忻州市節(jié)水農(nóng)業(yè)模式

034000忻州市土壤肥料工作站 楊完仙

忻州市地處山西省北中部，是一個(gè)典型的農(nóng)業(yè)區(qū)，耕地面積63.94萬hm2，其中，可灌溉面積13.10萬 hm2，旱地面積50.84萬hm2；年降水量345～588 mm，多集中在7，8，9月（降水量占全年的75%～80%），且年際降水量變化較大，豐枯交錯現(xiàn)象頻繁，有“十年九旱”之特點(diǎn)。近年來，依靠科技進(jìn)步，推進(jìn)旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，推廣了多種節(jié)水模式，創(chuàng)造了抗旱高產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，使全區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得了顯著成效。

1 農(nóng)業(yè)水資源的現(xiàn)狀及階段發(fā)展

1.1 水資源現(xiàn)狀

忻州市是一個(gè)“十年九旱”、水資源緊缺的地區(qū)。全市多年平均降水量450 mm左右，1980—2000年平均水資源總量17.91億m3，河川徑流量10.60億m3；地下天然水資源量（即降水入滲補(bǔ)給量）13.63億m3，河川徑流量（重復(fù)量）6.32億m3，與多年平均水資源總量21.50億m3相比較，水資源總量減少了3.59億m3，減幅為16.7%。

全市的水資源可利用量為11.3億m3，其中，地表水可利用量為6.08億m3，地下水可開采量為7.62億m3，重復(fù)量為2.38億m3。全市水資源可利用率為56.8%。

從用水情況來看，全市國民經(jīng)濟(jì)各項(xiàng)用水總量為5.28億m3，占多年平均水資源可利用量的46.7%，占水資源總量的29.48%。在總用水量中，農(nóng)業(yè)灌溉用水4.0億m3，占總用水量的75.76%。

1.2 農(nóng)業(yè)用水發(fā)展階段

按照農(nóng)業(yè)階段性發(fā)展的觀點(diǎn)，可將旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展過程大致劃分為3個(gè)階段。第一個(gè)階段是20世紀(jì)50至60年代，以貫徹“農(nóng)業(yè)八字憲法”為特點(diǎn)的傳統(tǒng)旱作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)推廣階段。這一階段的用水模式是以合理密植為中心的精耕細(xì)作節(jié)水技術(shù)，基本上為“雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)”。第二個(gè)階段是20世紀(jì)70到80年代，旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)階段。這一階段的突破口就是改變農(nóng)業(yè)基本條件的農(nóng)田基本建設(shè)和推廣雜交種的“綠色革命”。農(nóng)田基本建設(shè)改“三跑田”為“三保田”，使土壤水分利用率大幅提高。第三個(gè)階段是十一屆三中全會以后到現(xiàn)在，以傳統(tǒng)旱作農(nóng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合為特點(diǎn)的發(fā)展階段。這一階段的突破口是平衡配套施肥技術(shù)和地膜覆蓋技術(shù)的大面積推廣，并輔之工程節(jié)水，大大改善了作物的營養(yǎng)和生長條件，使農(nóng)作物產(chǎn)量進(jìn)一步提高。

2 成熟的節(jié)水技術(shù)模式

2.1 平衡配套施肥為主的化學(xué)調(diào)控節(jié)水模式

平衡配套施肥技術(shù)是通過合理施肥來調(diào)節(jié)水分利用，促進(jìn)作物增產(chǎn)、增收。根據(jù)忻州市大量試驗(yàn)示范資料統(tǒng)計(jì)顯示，實(shí)施平衡配套施肥后，水分利用率由原來的70%提高到95%，水分生產(chǎn)效率為1.6 kg/m3；各種作物的增產(chǎn)幅度一般在10%～20%，高的可達(dá)30%。定襄縣神山鄉(xiāng)2003年玉米平衡配套施肥示范點(diǎn)，公頃施用有機(jī)肥45 000～60 000 kg，純氮 120～150 kg，五氧化二磷 37.5～67.5 kg，氧化鉀37.5～75.0 kg；玉米平均產(chǎn)量為8 775 kg/hm2，比對照增產(chǎn)1 035 kg/hm2，增產(chǎn)率為13.4%，增加產(chǎn)值 1 035元/hm2。

2.2 以地膜覆蓋栽培技術(shù)為主的節(jié)水模式

地膜覆蓋技術(shù)是解決忻州市農(nóng)業(yè)“一旱、二寒、三薄”的突破性旱作節(jié)水措施，推廣面積不斷擴(kuò)大，每年推廣面積在10.7萬hm2左右，其中高寒冷涼區(qū)為4.7萬多hm2。據(jù)調(diào)查，玉米地膜覆蓋比露地玉米土壤水分蒸發(fā)減少90%，提高水分利用率32%～65%，節(jié)約農(nóng)業(yè)用水33%，水分利用率可達(dá)95%，水分生產(chǎn)率為1.8 kg/m3；平均產(chǎn)量為 6 300 kg/hm2，比露地玉米增產(chǎn) 2 925～3 480 kg/hm2，增收2 925～3 150元/hm2。

2.3 玉米秸稈還田培肥土壤的節(jié)水模式

秸稈還田培肥土壤是忻州市平川區(qū)主要推廣的技術(shù)之一，近年來每年推廣面積在5.3萬hm2左右。玉米秸稈覆蓋地表后，不僅能阻擋、減少土壤水分?jǐn)U散和蒸發(fā)，而且降水可通過秸稈滲漏地表，增加了降水入滲率。據(jù)多點(diǎn)調(diào)查，玉米秸稈覆蓋還田的土壤含水量比不覆蓋田提高2%～5%，水分利用率提高25%左右，每毫米水分利用效率提高0.28 kg左右。秸稈還田幾年后，土壤有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀養(yǎng)分含量和土壤含水量均明顯高于對照；還田3年，有機(jī)質(zhì)含量可提高0.05%～0.09%，增產(chǎn)節(jié)支效果顯著。據(jù)原平等地試驗(yàn)觀察統(tǒng)計(jì)分析，玉米秸稈還田3年的地塊比未還田的對照每公頃平均增產(chǎn)玉米525 kg，增產(chǎn)率為7.2%，公頃增加收入630元。

2.4 機(jī)修梯田培肥節(jié)水技術(shù)模式

機(jī)修梯田是近年來忻州市農(nóng)田基本建設(shè)的重點(diǎn)，“八五”以來全市機(jī)修梯田面積5.3萬hm2。通過機(jī)修梯田、快速培肥、生物地埂等措施有效地控制了地面徑流，減少了水土流失，提高了水分利用率。坡地修成梯田后，每公頃年平均土壤沖刷由原來的67.5 t下降為6.3 t，每公頃年平均徑流量由195 m3減少為65 m3。

經(jīng)調(diào)查，改良第1年比未修梯田的坡耕地增產(chǎn)10%以上，比常規(guī)培肥的對照田增產(chǎn)50%以上；改良第3年比未修梯田的坡耕地產(chǎn)量翻1番，比常規(guī)培肥的對照田增產(chǎn)60%左右，平均增產(chǎn)825 kg/hm2，增收825元/hm2，水分利用率可達(dá)95%，水分生產(chǎn)率1.3 kg/m3。

2.5 以少耕、免耕、深松為主的保護(hù)性耕作節(jié)水模式

保護(hù)性耕作是農(nóng)業(yè)耕作制度的一次大變革，與機(jī)械化旱作農(nóng)業(yè)互為補(bǔ)充，可以大大減少土壤水分蒸發(fā)和水土流失，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤耕作管理水平。近年來，忻州市每年保護(hù)性耕作面積達(dá)到5.3萬hm2，東部地區(qū)以高稈作物為主，采用秸稈粉碎淺施覆蓋地表、免耕播種、化學(xué)除草為主要內(nèi)容的機(jī)械化保護(hù)性耕作體系，每公頃可增產(chǎn)1 500 kg左右，降低成本750元，增收750元以上，水分利用率達(dá)到95%，水分生產(chǎn)效率為1.2 kg/m3。西八縣作物以小雜糧和油料為主，秸稈較少，可采用免耕、殘茬覆蓋地表，第2年直接播種可以大大降低春季沙塵暴造成的水土流失，增產(chǎn)幅度達(dá)18%以上，生產(chǎn)成本降低20%～22%。

2.6 輸水節(jié)水和田面節(jié)水為重點(diǎn)的灌溉節(jié)水模式

灌溉節(jié)水是最直接、最現(xiàn)實(shí)的節(jié)水方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全市目前推廣節(jié)水灌溉總面積6.31萬hm2，其中，管灌3.68萬hm2，渠道防滲1.20萬hm2，噴灌1.19萬hm2，滴灌0.23萬hm2，微灌0.01萬hm2。以上節(jié)水工程的興建，不僅新增水澆地0.13萬hm2，改善水澆地1.99萬hm2，而且取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。一是節(jié)水，渠系水利用系數(shù)平均可提高到 0.85（管灌 0.9，微灌 1.0，渠道防滲 0.7）；二是節(jié)能，平均公頃每次節(jié)電165度；三是省地，共增加耕地30 hm2；四是省工，公頃每次灌溉可節(jié)省15個(gè)工日，年可省工162萬個(gè)；五是增產(chǎn)、增收，新增水地和改善水地平均公頃可增產(chǎn)2 250，750 kg左右，每年可增產(chǎn)3 500萬kg糧食，使農(nóng)民年可增加收入2 400萬元。

2.6.1 渠道防滲輸水地面灌水技術(shù) 改土渠為防滲渠輸水灌溉，可節(jié)水20%左右，水分利用率達(dá)到65%，水分生產(chǎn)效率 2 kg/m3，灌溉量 3 000 m3/hm2，節(jié)水 750 m3/hm2，增產(chǎn) 3 000 kg/hm2，增收3 045元/hm2，推廣面積1.2萬 hm2。

2.6.2 管灌 該技術(shù)具有投資少、節(jié)水、省工、省地和節(jié)省能耗等優(yōu)點(diǎn)。與土渠輸水灌溉相比，管灌一般可省水30%～50%，水分利用率為92%，水分生產(chǎn)效率2.7 kg/m3，灌溉量 2 250 m3/hm2，節(jié)水 1 074 m3/hm2，增產(chǎn) 3 000 kg/hm2，增收 3 000 元 /hm2，應(yīng)用面積 3.68 萬 hm2。

2.6.3 噴灌技術(shù) 噴灌是目前大田作物較理想的灌溉方式。與地面輸水灌溉相比，噴灌一般能節(jié)水50%～60%。但噴灌所用管道所需壓力高，設(shè)備投資較大，能耗較大，目前多在高效經(jīng)濟(jì)作物或經(jīng)濟(jì)條件好、生產(chǎn)水平較高的地區(qū)使用。其水分利用率100%，水分生產(chǎn)效率6 kg/m3，灌溉量1 500 m3/hm2，節(jié)水1 500 m3/hm2左右，增產(chǎn)3 450 kg/hm2，增收 3 450 元 /hm2，應(yīng)用面積 1.19 萬 hm2。

2.6.4 微灌技術(shù) 微灌屬于局部灌溉，只濕潤部分土壤，對部分密植作物適宜，節(jié)水效益更顯著，與地面灌溉相比，可節(jié)水80%～85%。其水分利用率100%，水分生產(chǎn)效率22 kg/m3，灌溉量差別較大，在大棚蔬菜栽培中使用，可節(jié)約用水 1 500～2 250 m3/hm2，增產(chǎn) 3 450～4 500 kg/hm2，增收近15 000元/hm2。微灌還可以與施肥結(jié)合，利用施肥器將可溶性的肥料隨水施入作物根區(qū)，及時(shí)補(bǔ)充作物需要的水分和養(yǎng)分，增產(chǎn)效果顯著。目前，微灌一般應(yīng)用于大棚栽培和高產(chǎn)高效經(jīng)濟(jì)作物栽培。