從“憑經(jīng)驗澆水"到“看數(shù)據(jù)灌溉"——高標準農(nóng)田的智慧用水之道

長期以來，許多農(nóng)田仍沿用大水漫灌的傳統(tǒng)方式。據(jù)統(tǒng)計，我國農(nóng)田灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.5-0.6，這意味著近一半的水在輸配過程中因渠道滲漏、田間蒸發(fā)和深層滲漏而損失[1]。問題來了：為什么大水漫灌如此低效？從機理上看，農(nóng)田灌溉的核心在于調(diào)控“土壤—植物—大氣"連續(xù)體中的水分運移過程。2021年《國家高標準農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃》明確提出，要大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉，到2030年新增高效節(jié)水灌溉面積1.2億畝[2]。那如何實現(xiàn)從“憑經(jīng)驗澆水"轉(zhuǎn)向“看數(shù)據(jù)灌溉"呢？

??灌溉管理首先需要知道什么？

答案很簡單：要知道“流進來多少、排出去多少"。傳統(tǒng)靠估算，誤差很大。那用什么方法能精確計量？超聲多普勒技術(shù)可以解決——它通過測量流體中顆粒引起的回波頻移來計算流速，結(jié)合水位換算為瞬時流量。在甘肅臨澤的高標準農(nóng)田示范區(qū)，正是依靠這類流量監(jiān)測設(shè)備，實現(xiàn)了配水方案從“幾天"縮短到“幾分鐘"，灌溉周期由32天壓減到22天。

??光知道灌水量就夠了嗎？

遠遠不夠。關(guān)鍵還要知道作物實際“喝"了多少、蒸發(fā)了多少、滲漏了多少。這背后是水量平衡原理：灌溉量 + 有效降雨量 = 作物蒸散量 + 深層滲漏量 + 土壤儲水變化量[3]。簡單來說，進入農(nóng)田的水要么被作物蒸騰和土壤蒸發(fā)消耗掉（即蒸散量），要么滲入深層地下（即滲漏量），要么儲存在土壤中供后續(xù)使用。蒸散量是制定灌溉制度的核心依據(jù)，但直接測量非常困難。那怎么測？基于高精度稱重原理的土壤蒸滲系統(tǒng)可以做到——它連續(xù)監(jiān)測裝滿原狀土的土柱重量變化，結(jié)合下滲水量，反推出實時蒸散量。在新疆瑪納斯縣，配合滴灌和智能水肥一體化技術(shù)，數(shù)字農(nóng)田實現(xiàn)畝均節(jié)水30立方米、節(jié)省人工70%以上、畝均增產(chǎn)20公斤。

??用什么設(shè)備來實現(xiàn)？

給農(nóng)田裝上“水表"和“蒸滲秤"，讓灌溉從經(jīng)驗走向科學。例如DJ-6413和DJ-6211A，就是這類監(jiān)測中常用的設(shè)備型號。從甘肅臨澤到新疆瑪納斯，實踐表明這種模式可節(jié)水40%以上、節(jié)肥20%。每一滴水都將用在刀刃上，這正是高標準農(nóng)田建設(shè)的應(yīng)有之義。

?? 注釋與引用：

[1] 《中國水資源公報》，2022年。

[2] 《國家高標準農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃（2021-2030年）》。

[3] 水量平衡方程是農(nóng)田水文學的基本原理，參見：Allen, R.G. et al. (1998). Crop Evapotranspiration, FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56.