水资源是有限的资源,需要合理规划利用,尤其田间灌溉的时候,本文以阿勒泰为例,分析了当地的田间灌溉节水技术应用现状,并提出了适宜的几种技术要点。
《节水灌溉》先后多次获得中国水利部、湖北省优秀期刊奖,多位编辑也多次获得中国水利部、湖北省优秀编辑奖。在该刊发行100期之际,国际灌排委员会主席B.Schultz教授特致函祝贺,这也是对该刊的鼓励和期望。在21世纪来临之际,在中国改革开放和西部大开发的历史机遇中,《节水灌溉》杂志必将办得更好,为促进和推动中国节水灌溉事业的发展作出更大的贡献。
田间灌溉技术是提高灌溉水利用率的最后环节,也是农业节水的重点环节。大力发展田间节水灌溉技术是提高农业用水效率,维持农业可持续发展的重要措施。本文从水分利用效率及灌溉水利用效率的角度对不同田间灌水技术的节水效果进行了分析,并结合阿勒泰地区的实际情况,总结了几点比较适宜本地区的灌溉技术。
引言
阿勒泰地区作为一个新兴灌溉农牧区,灌溉历史很短,大规模的种植业出现的时间不足50年,节水灌溉的历史更短,其历史不过20年时间。上世纪90年代,我区的节水主要是向兵团学习先进经验,以干渠防渗为主。衬砌料材主要为砼板,卵石、片石衬砌,六县一市都在迅速推广。
2000年以来,随着哈巴河、布尔津等4个大型灌区续建配套与节水改造被国家批准,地区农业发展进入一个新的阶段。特别是从2004年开始的吉木乃全县高效节水项目的建设,使耕地面积从6万亩增加到14.5万亩,产量大幅增加。随后,各县根据自身现实情况,发展了喷灌、低压管灌、滴灌等先进节水形式。
一、田间灌溉技术节水效果的评价指标
田间灌溉工程技术通过田间工程措施改变作物的供水方式,其节水效果主要体现在以下两个方面:①通过减少田间灌水过程的深层渗漏、田间泄水以及减少田间的蒸腾蒸发量,以减少作物毛灌溉需水量,从而提高灌溉用水效率。②通过作物高效用水生理调控等措施以较少的水分消耗量去获取相同或更高的农作物产量,提高作物水分利用效率。其主要评价指标有作物水分利用效率和灌溉水利用率。
(一)作物水分利用效率
水分利用效率(WUE)又称水分生产效率,指在一定的耕作和栽培条件下,一定的作物品种消耗单位的田间水资源量所获得农作物产量。其值等于作物单位面积平均产量与单位面积平均消耗水资源量的比值,单位一般用kg/m3。水分利用效率反映了作物对田间水分的利用效率,是衡量作物田间水分利用情况的重要指标,是评价田间灌溉技术节水效果好坏的重要指标。
(二)灌溉水利用率
灌溉水利用率是指从水库、河流引取或提取的地表水,或用水泵从井内提取的地下水,通过必要的工程技术措施引水到田间,被作物吸收利用的程度。亦指在某一时段内田间灌水被作物利用的净水量与水源引水处总引水量的比值。灌溉水利用率反映灌区从水源取水到田间作物吸收利用过程中灌溉水的利用程度,是反映灌区渠系输水损失和田间用水状况的综合指标。
二、地面灌水技术
阿勒泰地区北屯灌区,土壤最大的特点是颗粒粗,土层薄(仅20~ 30cm) 肥力低,易漏水漏肥。地下水位偏高,次生盐渍化较严重,农业生产水平低。灌区限于经济条件,难以大面积采用喷滴灌技术,若干年内,常规地面灌水技术仍是主要的灌水方法。与其他灌溉方法相比,地面灌溉投资少、田间工程简单、易行。但田间水的浪费和渗漏损失严重。因此,节水农业的发展在很大程度上取决于地面灌溉技术的改进与提高。
地面灌水技术是主要围绕传统地面灌水技术存在的灌水均匀度差、灌水定额大等缺点进行的技术改进,包括改进沟畦规格,如长畦改短畦,宽畦改窄畦,短沟灌和细流沟灌等。使作物生育期灌水量降低20%一30%左右,或采用其他先进的地面灌水技术(如波涌灌、隔沟灌、膜上灌、细索灌、水平畦灌等)也可达到明显的节水效果。地面灌溉采用这一改进技术,对提高灌水均匀度,节省灌溉用水具有十分重要的意义。目前,在我国最具推广价值的改进地面灌水技术有波涌灌和膜上灌两项。
(一)波涌灌是通过改进放水方式,把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水,进行间歇灌形成波涌,是20世纪80年代地面灌水技术的一大突破。间歇放水使水流呈波涌状推进,由于土壤孔隙会自动封闭,在土壤表层形成一薄封闭层,水流推进速度快。在用相同水量灌水时,间歇灌水流前进距离为连续灌的1—3倍,从而大大减少了深层渗漏,提高了灌水均匀度,田间水利用系数可达0.8~0.9。目前,在理论上还需进一步研究水波涌灌问题,开发出适合本地区实际情况的波涌灌灌水设备,这是扩大应用波涌灌技术的关键。
(二)膜上灌是在地膜栽培的基础上,把膜侧水流改为膜上流,利用地膜输水,通过膜孔和膜边侧渗给作物进行灌溉,这项技术目前在新疆取得了较高的增产节水效果,新疆采用膜上灌的农田已达23.33万hm2,甘肃、河南等省也开始推广。膜上灌形式有开沟扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、沟内膜上灌、膜缝灌、格田膜上畦灌、膜侧膜上灌等多种。膜上灌作物有蔬菜、玉米、小麦等。地膜栽培和膜上灌结合后具有节水、保肥、提高地温、抑制杂草生长和促进作物高产、优质、早熟等特点。由于膜上灌是一种新的灌水技术,还有许多不成熟和不完善的地方,对其技术机制、技术要素及其设计方法都需要进一步研究。
三、膜下滴灌技术
阿勒泰地区气候干热少雨,蒸发量大,是典型的灌溉农业区,其土壤为风沙土,渗漏严重,耕地中盐渍化面积占30.58%,非常适合发展膜下滴灌。2007年福海县的打瓜高产机械化示范基地采用膜下滴灌技术,使得打瓜667平米产量达到了135千克,投入资金50万元,实施面积35.3公顷。采用小型移动式膜下滴灌设备,投入成本低。每台机具约l 200元左右,投入管道、地膜等成本3-5年就可收回投资成本,一次性投资可受益10年。应用机械化膜下滴灌技术作业与常规作业比较,节水可达62.5%。由于少用水且集中在作物根部,使耕作地土壤变得松散,改善了土壤,利于作物生长。
滴灌是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器,将水一滴一滴、均匀而又缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水方法,膜下滴灌则是将地膜栽培技术与滴灌技术有机结合,即在滴灌带或滴灌毛管上覆盖一层地膜,是一项节水增效农田灌溉新技术。吉木乃县是全疆的干旱贫水县,地表年径流量仅为0.74亿立方米。滴灌技术的运用,使全县地表水利用率达到了80%,还可以把农作物所需的化肥、农药的需求量加入到罐中,实现“水中带肥、滴滴带药”的灌溉模式。”小麦亩产量也大幅增加。
四、管理节水
建立和形成与先进工程措施和农艺措施相配套的管理和运行机制,对发展农业高效节水有重要意义。管理措施节水主要包括以下几个方面:(1)加强节水宣传,树立节水意识。(2)加强以流域为基础的水资源统一管理。(3)加强工程和灌溉管理,提高科学用水水平。(4)加快管理体制改革,创新管理模式。(5)建立健全节水法律法规,加大执法力度。(6)积极调整礼仪分配关系,加快节水农业体制创新。(7)加快建立节水投入新机制,加大节水农业投入力度。(8)建立水资源高效利用水监控与评估体系。(9)建立和完善节水农业技术支持体系。
结束语
节水灌溉工程无论是从经济效益、生态效益,还是从社会效益上讲都是一项具有重要意义的工作。现代化的节水灌溉技术有滴灌、微喷、渗灌、喷灌等,节水灌溉技术的有效运行,需要全区群众和当地政府的共同努力。只有具备坚决的态度和科学的管理方法,才能将节水灌溉效果提升到一定高度,并长期保持下去。
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