徐州市設(shè)施農(nóng)業(yè)供水模式研究

摘 要：針對(duì)徐州市設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，結(jié)合徐州市灌溉工程現(xiàn)狀，研究總結(jié)了徐州市設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與不同發(fā)展規(guī)模相適宜的灌溉供水模式，提出了規(guī)?；O(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水輪灌模式、“百畝農(nóng)莊”單一設(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水輪灌模式、“百畝農(nóng)莊”多樣化設(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水隨機(jī)灌溉模式、分散式設(shè)施農(nóng)業(yè)獨(dú)立供水經(jīng)濟(jì)型灌溉模式和水稻—設(shè)施蔬菜輪作低壓管道灌溉模式等5種灌溉供水模式。研究結(jié)果可以為徐州市節(jié)水灌溉工程技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：設(shè)施農(nóng)業(yè)；供水模式；集中供水；獨(dú)立供水；徐州市

中圖分類號(hào) S275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）22-118-03

Abstract：According to the plant conditions of facility agriculture and current status of irrigation engineering in Xuzhou City， irrigation water supply modes for different scale of facility agriculture engineering were summarized. Five irrigation water supply modes were put forward. There were centralized water supply and rotation irrigation mode for large scale facility agriculture engineering， centralized water supply and rotation irrigation mode for hundred acre facility agriculture engineering with single crop， centralized water supply and random irrigation mode or hundred acre facility agriculture engineering with diverse crops， independent water supply and economical irrigation mode for decentralized facility agriculture engineering，low pressure pipe irrigation mode for rice and facility agriculture vegetable rotation system. The research results can support the application of water-saving irrigation engineering technology in facility agriculture engineering of Xuzhou city.

Key words：Facility agriculture；Water supply mode；Centralized water supply；Independent water supply；Xuzhou City

設(shè)施農(nóng)業(yè)，是在環(huán)境相對(duì)可控條件下，采用工程技術(shù)手段，進(jìn)行動(dòng)植物高效生產(chǎn)的一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方式。設(shè)施農(nóng)業(yè)涵蓋設(shè)施種植、設(shè)施養(yǎng)殖和設(shè)施食用菌等[1-6]。2012年我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)面積已占世界總面積85%以上[7]。設(shè)施農(nóng)業(yè)通過(guò)水、肥、氣、熱的科學(xué)調(diào)控實(shí)現(xiàn)作物反季節(jié)栽培，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的生產(chǎn)目的，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容。設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的水分管理是關(guān)鍵因素之一，灌溉是否科學(xué)不僅關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量品質(zhì)，而且還影響到肥、氣、熱等其他因素的科學(xué)調(diào)控?？茖W(xué)的灌溉管理可以提高水肥利用率、優(yōu)化設(shè)施微氣候，從而避免對(duì)地下水環(huán)境污染、減少病蟲害發(fā)生、降低運(yùn)行費(fèi)用等[8-13]。

徐州市委、市政府一直高度重視發(fā)展高效設(shè)施農(nóng)業(yè)，各地從組織保障、財(cái)政支持、招商引資、考核獎(jiǎng)懲等方面予以大力推動(dòng)。目前徐州市設(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)域規(guī)模已初步形成，2014年全市新增設(shè)施農(nóng)業(yè)面積0.98萬(wàn)hm2，總面積達(dá)到13.31萬(wàn)hm2，占耕地比重達(dá)21.1%。徐州市各級(jí)水利部門高度重視設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉配套工程的建設(shè)，充分整合水利、農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)等部門項(xiàng)目資金，發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)的高效節(jié)水灌溉工程。2014年度全市設(shè)施農(nóng)業(yè)新增高效節(jié)水灌溉面積0.37萬(wàn)hm2，總面積（滴灌、微噴灌）2.1萬(wàn)hm2，為設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了支撐。

設(shè)施蔬菜改變了傳統(tǒng)的糧食作物種植模式，其對(duì)灌溉保證率、灌水均勻度、水溫、濕度等要求不同于糧食作物，傳統(tǒng)的渠灌、井灌模式已經(jīng)滿足不了高效設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，限制并阻礙了高效設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展。本文針對(duì)徐州市設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模、農(nóng)業(yè)種植、水利工程現(xiàn)狀，分析不同設(shè)施農(nóng)業(yè)工程規(guī)模供水工程特點(diǎn)，確定不同類型設(shè)施農(nóng)業(yè)供水工程模式，為徐州市節(jié)水灌溉工程技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考，促進(jìn)高效設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

1 規(guī)模化設(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水輪灌模式

規(guī)?；O(shè)施農(nóng)業(yè)一般是按規(guī)劃統(tǒng)一種植作物品種，管理模式有合作社管理、村集體管理等類型。此種管理模式有利于節(jié)水灌溉工程的建設(shè)、區(qū)域內(nèi)水資源的調(diào)配、灌溉制度的制定等，宜發(fā)展規(guī)?；O(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水輪灌模式。

規(guī)模化集中供水輪灌模式適用于規(guī)?；O(shè)施農(nóng)業(yè)區(qū)。在設(shè)施農(nóng)業(yè)面積集中、作物種類相對(duì)一致、灌溉水源有保障等條件下，設(shè)計(jì)集中供水規(guī)模一般不小于200hm2，采取輪灌模式是較為經(jīng)濟(jì)合理的。輪灌是同一級(jí)輸配水管道及灌水器在一次灌水延續(xù)時(shí)間內(nèi)輪流輸水、灌水的工作方式。實(shí)行輪灌的輸配水管道及灌水器稱為輪灌組。

實(shí)行輪灌干管流量有效減小，縮短輸水管道長(zhǎng)度，減少了輸水損失；有利于農(nóng)業(yè)耕作和灌水工作的配合，有利于提高灌水工作效率，提高設(shè)備利用率，降低灌水成本，擴(kuò)大灌溉面積，減少工程投資。

2 “百畝農(nóng)莊”單一設(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水輪灌模式

近年來(lái)，徐州各地開(kāi)展土地向農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)企業(yè)、種植大戶流轉(zhuǎn)，承包面積多在6.67～33.33hm2，種植設(shè)施花卉、葡萄或蔬菜，品種比較單一的經(jīng)營(yíng)模式。該種模式種植作物種類單一，灌溉需求和灌溉制度相同，對(duì)灌溉工程的要求簡(jiǎn)單，宜采取單一設(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水輪灌模式。一般采用單一水源集中供水，主干管網(wǎng)采用續(xù)灌模式，支管、毛管及田間灌水設(shè)施采用輪灌模式。

3 “百畝農(nóng)莊”多樣化設(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水隨機(jī)灌溉模式

隨著2014年中央1號(hào)文件和關(guān)于土地流轉(zhuǎn)政策的落實(shí)，徐州各地種植大戶或農(nóng)業(yè)公司利用土地流轉(zhuǎn)，建設(shè)“百畝農(nóng)莊”。農(nóng)莊內(nèi)結(jié)合觀光旅游和采摘，布設(shè)了不同的設(shè)施農(nóng)業(yè)，種植作物品種多樣，一般種植多種設(shè)施蔬菜、設(shè)施花卉、設(shè)施果樹(shù)、設(shè)施苗木等，各種作物的灌溉需求和土壤水分狀況也不盡相同，導(dǎo)致各種植區(qū)灌水時(shí)機(jī)和時(shí)間不相同，帶有較大的隨意性，不適宜采用集中供水輪灌模式，對(duì)此類多樣化的設(shè)施農(nóng)業(yè)灌水需求應(yīng)引入自來(lái)水化的理念，將每種作物作為1個(gè)用水戶，與居民區(qū)自來(lái)水供應(yīng)方式相同，采用集中供水隨機(jī)灌溉模式，將水源引至每種作物，任何時(shí)候打開(kāi)控制閥門，都可以滿足灌溉需求。

該模式特點(diǎn)，主管網(wǎng)采用低壓管道輸水，水源以采用地下水為主（地表水質(zhì)良好亦可以作為灌溉水源），水泵處設(shè)置變頻器，進(jìn)行系統(tǒng)的恒壓控制，在每個(gè)用水戶（即不同作物種植區(qū)）預(yù)留取水口，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)隨機(jī)灌溉，在每種作物種植區(qū)內(nèi)可設(shè)計(jì)續(xù)灌或輪灌。

4 分散式設(shè)施農(nóng)業(yè)獨(dú)立供水經(jīng)濟(jì)性灌溉模式

設(shè)施農(nóng)業(yè)其對(duì)灌溉保證率、灌溉水質(zhì)、灌水均勻度、水溫、濕度等要求不同于糧食作物，對(duì)灌溉條件提出了更高的要求。目前受到農(nóng)村土地經(jīng)營(yíng)方式和水源條件制約，數(shù)量眾多的設(shè)施農(nóng)業(yè)仍然由一家一戶的土地承包戶分散種植，面積大小不一。徐州平原區(qū)淺層地下水水量相對(duì)豐富，埋深5～10m，水質(zhì)相對(duì)較好，一般利用手壓井或輕型井提取地下水進(jìn)行灌溉；丘陵山區(qū)根據(jù)水源條件，一般利用大口井提取地下水或利用集蓄雨水工程（集水窖、庫(kù)塘和蓄水池）進(jìn)行灌溉。對(duì)于此類分散式設(shè)施農(nóng)業(yè)適宜采用分散式設(shè)施農(nóng)業(yè)獨(dú)立供水經(jīng)濟(jì)型灌溉模式。

（1）有供電條件。采用輕型井與經(jīng)濟(jì)型微灌工程模式。即利用輕型井、小型電力自吸水泵提取淺層地下水，通過(guò)毛管、滴灌帶進(jìn)行灌溉，投資少，操作簡(jiǎn)便，可以大大降低農(nóng)戶勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高灌溉效率。

（2）沒(méi)有供電條件。采用光伏提水灌溉系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)型微灌工程相結(jié)合模式，即采用光伏板發(fā)電作為水泵提水動(dòng)力，將水源送入輸水管道進(jìn)行灌溉。徐州現(xiàn)有的灌區(qū)主要灌溉模式為末級(jí)固定泵站提水、斗農(nóng)渠輸水灌溉，末級(jí)固定泵站控制面積20～133.33hm2，在此灌溉單元內(nèi)一般無(wú)供電設(shè)施（遠(yuǎn)離村莊和供電線路）。此外，在丘陵山區(qū)和高亢的偏遠(yuǎn)地區(qū)，由于地勢(shì)高亢、偏遠(yuǎn)、架設(shè)供電線路成本高等因素，缺少供電設(shè)施，目前農(nóng)戶多用輕型井結(jié)合柴油機(jī)加軟管進(jìn)行灌溉。對(duì)于此類分散式設(shè)施農(nóng)業(yè)適宜采用光伏提水灌溉系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)型微灌工程相結(jié)合模式，可以有效解決架設(shè)供電線路高成本的問(wèn)題，提高灌溉保證率。

5 水稻—蔬菜輪作低壓管道灌溉模式

“稻菜輪作”是指在水稻收獲后，增種一季設(shè)施蔬菜的栽培模式。此模式可以有效解決低洼地區(qū)夏季種植旱作物易受澇漬減產(chǎn)，充分利用雨水資源種植水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，同時(shí)可以充分利用冬春季節(jié)的土地和自然溫光條件，發(fā)展耐低溫設(shè)施蔬菜，充分發(fā)揮土地的利用效率。在讓土地得到了充分利用的同時(shí)，還可以有效地解決由于長(zhǎng)期蔬菜連作等種植模式和塑料薄膜等的使用，造成的土壤板結(jié)、富營(yíng)養(yǎng)化和非均衡化，提高了土壤的酶活性、土壤微生物數(shù)量和群落多樣性和土壤的理化特性，保證稻菜的質(zhì)量和產(chǎn)量。目前這種種植模式主要分布在新沂市和銅山區(qū)。

稻菜輪作主要為普通的大棚，蔬菜品種主要為耐寒越冬蔬菜，以芹菜、西芹、蔥蒜、菠菜、青菜、香菜為主。種植要點(diǎn)是根據(jù)所需種植蔬菜品種的農(nóng)時(shí)栽植時(shí)限，合理安排好育苗，確保所種植蔬菜不誤農(nóng)時(shí)，達(dá)到長(zhǎng)勢(shì)好、效益高的目標(biāo)。

由于稻菜輪作也是水旱輪作，因此，稻菜輪作的農(nóng)田一般是能排能灌的老稻區(qū)，在收獲水稻后，要開(kāi)溝排濕、旋耕土地、施底肥、精細(xì)耕作土地、開(kāi)廂溝、建設(shè)大棚、種植蔬菜。水稻種植季一般采用原有渠道進(jìn)行灌溉，如果蔬菜種植季仍采用原有渠道進(jìn)行溝灌或畦灌，易造成大棚內(nèi)土壤和空氣濕度高，加重病害，花費(fèi)人工多。稻菜輪作一般是一家一戶的種植模式，種植時(shí)間、地塊、品種、規(guī)模均具有不確定性，一般不適宜采用集中供水節(jié)水微灌工程模式，應(yīng)結(jié)合灌區(qū)續(xù)建配套節(jié)水改造、小型農(nóng)田水利重點(diǎn)縣等建設(shè)項(xiàng)目，發(fā)展適度規(guī)模的低壓管道灌溉工程，使原有渠道工程和低壓管道灌溉工程相結(jié)合，水稻種植季采用渠道灌溉，蔬菜種植季采用低壓管道灌溉，兼顧水稻和設(shè)施蔬菜種植的用水需求。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)徐州市設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)模、農(nóng)業(yè)種植、水利工程現(xiàn)狀，分析不同設(shè)施農(nóng)業(yè)工程規(guī)模供水工程特點(diǎn)，總結(jié)了徐州市設(shè)施農(nóng)業(yè)工程與不同發(fā)展規(guī)模相適宜的灌溉供水模式，提出了規(guī)?；O(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水輪灌模式、“百畝農(nóng)莊”單一設(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水輪灌模式、“百畝農(nóng)莊”多樣化設(shè)施農(nóng)業(yè)集中供水隨機(jī)灌溉模式、分散式設(shè)施農(nóng)業(yè)獨(dú)立供水經(jīng)濟(jì)型灌溉模式和水稻—設(shè)施蔬菜輪作低壓管道灌溉模式等5種灌溉供水模式。研究結(jié)果對(duì)徐州市節(jié)水灌溉工程技術(shù)的推廣應(yīng)用，促進(jìn)高效設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

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（責(zé)編：徐煥斗）