目前推廣應(yīng)用的節(jié)水灌溉技術(shù)主要有:
渠道防滲和管道輸水技術(shù)。是提高渠渠道水利用有效系數(shù)的工程措施,可采用混凝土襯砌,塑料薄膜防滲等,
低壓管道輸水灌溉技術(shù)也有明顯的節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能和增產(chǎn)效果。
噴灌技術(shù)。有山丘地區(qū)自壓噴灌系統(tǒng)、移動(dòng)或小型噴灌機(jī)組、圓形噴灌機(jī)組等。
微灌技術(shù)(滴灌與霧灌)。與地面噴灌相比,節(jié)水50%~60%增產(chǎn)效果更顯著。霧灌技術(shù),比噴灌更節(jié)能節(jié)水,比滴灌抗堵塞,供水快,也用于茶園、果園、蔬菜、樹木、花卉等作物的節(jié)水灌溉。
節(jié)水灌溉的主要目的是為了節(jié)約用水。在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面還有節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)和節(jié)水農(nóng)藝技術(shù)。
農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)有：
選用抗早節(jié)水的作物品種。這是一項(xiàng)投資少、易推廣、增產(chǎn)節(jié)水效果明顯的措施。
農(nóng)田秸稈覆蓋技術(shù)。能抑制土壤蒸發(fā),同時(shí)兼有增加土壤養(yǎng)分的作用。小麥、玉米田用秸稈覆蓋后,每公頃增產(chǎn)375-750千克。
少耕、免耕技術(shù)。具有增肥地力,省工,省時(shí)、節(jié)能和節(jié)水的效果,如結(jié)合秸稈覆蓋技術(shù),增產(chǎn)效果更顯著。
節(jié)水栽培技術(shù),是因地制宜地采用調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、調(diào)整播種期、改變播種深度和施肥量以及田間管理技術(shù),能起到保墑、促全苗、壯苗、增產(chǎn)的效果。
此外,還有應(yīng)用抗旱劑、保收劑及蒸發(fā)制劑等化學(xué)節(jié)水抗旱措施。如利用保水劑具有較強(qiáng)的吸水能力,用于種子包衣、苗木灌根有較好的保苗效果;抗早劑有調(diào)節(jié)作物生長功能、減少葉面蒸騰量的作用;土面、水面抑制蒸發(fā)劑能有效減少蒸發(fā)和保水增溫的效果。
農(nóng)作物灌溉為什么要節(jié)水呢？
缺水的角度我就不多說了，我主要從農(nóng)作物需水的角度說下。
農(nóng)作物灌溉，灌的水越多越好？！長久以來，我們都陷入了這種誤區(qū)，認(rèn)為水灌的多，才能保產(chǎn)保質(zhì)，但事實(shí)并不是這樣捏。
很打臉的是，一直以來的農(nóng)作物灌溉，我們都是從人的角度，粗暴地認(rèn)為農(nóng)作物需要灌溉了。
我們從來都沒有聽取過農(nóng)作物的心聲，它們需要喝水嗎？需要喝多少水？什么時(shí)候想喝？
灌溉這件事，本身就是滿足農(nóng)作物的不同生育期的需求，掌握不同生育期農(nóng)作物的需水規(guī)律，對(duì)農(nóng)作物來一次真正意義上的按需灌溉、精準(zhǔn)灌溉。
那現(xiàn)在問題來了，我們?nèi)绾沃擂r(nóng)作物的需水規(guī)律？我們需要一個(gè)人和農(nóng)作物之間溝通的「橋梁」，它如實(shí)反映農(nóng)作物的需求，我們按照需求進(jìn)行灌溉。
這個(gè)橋梁就是土壤墑情監(jiān)測儀，它能實(shí)時(shí)監(jiān)測多深度土壤水分的變化情況，反映農(nóng)作物的實(shí)時(shí)需求。
掌握作物的需水規(guī)律
為了幫助用戶更方便地掌握作物的需水規(guī)律，我們研發(fā)了一款多深度一體化土壤水分監(jiān)測儀——智墑；通過智墑的監(jiān)測，可以從根本上提高灌溉水的利用率。
智墑是一款安裝在土壤中對(duì)“墑”進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測、智能預(yù)測的傳感器智能終端；它對(duì)作物活動(dòng)根系、耗水規(guī)律、氣象生態(tài)環(huán)境等信息綜合進(jìn)行人工智能處理，實(shí)現(xiàn)人對(duì)自然的深度感知。
智墑可以直觀地監(jiān)測到多深度土壤水分變化，通過分析土壤水分的變化情況，幫助掌握作物需水量，作物需水量乘以灌溉面積就等于作物所需的灌溉量。
作物需水量
作物需水量是在正常生育狀況和最佳水、肥條件下，作物整個(gè)生育期中，農(nóng)田消耗于蒸散的水量。一般以可能蒸散量表示，即植株蒸騰量與株間土壤蒸發(fā)量之和，以毫米或立方米/畝計(jì)。在沒有降雨、灌溉的條件下，土壤水分的減少主要由植物蒸發(fā)蒸導(dǎo)致，根系以上的土壤水分變化量則等于植物的日耗水量。
智墑通過對(duì)目標(biāo)地土壤水分的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，可獲知作物根系每天從土壤中吸收了多少毫米的水分，即該作物日耗水量。用戶選定根系以上的所有土層，指定早、晚兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別記錄，進(jìn)行差值計(jì)算，即為該日的作物日耗水量（降雨、灌溉除外）。
如上圖典型作物水分曲線可以看出，8月9日0點(diǎn)開始至8月9日24點(diǎn)，250px土壤水分曲線呈下降趨勢，水分含量從25毫升降至23.5毫升，那么該日該作物的耗水量為1.5毫升；這樣便可以得出作物的耗水量，即作物的需水量ETc。
作物不同發(fā)育期的需水量差別很大。一般在整個(gè)生育期中，前期小，中期達(dá)最高峰，后期又減少。生植生長時(shí)期，往往是需水臨界期。如禾谷類作物的孕穗期，對(duì)缺水最為敏感，此期缺水，對(duì)生長發(fā)育極為不利，常造成大幅度減產(chǎn)。
E生態(tài)數(shù)據(jù)平臺(tái)有從1981年至今36 年具體到天的參考蒸發(fā)蒸騰量ET0大數(shù)據(jù)，平臺(tái)同時(shí)提供預(yù)測未來七日參考蒸發(fā)蒸騰量ET0。
如上已知作物需水量ETc、本地的參考蒸發(fā)蒸騰量ET0的前提下，根據(jù)彭曼公式Kc=ETc/ ET0，就可以計(jì)算出不同生育期內(nèi)的作物系數(shù)Kc，即作物需水和氣候的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是需水規(guī)律。
在上述Kc的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同地點(diǎn)的ET0預(yù)測值，還可以得出不同作物在不同地點(diǎn)未來特定時(shí)間段需水量的預(yù)測。
獲知作物不同生育期內(nèi)需水量之后，還需要掌握作物根系生長狀況，從而獲得灌溉深度，把灌溉水送到作物需要的根系去；同時(shí)還需要結(jié)合合適的灌溉時(shí)間；也就是說在合適的時(shí)間將水灌溉到作物合適的地方。
灌溉時(shí)間、灌溉深度
基于智墑上傳的土壤含水量數(shù)據(jù)，采用人工智能ET根系深度識(shí)別，在E生態(tài)數(shù)據(jù)平臺(tái)中展示了自種植日期起始的一個(gè)生長周期的根系深度變化趨勢，同時(shí)將ET根系／分層耗水圖與Y-H圖結(jié)合，兩個(gè)圖的聯(lián)動(dòng)變化展示了作物是否需要灌溉以及灌溉深度多少合適。
智墑每天上傳12/24組土壤分層含水量數(shù)據(jù)，如左圖Y-H圖中綠色曲線所示，1h/2h時(shí)間間隔內(nèi)的分層含水量變化量，可以認(rèn)為是該時(shí)間間隔內(nèi)作物根系的耗水量。耗水量的變化，是目前判斷根系是否存在的依據(jù)。
左圖Y-H圖中表示當(dāng)前土壤含水量的綠色線越靠近紅色線，表明作物正處于缺水脅迫，需要灌溉；如果綠色線長時(shí)間靠近藍(lán)色線，則表明作物存在水澇的危險(xiǎn)。根據(jù)Y-H圖綠色區(qū)域有效儲(chǔ)水量面積的變化，用戶可以掌握作物的灌溉時(shí)間。
右圖ET根系分層耗水圖所展示的根系深度為目前該作物根系的實(shí)際生長深度，也是指導(dǎo)灌溉深度；但在現(xiàn)實(shí)土壤深度中，200cm處可能會(huì)有地下水補(bǔ)充，所以在實(shí)際的灌溉深度中，只需灌到耗水量的60%—80%即可。
農(nóng)作物灌溉為什么要節(jié)水，原因很簡單，水對(duì)于生命的重要性是不言而喻的，而我國又是一個(gè)極度缺水的國家，不光農(nóng)業(yè)灌溉，在工業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中，我們都應(yīng)該盡力做到節(jié)約用水。
另外，要求農(nóng)作物灌溉節(jié)水的另外一個(gè)原因就是農(nóng)作物傳統(tǒng)的灌溉方式確實(shí)是太廢水，也確實(shí)存在改進(jìn)空間。滴管和噴灌這兩個(gè)相對(duì)先進(jìn)的灌溉技術(shù)與傳統(tǒng)的大水漫灌相比，都可以起到滿足農(nóng)作物正常生長需求的作用，但是所需要的水量卻十分少的。換句話講就是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，節(jié)水絕對(duì)不是一句空話，而是有著足夠大的空間。通過對(duì)灌溉技術(shù)的改進(jìn)，土壤的處理，耐旱品種的使用以及地膜等農(nóng)資產(chǎn)品的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)于水資源的利用可以達(dá)到很高的效率。
最后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并不僅僅局限于農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)，農(nóng)業(yè)同樣承擔(dān)著穩(wěn)定生態(tài)，持續(xù)發(fā)展的責(zé)任，節(jié)水灌溉就是對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)的一種保護(hù)行為，通過對(duì)水資源的有效利用，最終達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。
