寧夏4種高效節(jié)水灌溉技術(shù)模式的適用區(qū)域與優(yōu)缺點(diǎn)

李 昊，楊 飛，王 昊，賈雨晗，楊月菊，趙 雁

(1.寧夏農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，寧夏 銀川 750002； 2.寧夏農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，寧夏 銀川 750001； 3.寧夏農(nóng)墾農(nóng)林牧技術(shù)推廣服務(wù)中心，寧夏 銀川 750021； 4.寧夏農(nóng)業(yè)勘察設(shè)計(jì)院，寧夏 銀川 750001； 5.寧夏農(nóng)田水利建設(shè)與開發(fā)整治中心，寧夏 銀川 750002； 6.寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)中心，寧夏 銀川 750002)

近年來，寧夏回族自治區(qū)人民政府公報(bào)[1]、《黃河可供水量年度分配及干流水量調(diào)度方案》[2]和《黃河水量調(diào)度管理辦法》[3]均指出，寧夏干旱少雨，水資源嚴(yán)重匱乏，計(jì)入國家分配的40億 m3黃河水資源，可利用水資源總量只有41.5億m3。寧夏不僅水資源缺乏，而且水資源時(shí)空分布極不均衡，嚴(yán)重限制了農(nóng)業(yè)發(fā)展，為解決農(nóng)業(yè)灌水問題，寧夏學(xué)習(xí)借鑒國內(nèi)外高效節(jié)水灌溉經(jīng)驗(yàn)，到目前全區(qū)共建成高效節(jié)水灌溉600多處，面積23.47萬hm2，占全區(qū)總灌溉面積的40%，其中，北部引黃灌區(qū)11.33萬hm2、中部干旱帶7.67萬hm2、南部山區(qū)4.47萬hm2。在發(fā)展高效節(jié)水灌溉技術(shù)模式過程中，寧夏歸納總結(jié)出4種高效技術(shù)模式，現(xiàn)介紹如下，以期為生產(chǎn)上推廣應(yīng)用提供參考。

1 寧夏高效節(jié)水灌溉技術(shù)模式及分布

1.1 模式

寧夏在發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)過程中總結(jié)出機(jī)井+管道輸水+滴、噴灌模式(A模式)[4]，黃河水+沉沙池+調(diào)蓄水池+加壓泵站+滴、噴灌模式(B模式)，黃河水+調(diào)蓄水池+加壓泵站+滴、噴灌模式(C模式)，水庫(塘壩)+高位蓄水池+滴、噴灌模式(D模式)等4種高效模式。

1.2 分布

A模式主要分布在銀北自流灌區(qū)、鹽池縣、原州區(qū)、西吉縣、農(nóng)墾等，面積3.76萬hm2，占比15.99%；B模式主要分布在青銅峽和沙坡頭、農(nóng)墾等自流灌區(qū)，面積8.30萬hm2，占比35.30%；C模式主要分布在利通區(qū)、鹽池縣、同心縣、紅寺堡區(qū)、海原縣和原州區(qū)、農(nóng)墾等，面積9.80萬hm2，占比41.68%；D模式主要分布在固原市和海原縣，面積1.65萬hm2，占比7.02%。

2 4種模式的適用區(qū)域與優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 適用區(qū)域

A模式主要適用于無地表水、無過境水的區(qū)域；B模式、C模式主要適用于有地表水、有過境水的區(qū)域；D模式主要適用于降水較多的區(qū)域。

2.2 優(yōu)點(diǎn)

2.2.1 A模式 一是占用土地少，一般1個(gè)井房占地約15 m2，可以輪灌20 hm2左右的地塊(以種植玉米為例，出水量50 m3/h，以下全部以種植玉米為作物標(biāo)準(zhǔn))。二是靈活性較強(qiáng)，可以在山坡等地勢不平坦的地方建設(shè)，甚至可以建在渠系上。三是建設(shè)費(fèi)用低，一般在50萬元左右(面積不超過20 m2，基建成本約1 500元/m2；深度不超過200 m，成本約1 800元/m；過濾設(shè)備約80 000元/套)。四是適用性強(qiáng)，小型農(nóng)場、農(nóng)戶可以單獨(dú)操作使用，不宜受其他因素干擾(較其他模式可以單人操作，不受水源的制約)。五是易維護(hù)，易操作，設(shè)備簡單。

2.2.2 B模式 該模式在寧夏使用面積較大，一是效率高，同時(shí)可以大面積灌溉作業(yè)，對于大型農(nóng)場等耕地面積較大的地方可以有效提高效率。二是設(shè)備維護(hù)費(fèi)用低，因沉沙池作用而大大降低水中雜質(zhì)，能提高過濾器等重要設(shè)備的壽命，降低田間滴灌管帶的堵塞概率，增加作物長勢的均勻性。三是提高灌溉水利用系數(shù)，2018年全區(qū)灌溉水利用系數(shù)達(dá)到0.51，該模式下水經(jīng)過長時(shí)間照曬，水溫較高，可有效提高肥料和水的利用系數(shù)[5-6]。

2.2.3 C模式 該模式在寧夏使用面積較大，其優(yōu)點(diǎn)與B模式基本一樣，但沒有沉沙池的作用。

2.2.4 D模式 一是費(fèi)用低，因?yàn)樗粗饕且揽拷邓瑴p少抽水成本。二是水庫(塘壩)易改造，一般是利用以前的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)就行改造。三是占用土地少，多數(shù)是利用塘壩等地，新增使用較少。

2.3 缺點(diǎn)

2.3.1 A模式 一是因?yàn)樗疁氐?，所以灌溉水的利用系?shù)低。二是易造成作物“生理干旱”。夏季氣溫高，植株葉面溫度常高達(dá)40℃左右，蒸騰作用強(qiáng)，同時(shí)水分蒸發(fā)快，根系需要不斷吸收水分補(bǔ)充葉面蒸騰的損失，如果此時(shí)澆冷水，土壤溫度突然降低，植株根毛受低溫刺激會立即阻礙水分的正常吸收；但葉面氣孔沒有關(guān)閉，水分供求失衡，導(dǎo)致葉面細(xì)胞由緊張狀態(tài)變萎蔫，使植株產(chǎn)生“生理干旱”。三是供水的面積有限、效率低，在大型農(nóng)場和大面積灌溉時(shí)輪灌次數(shù)多，持續(xù)時(shí)間長。四是嚴(yán)重依賴開采地下水，可能會引起不可恢復(fù)的生態(tài)破壞。

2.3.2 B模式 一是費(fèi)用高，一部分是建造成本高，包括占地成本、泵房、蓄水池、機(jī)電設(shè)備、水泵、過濾器、施肥罐、沉砂池等都較A模式高；另一部分是在每年灌溉結(jié)束需要清理沉砂池的泥土，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，同時(shí)冬季維護(hù)費(fèi)工費(fèi)時(shí)，總體建造成本和維護(hù)成本都較高。二是占地較多，一般較A模式占地多60倍左右，且能使用B模式的區(qū)域一般都是基本農(nóng)田，地塊價(jià)值較高。

2.3.3 C模式 其主要缺點(diǎn)和B模式基本相同，不同之處C模式?jīng)]有沉砂池但有調(diào)蓄水池，費(fèi)用稍低。較A模式對過濾器的要求較高，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)較多。

2.3.4 D模式 一是較A模式對過濾器的要求較高，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)較多。二是灌溉面積有限。三是受降水、地形因素的影響較大。

3 小結(jié)

農(nóng)田高效節(jié)水灌溉可對水資源進(jìn)行合理配置及使用，有效提高水資源的利用率，解決當(dāng)前水資源匱乏的問題。沒有水就沒有農(nóng)業(yè)，更談不上農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、綠色農(nóng)業(yè)等，高效節(jié)水是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。不同高效節(jié)水灌溉模式的使用區(qū)域不一，且各有其優(yōu)缺點(diǎn)，建設(shè)時(shí)要對農(nóng)田進(jìn)行實(shí)地考察，綜合考慮當(dāng)?shù)厮辞闆r、種植農(nóng)作物、農(nóng)作物需水量、資金、地形地貌等，因地制宜選擇。對于寧夏沒有水源或沒有穩(wěn)定水源的中部干旱帶和南部山區(qū)，可以不計(jì)成本選擇應(yīng)用，因?yàn)橹挥兴拍馨l(fā)展農(nóng)業(yè)；對于引黃和揚(yáng)黃灌區(qū)，要針對性選擇高效節(jié)水灌溉模式，以達(dá)到節(jié)本增效的作用。