中，微喷灌系统可以将水均匀地喷洒在花卉植株上，既满足了花卉对水分的需求，又能起到调节空气湿度和温度的作用。微喷灌的节水率可达30%-60%。它适用于灌溉面积较小、作物种植密度较大的农田，如花卉、苗圃等，也可用于果园的灌溉，尤其是在果实膨大期，微喷灌可以在补充土壤水分的同时，降低果实表面温度，减少日灼病的发生。
三、农田水利灌溉创新模式在实际中的应用
1、精准灌溉模式在实际中的应用
①大田作物种植
在大规模玉米种植区，精准灌溉模式可以根据玉米不同生长阶段的需水规律进行灌溉。例如，在玉米拔节期到抽雄期，是玉米需水量较大的时期。精准灌溉系统通过土壤湿度传感器监测土壤含水量，当土壤湿度低于设定阈值时，系统自动启动灌溉设备。由于玉米种植面积大，传统灌溉方式难以做到均匀灌溉，而精准灌溉可以确保每一株玉米都能获得合适的水量，提高玉米产量和质量。据研究，采用精准灌溉的玉米田，产量可提高10%-15%。小麦生长过程中，不同生育期对水分的敏感性不同。在孕穗期和灌浆期，充足的水分供应对小麦产量影响很大。精准灌溉系统可以精确控制灌溉水量和时间，避免在不需要大量水分的时期过度灌溉，从而节约水资源。同时，精准灌溉还可以减少土壤板结现象，因为它是根据土壤实际湿度进行局部灌溉，不像漫灌那样会大面积浸泡土壤。在一些小麦主产区的示范田，采用精准灌溉后，不仅节水效果明显，而且小麦的品质也得到了提升，蛋白质含量有所增加。
②果园种植
苹果是对水分要求较为严格的果树。精准灌溉系统在苹果园中的应用，可以根据苹果树的生长阶段、树冠大小和土壤类型等因素进行个性化灌溉。在春季苹果树萌芽期，适量的水分有助于新芽的萌发；在果实膨大期，需要充足的水分供应。精准灌溉系统通过监测果园内不同区域的土壤湿度和苹果树的需水信号，实现精准供水。例如，在一些现代化的苹果种植基地，精准灌溉使得苹果的果型更加端正，色泽更加鲜艳，同时减少了因水分不均导致的裂果现象，提高了苹果商品率。精准灌溉系统可以根据当地的气象数据（如降雨量、蒸发量等）和果园土壤湿度情况，合理安排灌溉。在果实成熟期，如果土壤湿度波动过大，容易造成果实口感和品质下降。精准灌溉能够保持土壤湿度的稳定，提高水果的甜度和口感。此外，精准灌溉还可以减少果园的病虫害发生，因为过度潮湿的环境容易滋生病虫害，精准灌溉避免了不必要的水分残留，改善了果园生态环境。
2、雨水集蓄灌溉模式在实际中的应用
①山区农业
在山区梯田种植中，雨水集蓄灌溉模式发挥着重要作用。农民在梯田上方或附近合适的位置修建集雨池或水窖。在雨季，雨水顺着梯田坡面流入集雨设施中储存起来。到了干旱季节，这些储存的雨水就可以用于灌溉梯田里种植的作物，如水稻、玉米等。例如，在我国北方山区的一些梯田，雨水集蓄灌溉保障了农作物在干旱时期的水分需求，维持了山区农业的稳定发展。由于山区地形复杂，外部水源引入困难，雨水集蓄灌溉成为一种因地制宜的有效灌溉方式。山地果园往往距离水源较远，修建大型灌溉工程成本高且难度大。采用雨水集蓄灌溉，果农可以在果园内分散修建小型集雨设施。如在每一片果园区域设置1个或几个水窖，收集雨水后用于灌溉果树。在干旱季节，这些收集的雨水可以满足果树生长初期的水分需求，如在果树开花期和幼果期，及时的水分供应有助于提高坐果率。
②干旱半干旱地区农业
在干旱半干旱地区，小面积农田分散且水资源匮乏。农民通过在自家农田附近修建简易的雨水集蓄设施，如小型集雨池，这些集雨池收集的雨水可用于灌溉一些耐旱作物，如谷子、高粱等。在雨季来临前，农民会清理和修缮集雨池，以确保其良好的集雨性能。这种雨水集蓄灌溉方式虽然规模较小，但对于维持干旱半干旱地区小农户的农业生产具有重要意义。在干旱半干旱地区的农村庭院中，农民会种植一些蔬菜、花卉等经济作物。雨水集蓄灌溉为这些庭院经济作物提供了灌溉水源，例如，在庭院里设置水缸或小型水窖收集雨水，当蔬菜生长需要浇水时，可以使用收集的雨水，这不仅节约家庭用水开支，还能保证庭院经济作物的正常生长。
3、再生水灌溉模式在实际中的应用
①城市周边农业
在城市周边的蔬菜种植区，再生水灌溉得到了一定应用。城市污水处理厂处理后的再生水，经过进一步的水质检测和调整后，通过专门管道输送到蔬菜田。例如，在一些大城市周边的叶菜类蔬菜种植基地，再生水被用于灌溉生菜、小白菜等蔬菜。由于再生水含有一定量的营养物质，如氮、磷等，在一定程度上可以为蔬菜生长提供养分。同时，再生水灌溉可以缓解城市周边蔬菜种植对淡水资源的依赖，保障城市蔬菜供应的稳定。花卉种植对水质要求较高，但部分经过深度处理的再生水可以满足花卉生长需求。在城市花卉种植园，再生水被用于灌溉玫瑰、康乃馨等花卉。花卉种植园通常会配备专门的水质监测和处理设备，确保再生水的水质符合花卉灌溉标准。再生水灌溉花卉不仅可以节约淡水资源，还可以降低花卉种植成本，因为再生水的价格相对较低。
②工业基地周边农业
在工业基地周边的棉花种植区，再生水成为一种可利用的灌溉水源。棉花是一种耐旱性较强的作物，对水质的适应性相对较好。工业基地产生的再生水经过处理后，可用于灌溉棉花。例如，在一些纺织工业基地附近的棉花田，再生水灌溉在满足棉花生长水分需求的同时，也减少了对当地地表水和地下水的开采。棉花在再生水灌溉下，只要水质符合标准，其生长和产量不会受到明显影响。工业基地周边的小麦种植也可以采用再生水灌溉。经过处理的再生水在满足小麦生长的水分需求方面具有一定的潜力。需要注意的是，要严格监测再生水的水质，防止其中可能残留的有害物质对小麦生长和食品安全造成影响。在一些成功的案例中，通过合理的水质监测和灌溉管理，再生水灌溉的小麦产量和质量都能得到保证，同时也实现水资源的循环利用，减轻当地水资源的压力。
四、农田水利节水技术标准化在实际中的应用
1、滴灌技术标准化在实际中的应用
①在设施农业中的应用
在温室蔬菜生产中，滴灌技术标准化发挥着重要作用。首先，滴灌系统的设计按照标准进行，包括滴头间距、滴灌管的铺设方式等。例如，对于叶菜类蔬菜，如生菜、菠菜等，按照标准滴头间距（通常为30-50厘米）铺设滴灌管，确保每株蔬菜都能得到均匀的水分供应。标准化的滴灌技术在灌溉量控制方面也有明确规定。根据蔬菜不同生长阶段的需水规律，如在生菜的幼苗期，每天每株的滴灌量控制在100-200毫升；在生长旺盛期，每天每株的滴灌量增加到300-500毫升。这种标准化的灌溉量控制既满足了蔬菜生长需求，又最大限度地节约了水资源。
②在果园中的应用
在苹果园里，滴灌技术标准化有助于提高苹果产量和品质。滴灌管的铺设方向和密度按照果园的地形、苹果树的株行距进行标准化设计。例如，在株行距为3×4米的苹果园，滴灌管沿着树行铺设，滴头间距为50-60厘米，确保每棵苹果树的根系都能得到有效的水分供应。灌溉制度按照标准执行，根据苹果不同生长阶段的需水量进行滴灌。在苹果的萌芽期，每棵树每次滴灌量为10-15升；在果实膨大期，每棵树每次滴灌量增加到20-30升。标准化的滴灌技术可以精准地满足苹果生长的水分需求，减少裂果现象，提高苹果的糖分含量。
2、微喷灌技术标准化在实际中的应用
①在花卉苗圃中的应用
在草本花卉育苗过程中，微喷灌技术标准化保障了育苗的成功率。微喷头的选型按照标准进行，根据育苗床的面积和花卉种类选择合适的喷头流量和喷洒范围。例如，对于矮牵牛、三色堇等草本花卉育苗，选择流量为10-20升/小时、喷洒半径为0.5-1米的微喷头。微喷灌的喷洒时间和频率也遵循标准化。在花卉种子发芽期，每天微喷灌2-3次，每次喷洒时间为5-10分钟，保持育苗基质的湿润。随着花卉幼苗的生长，逐渐调整喷洒频率和时间。这种标准化的微喷灌操作可以为花卉幼苗提供适宜的水分环境，促进幼苗健康生长。
②在果园中的应用
在桃园中，微喷灌技术标准化对桃树生长发育具有积极影响。微喷头的布置按照标准的株行距进行，例如在株行距为3×5米的桃园，微喷头按照三角形或正方形布局，确保每棵桃树都能被水雾覆盖到。微喷灌的灌溉制度根据桃树的生长阶段标准化执行。在桃树的开花期，每棵树每次微喷灌量为8-10升，每天微喷灌1-2次；在果实膨大期，每棵树每次微喷灌量增加到15-20升，每天微喷灌2-3次。这种标准化的微喷灌可以调节果园的小气候，提高桃树的坐果率和果实品质。
3、渠道防渗技术标准化在实际中的应用
①在大型灌区中的应用
在大型灌区的干渠建设中，渠道防渗技术标准化至关重要。首先，防渗材料的选择按照标准进行。例如，对于流量较大、使用年限较长的干渠，按照标准选用混凝土作为防渗材料。混凝土的配合比、强度等级等都有严格的标准要求，如采用C20-C25强度等级的混凝土，以确保防渗效果和渠道的耐久性。渠道的施工工艺也遵循标准化流程。在干渠的基础处理方面，按照标准要求进行夯实和平整，保证基础的稳定性。在混凝土浇筑过程中，模板的安装、混凝土的振捣和养护都按照标准操作，防止出现裂缝和蜂窝麻面等质量问题。
②在小型灌区中的应用
在小型灌区的斗渠和农渠防渗中，渠道防渗技术标准化也有实际应用。对于斗渠和农渠，由于流量相对较小，按照标准可以采用浆砌石防渗。浆砌石的石块选材、砌筑工艺等都有标准要求。例如，石块的粒径要均匀，砌筑时要保证灰缝饱满，灰缝厚度控制在2-3厘米。在渠道尺寸设计方面，按照灌溉面积和流量需求进行标准化设计。斗渠和农渠的断面形状、尺寸要符合当地的灌溉要求，保证水流畅通，减少渗漏。通过标准化的渠道防渗技术应用，可以提高小型灌区的灌溉效率，节约水资源，保障当地农业生产的用水需求。
总而言之，农田水利灌溉创新模式与节水技术的标准化应用，是时代发展对农业提出的新要求，也是实现水资源可持续利用、推动农业绿色发展的重要途径。我们应当积极推动灌溉技术的创新和改革，制定科学的灌溉标准，提高水资源利用效率，减少农业用水对环境的影响。同时，通过示范引导、技术培训、政策扶持等方式，促进节水技术在农田水利灌溉中广泛应用。
（作者单位：256655 山东省滨州市滨城区杨柳雪镇人民政府）
