玉米膜下滴灌技術(shù)的利弊分析

□ 趙云峰 吳曉明

一、玉米膜下滴灌的發(fā)展歷程

膜下滴灌是滴灌帶或滴灌毛管上覆蓋一層地膜。這種技術(shù)是通過可控管道系統(tǒng)供水，將加壓的水經(jīng)過過濾設(shè)施濾“清”后，和水溶性肥料充分融合，形成肥水溶液，進(jìn)入輸水干管-支管-毛管，再由毛管上的滴水器一滴一滴地均勻、定時(shí)、定量浸潤(rùn)作物根系發(fā)育區(qū)，供根系吸收。

農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，發(fā)展農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)國(guó)家穩(wěn)定和人民生活安定的重要保障。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)水資源的需求不斷增加，干旱缺水和農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的落后無疑會(huì)嚴(yán)重制約未來農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。膜下滴灌技術(shù)最早在新疆得到廣泛的應(yīng)用，1996年新疆首次試驗(yàn)將滴灌技術(shù)用于種植棉花，之后逐漸推廣至其它作物。大慶境內(nèi)無天然水系，水資源短缺，多年平均降水量420mm，多年平均蒸發(fā)量1 600mm，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“十年九春旱”，同時(shí)夏旱、秋旱也經(jīng)常發(fā)生，水資源匱乏是大慶地區(qū)糧食增產(chǎn)的瓶頸問題。近年來,大慶市干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響越來越大,特殊的自然條件迫使采用先進(jìn)的灌溉技術(shù)，保證糧食增產(chǎn)農(nóng)民增收。

多年來，受水資源匱乏的影響，大慶市積極探索高效節(jié)水灌溉的模式。從上世紀(jì)90年代初期的坐水保苗、苗期漫灌，到90年代后期的管輸工程，效果均不理想。2003年開始，經(jīng)過對(duì)外考察和對(duì)內(nèi)調(diào)研，大慶市嘗試引進(jìn)膜下滴灌技術(shù)，用于經(jīng)濟(jì)作物灌溉，通過試驗(yàn)示范，效果很好，在此基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)展到大田玉米膜下滴灌。從2008年開始大面積推廣玉米膜下滴灌技術(shù)，建設(shè)面積達(dá)到256萬畝，通過采用膜下滴灌技術(shù)2010年全市糧食總產(chǎn)首次突破百億斤，保證了糧食穩(wěn)產(chǎn)。糧食增產(chǎn)與膜下滴灌的采用固然有著密不可分的關(guān)系，但同時(shí)也暴露出膜下滴灌存在土壤污染、投入高、安裝和收尾用工量大、增產(chǎn)與增收不匹配、運(yùn)行管理不規(guī)范、農(nóng)民可持續(xù)投入勁頭不足的弱點(diǎn)。

二、玉米膜下滴灌技術(shù)構(gòu)成要素

玉米膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用包括硬件要素、軟件要素、環(huán)境氣候要素等幾方面。

（一）硬件要素

玉米膜下滴灌技術(shù)硬件要素主要包括：

1.水源工程：以水源井為主，不建議采用地表水。

2.設(shè)備要件：包括過濾器、施肥罐、壓力表等。

3.輸灌系統(tǒng):包括干、支管、滴管帶及各種連接件。

4.耕地要求：土地流轉(zhuǎn)好，規(guī)模經(jīng)營(yíng)程度高。

5.地膜質(zhì)量：應(yīng)該選取厚度為0.008mm以上的地膜。

6.機(jī)械設(shè)備：覆膜鋪帶一體機(jī)和除膜機(jī)等。

（二）軟件要素

玉米膜下滴灌技術(shù)是集水利、農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝等多學(xué)科結(jié)合的一種技術(shù)。種子選取應(yīng)優(yōu)先生長(zhǎng)期長(zhǎng)，通過增加積溫可以提高產(chǎn)量的優(yōu)質(zhì)品種；施肥總量應(yīng)根據(jù)作物及品種和種植經(jīng)驗(yàn)確定，多了浪費(fèi)，少了減產(chǎn)。另外就是灌溉模式的確定，這要根據(jù)氣候條件、作物生長(zhǎng)階段來確定，不能等到旱象顯現(xiàn)時(shí)再去澆灌，影響產(chǎn)量。

（三）環(huán)境氣候要素

玉米膜下滴灌技術(shù)適用于干旱區(qū)，降雨不均勻或有效降水少，微地形復(fù)雜，有效積溫偏低的地區(qū)。根據(jù)氣候條件可以分為完全灌溉和補(bǔ)充式灌溉。大慶地區(qū)就屬于補(bǔ)充式灌溉地區(qū)。

三、玉米膜下滴灌技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

大慶市經(jīng)過多年的玉米膜下滴灌技術(shù)推廣與使用，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)等概括了玉米膜下滴灌技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（一）增加積溫

通過地膜覆蓋技術(shù)，年可增加有效積溫200～240度，可使作物生長(zhǎng)期延長(zhǎng)7～10天，可以種植生育期較長(zhǎng)的高產(chǎn)品種。

（二）增加產(chǎn)量

玉米膜下滴灌采取了兩壟一平臺(tái)的種植模式，畝保苗可達(dá)4 000株以上，比常規(guī)玉米種植多出1 000株以上。由于澆灌和施肥及時(shí)，畝增產(chǎn)明顯，由于耕地質(zhì)量和氣候條件不同，增產(chǎn)幅度差別很大。對(duì)大慶正常耕地而言，畝增產(chǎn)800斤左右。如遇干旱年份，增產(chǎn)效果更為明顯。

（三）節(jié)水保墑

膜下滴灌是高效節(jié)水技術(shù)，其用水量是噴灌的1/2，漫灌的1/7。據(jù)測(cè)算，常規(guī)年份，滴灌玉米生長(zhǎng)期畝用水30 m3，與漫灌相比，畝節(jié)水130 m3，節(jié)水顯著。同時(shí)，覆膜土壤0～14cm耕層含水量，比常規(guī)地塊高出14%以上，保墑效果明顯。

（四）提高肥效

追肥期間，肥水同時(shí)進(jìn)地，可提高肥效利用率20%以上，同時(shí)作物生長(zhǎng)后期仍可追肥，尤其是高桿作物生長(zhǎng)后期追肥始終是難題，這是膜下滴灌技術(shù)與其他灌溉方式相比優(yōu)勢(shì)所在。同時(shí)，還可防止土壤鹽漬化。

（五）提高灌溉工效

膜下滴灌玉米由于覆膜，使隴上的雜草等無法生長(zhǎng)，作物生長(zhǎng)期間不需要除草。據(jù)統(tǒng)計(jì)，灌溉期間一個(gè)人管理可由25畝提高到200畝。

四、 玉米膜下滴灌技術(shù)缺點(diǎn)

經(jīng)過多年的玉米膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用與推廣，玉米膜下滴灌技術(shù)的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在土地、機(jī)械、投工、資金、運(yùn)管等方面。

（一）對(duì)土地流轉(zhuǎn)和規(guī)模經(jīng)營(yíng)要求較高

玉米膜下滴灌需要連片實(shí)施才能最大發(fā)揮效益，在土地流轉(zhuǎn)不到位情況下，各家各戶想法不統(tǒng)一，很難形成統(tǒng)一規(guī)劃，造成施工、運(yùn)行困難。另外，在運(yùn)行過程中，有的農(nóng)戶想追肥有的不想，有的想灌，有的等雨，這種不統(tǒng)一，造成設(shè)備效率無法發(fā)揮甚至無法運(yùn)行。

（二）除膜不凈

覆膜是玉米膜下滴灌技術(shù)的關(guān)鍵，覆膜可有效增加積溫提高作物產(chǎn)量，但是，除膜不凈是一個(gè)很大的問題。受除膜機(jī)技術(shù)性能影響和農(nóng)時(shí)限制，加之塑料薄膜質(zhì)量參差不齊帶來的風(fēng)化、碎裂問題，機(jī)械除膜不徹底，而人工除膜更加困難，投入成本更大，很少有農(nóng)戶采用人工拾膜，使土壤中的殘膜逐年累積，帶來不同程度的白色污染。殘膜阻水阻肥，耕地質(zhì)量下降，作物產(chǎn)量下降，是農(nóng)民關(guān)注的焦點(diǎn)。

（三）設(shè)備不配套導(dǎo)致費(fèi)工費(fèi)時(shí)

玉米膜下滴灌技術(shù)是一項(xiàng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，需要現(xiàn)代化的農(nóng)機(jī)設(shè)備作為支撐。目前大慶市種植膜下滴灌玉米，每臺(tái)覆膜機(jī)（以一體化作業(yè)覆膜機(jī)為例）每天可完成30～40畝，需要3個(gè)人共同操作（一人開機(jī)器，兩人覆土壓膜）。若是采用先播種、再鋪裝、人工放苗模式實(shí)施，所需工時(shí)還要加倍，而采取常規(guī)種植方式則每臺(tái)播種機(jī)每天可種植50畝，只需要一人操作。受農(nóng)時(shí)限制和機(jī)械數(shù)量效率影響，加上先期投工較大，也是目前農(nóng)戶不愿采取膜下滴灌的主要原因。

（四）作物品種不統(tǒng)一

目前在作物選種上沒有完善制度約束，當(dāng)前的政策、法律也不允許做出這方面的規(guī)定。因此，分散的農(nóng)戶種植模式就很難滿足實(shí)施膜下滴灌的基本條件。

（五）資金投入缺乏政策保障

由于目前的政策是保障第一年的建設(shè)投入，而在其后需要農(nóng)戶自己投入地面部分，而且還存在與其他農(nóng)戶協(xié)商的問題。并且大慶屬于補(bǔ)充式灌溉，農(nóng)民靠天等雨的思想總是有的，如果碰到風(fēng)調(diào)雨順的年份，這些投入就浪費(fèi)了。因此，由農(nóng)戶自己投入去恢復(fù)建設(shè)可能性很小。

五、效益對(duì)比

（一）社會(huì)效益

1.緩解大慶市水資源緊張局面。發(fā)展玉米膜下滴灌，是解放和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的重要措施，是節(jié)約農(nóng)業(yè)用水的好方法。由于采用膜下滴灌大慶市每年節(jié)水1.2億m3左右，有效緩解了水資源不足的局面。

2.提高糧食產(chǎn)量，保障國(guó)家糧食安全的重要戰(zhàn)略。通過采用膜下滴灌，糧食畝產(chǎn)提高，保證國(guó)家糧食安全，同時(shí)提高了農(nóng)民的收入。

3.促進(jìn)農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)轉(zhuǎn)變。通過采用膜下滴灌技術(shù)，在一定程度上對(duì)農(nóng)民種植觀念和種植技術(shù)是一個(gè)重大的轉(zhuǎn)變，是一次重大的農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)革命。

4.加快水利科技進(jìn)步步伐。通過從水源地到灌水方式的改變，使得水利科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到全面的改進(jìn)與推廣。

（二）經(jīng)濟(jì)效益

1.玉米產(chǎn)量。根據(jù)大慶市實(shí)際測(cè)產(chǎn)，采取膜下滴灌方式種植的玉米，平均畝產(chǎn)1 800斤左右，比直播玉米畝增產(chǎn)800斤。

2.與常規(guī)種植效益對(duì)比。玉米膜下滴灌每畝一次性投入280元，考慮干、支管按5年折舊計(jì)算，平均分?jǐn)偖€投入36元；滴灌帶每畝按500米計(jì)算（每米0.2元），畝投入為100元。使用一年后，廠家回收每米折價(jià)0.06元，平均畝投入為70元。滴灌設(shè)備年均畝分?jǐn)傎M(fèi)用為106元，如再加上每畝覆膜除膜農(nóng)民投入的180元和扣除節(jié)省免耕免趟費(fèi)用60元，實(shí)際上每畝滴灌玉米較常規(guī)種植玉米新增成本226元。按畝增產(chǎn)800斤計(jì)算，每斤0.8元，可增收640元，扣除折舊成本，畝增收414元左右。

上述計(jì)算是按照大慶實(shí)施膜下滴灌的政策和當(dāng)時(shí)的價(jià)格計(jì)算的，是一種理想狀態(tài)。大慶為推廣膜下滴灌技術(shù)，引進(jìn)10家膜下滴灌設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，這種條件不是在哪個(gè)城市都能實(shí)現(xiàn)的。因此，如果拋去這個(gè)因素，廠家無法回收舊的滴灌帶，再加上設(shè)備運(yùn)輸成本和出水干管易損等情況的發(fā)生，那么農(nóng)民負(fù)擔(dān)的成本要更大些，畝投入會(huì)相對(duì)增加，農(nóng)民的純收入還會(huì)降低。

六、 結(jié)論

大慶市通過多年的膜下滴灌技術(shù)的推廣與應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)保證農(nóng)業(yè)發(fā)展，節(jié)約水資源具有重要的作用。實(shí)施膜下滴灌技術(shù)在附加值高的農(nóng)作物推廣膜下滴灌效益更為可觀，農(nóng)民已經(jīng)對(duì)膜下滴灌技術(shù)有了新的認(rèn)識(shí)。但是，目前膜下滴灌配套設(shè)備仍需完善，滴灌整體技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)，探索地埋式膜下滴灌技術(shù)，逐步完善土地流轉(zhuǎn)和規(guī)模經(jīng)營(yíng)，還沒有完全建立制度體系。