新疆農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)選擇分析

劉明鳴

摘要：新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有典型綠洲農(nóng)業(yè)、灌溉農(nóng)業(yè)特征，高效節(jié)水灌溉技術(shù)的選擇與應(yīng)用對于保護現(xiàn)有綠洲生態(tài)系統(tǒng)、推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展具有重要意義。本文針對當(dāng)前新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的膜下有壓滴灌、自壓噴灌兩項高效節(jié)水灌溉技術(shù)進行具體分析，并探討高效節(jié)水灌溉模式的選擇及其創(chuàng)新應(yīng)用路徑，以期為新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)提供參考價值。

關(guān)鍵詞：新疆農(nóng)業(yè);節(jié)水技術(shù);膜下滴灌;自壓噴灌

0 引言

新疆位于我國西北邊陲，屬溫帶大陸性干旱氣候，全年平均降水量僅為150mm，且不同地區(qū)降水量分布不均。與此同時，新疆作為我國重要農(nóng)業(yè)基地，形成以糧食作物、蔬菜作物為主導(dǎo)的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，但長期以來粗放式灌溉模式、不合理用水結(jié)構(gòu)等因素進一步加劇農(nóng)業(yè)用水短缺與浪費現(xiàn)象，對于農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉的技術(shù)選擇及其模式創(chuàng)新提出現(xiàn)實要求。

1 高效節(jié)水灌溉技術(shù)

1.1 膜下有壓滴灌技術(shù)

該技術(shù)基于低壓管道系統(tǒng)的運行原理，借助壓力將灌溉用水緩慢滴注在作物根系活動區(qū)，保證作物根系發(fā)達部位的土壤保持最佳含水狀態(tài)，配合地膜覆蓋優(yōu)化保溫、保濕效果，實現(xiàn)糧食高產(chǎn)栽培目標(biāo)。以烏魯木齊地區(qū)的蔬菜種植為例，其灌溉技術(shù)要點如下：

1.1.1 滴灌帶裝置布設(shè)

由于烏魯木齊氣候干旱少雨、光照強、晝夜溫差大，適宜種植板栗瓜、金瓜等蔬菜作物，近年來蔬菜栽培面積持續(xù)擴大，普遍采用膜下滴灌栽培技術(shù)滿足灌溉用水需求。在播種前，預(yù)先完成滴灌帶裝置與小型開溝機的安裝，開溝后在溝內(nèi)鋪設(shè)毛管，用于保護地膜，并且施加腐熟有機肥3000～4000kg/667m2，沿土壤下方25cm左右深度進行土壤深翻、曬壟。在正式安裝滴灌帶環(huán)節(jié)，以幅寬為120cm薄膜為基準(zhǔn)，每隔80～100cm行距進行定距壓膜，選取1～2根滴灌毛管依次鋪設(shè)在栽培行內(nèi)，并在鋪設(shè)好的滴灌帶上方覆蓋薄膜、壓土，防止薄膜翹起或飄走。在滴灌帶布設(shè)方案選擇上需參考種植區(qū)域土壤性質(zhì)，如對于黏性土壤，可采用“一膜一管”的布設(shè)方案，用于節(jié)約成本;對于沙性土壤，可選取“一膜兩管”的布設(shè)方案，優(yōu)化灌溉效果。

1.1.2 田間管理

根據(jù)作物生長規(guī)律，選取膜下深度10cm處進行地溫測定，當(dāng)?shù)販剡_到10～15℃時滴灌出苗水，促進板栗瓜出早苗。在滴水量控制上，對于“一膜一管”式滴灌帶，宜滴灌300～345m3/hm2出苗水;對于“一膜兩管”式滴灌帶，應(yīng)滴灌175～225m3/hm2出苗水，保證滴灌的均勻度;對于未施加基肥的地塊，在應(yīng)用滴灌技術(shù)的同時分別施加磷酸二氫鉀15kg/hm2、尿素30kg/hm2等肥料，落實水肥管理。

由于板栗瓜體積較小、主側(cè)蔓均可結(jié)瓜，整體生育期內(nèi)需水量、需肥量均較大，因此還需結(jié)合種植區(qū)域周圍機井分布特征與水泵供水能力進行作業(yè)區(qū)域的科學(xué)劃定，待完成管道連接后及時進行打壓檢查，防范出現(xiàn)漏水問題。在每年5月初，按每公頃225m3的用水量進行1次滴水，在強化土壤保水效果的同時避免因灌水過量引發(fā)地溫下降問題，搭配施加專用肥或復(fù)合肥料，保證幼苗良好發(fā)育。通常在板栗瓜全生育期內(nèi)，宜將滴灌次數(shù)控制在7～8次左右，每間隔10d進行1次滴水，并結(jié)合土壤肥力、植株生育期等進行及時追肥，通常配合追肥5～6次。同時，注意在苗期嚴(yán)格控制滴灌用水量，確保在開花前澆足頭道水，施加尿素60kg/hm2和磷酸二氫鉀7.5kg/hm2;待進入最后2次澆水環(huán)節(jié)，不宜追施肥料，在每年10月上旬停水。

1.2 自壓噴灌技術(shù)

該技術(shù)以對地形自然高差的利用為設(shè)計原理，由灌溉水源、引水工程、輸水管網(wǎng)與噴灌設(shè)備組成，通過將輸水管道累積的重力勢能轉(zhuǎn)化為水頭處的工作壓力，實現(xiàn)對灌溉水源的噴灌處理。以小麥種植為例，其灌溉技術(shù)要點如下：

1.2.1 管網(wǎng)布設(shè)

灌溉系統(tǒng)包含引水、輸水兩部分，通過修建引水渠、沉沙池、調(diào)節(jié)池等基礎(chǔ)設(shè)施完成引水工程建設(shè)，由輸水管道、噴灑支管及相關(guān)配套設(shè)施組成輸水管網(wǎng)系統(tǒng)。將種植區(qū)域與調(diào)節(jié)池的水頭差設(shè)定在70～75m范圍內(nèi)，基于高程自壓噴灌技術(shù)原理實現(xiàn)引水、輸水與噴灌等流程;在輸水管網(wǎng)布置上，根據(jù)地形起伏與地表高程，將總干管高程設(shè)為2km左右，沿垂直方向安裝主干管，選取種植區(qū)域上游部位布設(shè)分干管，并依照20m的間距安裝給水栓、連接噴灌支管，借此利用分干管實現(xiàn)對不同種植條田的噴灌處理。同時，在地面上方鋪設(shè)長約0.2km的移動支管，沿支管鋪設(shè)方向以20m為間隔安裝PY110sh或PY120sh噴頭，噴嘴直徑為7×4mm，分別基于300kPa、400kPa的工作壓力滿足不同種植區(qū)域的噴灌射程、流量需求，保證實現(xiàn)對各條田噴灌用水的全面均勻覆蓋。

1.2.2 灌溉方式

采用自壓噴灌技術(shù)宜將灌水量控制在70～80m3/hm2左右，針對孕穗期長勢較弱的田塊，需在灌水前施加尿素6～8kg/667m2;針對復(fù)播玉米等農(nóng)作物的地區(qū)，還需依據(jù)60m3/667m2的比例灌好麥黃水，滿足作物生長要求。在實際生產(chǎn)過程中，通常采用分區(qū)域輪灌的灌水模式，依照灌溉區(qū)域面積進行支管數(shù)量的配置，保持循環(huán)作業(yè)，借此節(jié)約機械設(shè)備投入量，實現(xiàn)高效節(jié)水灌溉目標(biāo)。

2 基于高效節(jié)水灌溉助力新疆現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的路徑選擇

2.1 健全節(jié)水灌溉技術(shù)選擇機制

為促進節(jié)水灌溉技術(shù)選擇能力的長效提升，首要前提是健全技術(shù)選擇機制。一方面從制度保障建設(shè)入手，在中央指導(dǎo)下完善地方政府與管理部門組織結(jié)構(gòu)建設(shè)，結(jié)合新疆地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特征、水資源分布情況進行灌溉用水的配額管理，根據(jù)新疆省內(nèi)不同區(qū)域的水資源存量狀態(tài)進行資源精細化配置，著力推動水權(quán)交易、水價調(diào)節(jié)等制度建設(shè)，利用制度建設(shè)發(fā)揮約束與導(dǎo)向作用，為節(jié)水行為及灌溉技術(shù)的推廣提供良好基礎(chǔ)，并以農(nóng)業(yè)基層組織為單位進行相關(guān)制度的宣傳與普及，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體明確節(jié)水灌溉的重要性，為水權(quán)交易、灌溉水利用等環(huán)節(jié)農(nóng)民合法權(quán)益的保護提供制度保障。另一方面從政策資源供應(yīng)入手，政府部門應(yīng)基于農(nóng)業(yè)新技術(shù)推廣需要進行政策體系的完善，引導(dǎo)企業(yè)增強節(jié)水技術(shù)與產(chǎn)品的自主研發(fā)與創(chuàng)新力度，調(diào)動科研人員、技術(shù)人員等主體參與到技術(shù)推廣進程中，為相關(guān)從業(yè)主體提供如涉農(nóng)產(chǎn)品免稅、技術(shù)研發(fā)經(jīng)費補貼等優(yōu)惠政策，并以農(nóng)民為主體培育專業(yè)合作組織，借助“一事一議”、“項目驅(qū)動”等激勵模式發(fā)揮對農(nóng)民行為與選擇的直接有效引導(dǎo)，更好地促進節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣。

2.2 強化多元主體選擇能力建設(shè)

從政府層面入手，政府結(jié)合地方自然環(huán)境特征與資源稟賦情況，選擇符合當(dāng)?shù)匕l(fā)展特征的節(jié)水灌溉技術(shù)模式，依托配套政策、制度的實施增強節(jié)水灌溉技術(shù)推廣實效性。從科研部門視角入手，由科研部門充分利用自身技術(shù)研發(fā)能力優(yōu)勢，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)條件與農(nóng)業(yè)發(fā)展計劃進行節(jié)水灌溉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)與產(chǎn)品服務(wù)體系的長效建設(shè)，并組織基層技術(shù)人員與農(nóng)戶代表參加最新技術(shù)宣傳與培訓(xùn)工作，為技術(shù)推廣與應(yīng)用提供完善服務(wù)。從企業(yè)角度入手，要求企業(yè)面向市場進行周密細致調(diào)研，學(xué)習(xí)借鑒全球范圍內(nèi)發(fā)達國家的先進節(jié)水灌溉技術(shù)經(jīng)驗，并聯(lián)合科技部門、行業(yè)組織機構(gòu)與高等院校等建立技術(shù)聯(lián)合研發(fā)平臺，積極推動自身生產(chǎn)研發(fā)模式的創(chuàng)新，依托政策優(yōu)惠、資金扶持與技術(shù)支持等有效提高自身創(chuàng)新能力，為節(jié)水灌溉技術(shù)的實際應(yīng)用提供多種選擇。

2.3 深化農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)體系建構(gòu)

節(jié)水灌溉技術(shù)推廣效果的提升建立在服務(wù)體系建設(shè)的基礎(chǔ)上，一方面需深化現(xiàn)有農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)體系建設(shè)，確保結(jié)合新疆地區(qū)灌溉水源分布不均的現(xiàn)實情況，因地制宜地編制適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境水文特征、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局的技術(shù)措施，構(gòu)建省、市、縣、鄉(xiāng)多級農(nóng)技推廣體系與服務(wù)機制，在各級分別設(shè)立專門推廣部門與服務(wù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，基于責(zé)任制發(fā)揮對技術(shù)推廣過程的約束與監(jiān)督作用，確保真正對接農(nóng)戶實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用，為實際農(nóng)作物種植與生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供技術(shù)支持，防止出現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用低效、形式化等問題，切實提高廣大農(nóng)戶的技術(shù)選擇與應(yīng)用能力。另一方面還需進一步強化技術(shù)示范引導(dǎo)，結(jié)合現(xiàn)階段積累的技術(shù)推廣試點經(jīng)驗，進一步對高效節(jié)水灌溉示范地、示范園區(qū)進行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，通過技術(shù)與資源的匯總為相關(guān)農(nóng)業(yè)主體提供更多選擇，進而依托技術(shù)創(chuàng)新助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營模式的轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)技術(shù)成果的有效轉(zhuǎn)化。

2.4 提升能源技術(shù)融合創(chuàng)新能力

當(dāng)前以滴灌、噴灌為代表的節(jié)水技術(shù)已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但在具體生產(chǎn)實踐環(huán)節(jié)也暴露出一系列缺陷，因此還需結(jié)合生產(chǎn)實際進行現(xiàn)有技術(shù)的融合與再造，借此更好地依托技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)于產(chǎn)能提升。以膜下滴灌技術(shù)為例，現(xiàn)階段該技術(shù)在田間的應(yīng)用能夠有效維持糧食作物、蔬菜作物產(chǎn)量與產(chǎn)能的穩(wěn)定性，但其產(chǎn)量、產(chǎn)能的提升潛力仍未得到充分發(fā)掘，究其原因在于滴水時間的選擇、滴水量的控制以及施肥用量等計量精度不達標(biāo)，對此可引入大田作物生長監(jiān)測系統(tǒng)等先進技術(shù)，圍繞蔬菜全生育期進行生長狀態(tài)、需水量的動態(tài)檢測與精確計算，保證最大限度提升灌溉水的利用率，實現(xiàn)作物高效生產(chǎn)目標(biāo)。此外，還應(yīng)結(jié)合不同作物種植條件差異進行高效節(jié)水灌溉模型的建構(gòu)，在面向其他類型作物的灌溉需求時僅需修改、輸入相應(yīng)參數(shù)即可完成設(shè)備微調(diào)，無需重新配置新設(shè)備、節(jié)約成本，更好地提升經(jīng)濟效益。

3 結(jié)論

現(xiàn)階段高效節(jié)水灌溉技術(shù)已在新疆地區(qū)進行試點示范及規(guī)?；瘧?yīng)用，但在實際使用效率、技術(shù)推廣力度、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主體選擇傾向等方面仍存在薄弱問題。基于此，還需聚焦健全選擇機制、強化主體支持、深化技術(shù)服務(wù)與加強技術(shù)創(chuàng)新等層面進行高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用模式的完善，實現(xiàn)資源節(jié)約與產(chǎn)能提升目標(biāo)，為新疆農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 阿娜克孜·肉孜.新疆農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)探析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2016，36（12）：62-62.

[2] 王勇.新疆農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)探析[J].水能經(jīng)濟，2018（6）：229.