鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下成都平原節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與路徑研究

李輝，羅敏，付克蘭

(1.成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電信息學(xué)院，成都，611130；2.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，四川崇州，611231)

前言

隨著2020年全面建成小康社會(huì)目標(biāo)的逐步實(shí)現(xiàn)，國家提出以農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化為總體目標(biāo)的“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”也在逐步統(tǒng)籌推進(jìn)。習(xí)近平總書記提出鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的總要求為“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風(fēng)文明、治理有效、生活富?！保瓿蛇@個(gè)總要求必須要以農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)興旺作為首要目標(biāo)。農(nóng)業(yè)以土而立、以肥而興、以水而旺。四川是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的興旺和綠色發(fā)展關(guān)系到鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施。成都平原是四川省率先實(shí)行農(nóng)村改革的地區(qū)，也是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化起步比較早、發(fā)展比較快的地區(qū)。成都平原屬于長江流域岷江沱江水系，雖然水資源稟賦良好，但存在地勢差異顯著、全年降水量不均衡、區(qū)域性缺水、工程性缺水和配置性缺水等問題。成都平原農(nóng)業(yè)用水占總用水量近50%，因此大力發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)，已成為解決缺水問題的戰(zhàn)略選擇。開展節(jié)水農(nóng)業(yè)研究，是國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)綠色、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，是助推鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要舉措。針對成都平原發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)面臨的問題和解決途徑進(jìn)行研究，既有助于保障地區(qū)糧食安全、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、減輕農(nóng)田水利建設(shè)的工作量、節(jié)約土地和水資源，促進(jìn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高效，增強(qiáng)成都平原的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)效益，又有利于保護(hù)和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和生態(tài)效益，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展，還有利于提高社會(huì)效益，推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)，達(dá)到民富國強(qiáng)的目標(biāo)。

1 成都平原發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)的必要性

1.1 成都平原水資源特點(diǎn)

成都平原位于四川省中部，水資源豐富，年均水資源總量為304.72億m3，多年平均地下水資源總量為42.98億m3[1]。成都平原水資源主要有以下特點(diǎn)：

(1)河網(wǎng)密度大。成都市有岷江、沱江等12條干流及幾十條支流，河流縱橫，溝渠交錯(cuò)，河網(wǎng)密度高達(dá)1.22km/km2；加上馳名中外的都江堰水利工程；更有庫、塘、堰、渠星羅棋布。

(2)水質(zhì)優(yōu)良。成都平原地處長江流域上游，河水主要由大氣降水、地下潛流和融雪組成，在流入成都平原之前，河道主要在高山峽谷之間，受人為污染小，因而水質(zhì)格外優(yōu)良，絕大部分指標(biāo)符合國家地面水二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

(3)成本低，利用方便。位于成都市郫縣的成都市自來水六廠，是國內(nèi)規(guī)模最大的重力自流節(jié)能型水廠，日供水140萬t，是成都市的主力水廠。水六廠地理位置得天獨(dú)厚，取水口毗鄰都江堰水系的徐堰河、柏條河，雙水源取水保證了原水四季不斷。由于地勢高差，水六廠取水和向成都市供水都采用重力流方式，是國內(nèi)獨(dú)具特色的重力自流節(jié)能型水廠。

1.2 成都平原水資源利用存在的問題

成都平原雖然水資源豐富，但近年來隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，人口激增，經(jīng)濟(jì)發(fā)展飛速，用水量激增，全市多年平均缺水率為1.2%，成都平原水資源各種問題逐漸突顯，主要體現(xiàn)在以下方面。

(1)水資源開發(fā)強(qiáng)度大。據(jù)《成都市水務(wù)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》稱，岷江上游來水減少10%，而水資源開發(fā)強(qiáng)度已達(dá)80%，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國際公認(rèn)的40%水資源開發(fā)警戒線。一些河流最小生態(tài)流量已不能滿足多年平均流量10%～30%的生態(tài)基流要求，甚至出現(xiàn)斷流或干涸，水資源供需矛盾將進(jìn)一步凸顯[2]。

(2)水資源污染問題愈來愈突出。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的進(jìn)程加快，以及農(nóng)業(yè)和農(nóng)村污染的日益增加，地下水和地表水資源環(huán)境惡化趨勢嚴(yán)重。全市每日排放的各類廢水、污水多達(dá)100多萬t，廢水處理量約為40萬t，約60%的廢水、污水未經(jīng)處理便直接排入河道，河道水污染加劇，河流生態(tài)整體惡化、廢污水排放增加、黑臭水體等各種水問題逐漸突顯，水生態(tài)環(huán)境保護(hù)與治理形勢十分嚴(yán)峻[3]。

(3)嚴(yán)重的水土流失。四川省目前是全國水土流失最嚴(yán)重的省份之一，全省水土流失面積12.1萬km2。成都平原過墾指數(shù)高達(dá)60%，由于土地過墾，植被遭到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而加劇了水土流失。川西高原與成都平原過渡地帶地形地貌復(fù)雜多變，雨季較長，降雨量大，工程建設(shè)極易產(chǎn)生大量水土流失。

成都存在工程性缺水、區(qū)域性缺水、水質(zhì)性缺水、配置性缺水等問題，是全國實(shí)實(shí)在在缺水的城市之一。這已經(jīng)直接影響到成都市的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和區(qū)域環(huán)境質(zhì)量，迫切需要對水資源和水環(huán)境進(jìn)行科學(xué)合理地利用與改善。

2 成都平原節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與存在的問題

2.1 水資源利用率低

成都平原水資源總量豐富，但多年平均水資源利用率僅為12%，與全國平均值20%相比，還有很大的開發(fā)利用空間。水資源重復(fù)利用率僅為50%左右，而發(fā)達(dá)國家已經(jīng)達(dá)到70%以上[4]。農(nóng)業(yè)是用水大戶，約占總用水量的75%以上，但農(nóng)業(yè)仍然采用傳統(tǒng)的大水漫灌的灌溉方式，對水資源的利用率極低，造成水資源的巨大浪費(fèi)。

2.2 田間灌溉節(jié)水利用率低

成都平原農(nóng)業(yè)用水量大，但灌溉水利用率極低。截至2015年，都江堰灌溉區(qū)灌溉水利用率不超過0.5，低于0.53的全國灌溉水利用系數(shù)。2014年，我國節(jié)水灌溉面積達(dá)到0.29億hm2，占灌溉面積的比重為41.07%[5]。其中，噴灌、微灌占灌溉面積的比重為11.1%，與世界節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的以色列、德國相比還有很大差距，這些國家在2002年這一比率就達(dá)到了100%。通過對田間不同灌溉技術(shù)的節(jié)水潛力進(jìn)行計(jì)算，如果采用節(jié)水灌溉技術(shù)，可節(jié)約用水量19.66億m3～49.15億m3，節(jié)約的水量可以新增有效灌溉面積40.57萬hm2～101.42萬hm2，提高有效灌溉率10%～28%[6]。

2.3 水分生產(chǎn)率低

成都平原地區(qū)水資源利用形式比較粗放，用水效率較低。成都平原糧食生產(chǎn)的水分生產(chǎn)率為0.9kg/m3(生產(chǎn)1t糧食要消耗水1111m3)，低于我國平均水分生產(chǎn)率1kg/m3(生產(chǎn)1t糧食要消耗水1000m3)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界上先進(jìn)國家的水平[7]。如果按照我國平均水分生產(chǎn)率1kg/m3的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，成都平低原可節(jié)水37.84億m3。由此可見，在農(nóng)業(yè)用水日益短缺的情況下，通過提高水分生產(chǎn)率實(shí)現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)，這是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色高效、可持續(xù)發(fā)展的根本出路。

2.4 渠系水利用率低

成都平原農(nóng)田供水灌渠輸配系統(tǒng)浪費(fèi)嚴(yán)重，管理粗放，灌溉水渠利用率僅為53.37%，接近一半的灌溉水在輸配過程中被損失掉，屬于典型的“工程型缺水”。以2015年農(nóng)業(yè)用水為基礎(chǔ)，在大、中、小三個(gè)不同目標(biāo)下，成都平原可節(jié)約用水量為9.95億m3～32.21億m3，節(jié)約水量可新增有效灌溉面積20.55萬hm2～66.44萬hm2。通過渠道防滲技術(shù)能有效減少渠道滲漏損害，提高渠道水利用系數(shù)和農(nóng)業(yè)水利用率，如采取漿砌石防滲、混凝土護(hù)面防滲、膜料防滲、暗管輸水等不同的防滲技術(shù)[8]。

3 成都平原節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑

成都平原水資源豐富，但利用率低，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局分配不協(xié)調(diào)。農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)水平低，單位面積耕地供水量低，水資源供需矛盾較突出。水土保持功能較弱，自然災(zāi)害特別是旱災(zāi)的危害越來越大。因此，應(yīng)因地制宜地采用各種節(jié)水措施，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)利用，可依靠增修農(nóng)田水利設(shè)施、改土改田，建設(shè)旱澇保收的基本農(nóng)田。還要通過利用節(jié)水灌溉、保護(hù)性耕作、化學(xué)抗旱等措施，構(gòu)建與成都平原農(nóng)業(yè)資源狀況相適應(yīng)的節(jié)水型農(nóng)作制度，從而達(dá)到高效節(jié)水、增產(chǎn)增收的目的。

3.1 以保護(hù)水土為重點(diǎn)的保護(hù)性耕作技術(shù)

成都平原農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境比較脆弱，水土流失較為嚴(yán)重，土層淺薄，保土保水能力差，已成為制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的主要因素。因此，應(yīng)推行保護(hù)性耕作措施，控制農(nóng)田土壤、水分和養(yǎng)分的流失，這是節(jié)水型農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向。

農(nóng)田覆蓋是改善農(nóng)田小氣候、促進(jìn)作物增產(chǎn)的重要措施之一。成都平原以稻麥兩熟為主，在秋季增種一季生育期較短的菜用作物。小麥以免少耕為主，水稻以旋耕為主。水稻秸稈以覆蓋還田的方式得以合理利用，耕作與秸稈兩個(gè)因素相結(jié)合，對稻麥播栽立苗和周年穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)有極大的促進(jìn)作用。水稻旋耕有助于破除地表硬殼，每年平均節(jié)水2600m3/hm2,還可以增加灌溉面積15000hm2～21000hm2，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水、高產(chǎn)、高效[9]。同時(shí)，成都平原地區(qū)推行的橫坡耕作、地膜覆蓋、稻秸覆蓋、壟作、植物籬護(hù)邊等技術(shù)，均可攔截降雨使其就地入滲，變地表徑流為地下徑流，具有良好的保水保土效果。保護(hù)性耕作的實(shí)質(zhì)就是改善土壤結(jié)構(gòu)、減少水蝕風(fēng)蝕和養(yǎng)分流失，保護(hù)土壤，減少勞動(dòng)力，機(jī)械設(shè)備和能源的投入，達(dá)到高產(chǎn)、高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、可持續(xù)發(fā)展的目的[10]。成都平原地區(qū)采取一年兩熟或三熟的模式，秸稈還田和免耕相結(jié)合；小麥、油菜、馬鈴薯免耕和稻草覆蓋還田相結(jié)合，小麥和油菜產(chǎn)量分別增產(chǎn)195kg/hm2和374kg/hm2；采用“壟作+秸稈覆蓋+腐熟劑”處理，糧食總產(chǎn)高3140kg/hm2，這說明秸稈覆蓋與壟作措施有助于增產(chǎn)和提高水分利用率。

3.2 以水資源高效利用為重點(diǎn)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)灌技術(shù)

成都平原農(nóng)業(yè)水資源利用投資大、效益低，因此，灌溉農(nóng)業(yè)應(yīng)積極發(fā)展節(jié)水灌溉。旱地灌溉應(yīng)以軟管澆灌和微型自壓噴、滴灌為主；多年生經(jīng)濟(jì)作物可利用自然地勢落差，以滴灌為主；蔬菜和常規(guī)旱地作物可利用自然地勢落差，結(jié)合小型加壓設(shè)備，進(jìn)行噴灌[11]；經(jīng)濟(jì)條件較差的地區(qū)可采用軟管澆灌，解決季節(jié)性干旱。此外，大力發(fā)展旱坡地集雨補(bǔ)灌工程，是開源節(jié)流、提高區(qū)域降水資源化程度、實(shí)現(xiàn)降水時(shí)空調(diào)配、增強(qiáng)旱地農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害能力的有效途徑。建設(shè)小水窖、小水池，小山塘等微型水利工程，具有投資少、就地取材、技術(shù)簡單、管理方便等特點(diǎn)，為水土保持、節(jié)灌工程、節(jié)水農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供了有力保障。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)灌技術(shù)可以充分發(fā)揮作物的生產(chǎn)潛力和耕地的綜合生產(chǎn)能力，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的目的。噴灌、滴灌、微噴灌技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)灌模式中應(yīng)用最廣的高效節(jié)水技術(shù)[12]。根據(jù)成都平原地貌特點(diǎn)，主要采用固定式噴灌和半移動(dòng)式噴灌系統(tǒng)為主，固定式噴灌適用于地勢平坦，耕地相對集中連片，種植經(jīng)濟(jì)作物和果樹為主的坡耕地，噴灑半徑10m～15m，每小時(shí)可噴水1m3～3m3,平均每公頃投資15000元～22500元，節(jié)水省工效果十分顯著；半移動(dòng)式噴灌，適用于相對分散的坡耕地和大田作物，具有體積小、噴灑高度、角度和半徑可調(diào)，使用方便、節(jié)水省工等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 以多熟種植為特色的高效節(jié)水種植技術(shù)

兩季田固定廂溝雙免耕模式主要適用于有水源保證的“稻-麥(油菜)”兩熟兩季田。該模式把免耕連作、秸稈還田、水稻旱育秧、旱育拋秧、浸潤灌溉等技術(shù)融為一體，以節(jié)水和培肥地力為主要內(nèi)容的綜合模式。模式中水稻采用浸潤式灌溉，不需犁田、田、泡田，因此可大量節(jié)約用水。

3.4 以農(nóng)業(yè)資源充分合理開發(fā)為重點(diǎn)的立體農(nóng)業(yè)技術(shù)

成都平原氣候溫和、土地肥沃，但日照不足，土地資源匱乏。根據(jù)成都平原農(nóng)業(yè)發(fā)展的有利條件和不利因素，針對其“三季不足、兩季有余”的環(huán)境，主要采取以小春大田生產(chǎn)為依托，以科學(xué)技術(shù)為手段，進(jìn)行綜合性的深度開發(fā)，走立體農(nóng)業(yè)的路子。在小春間套和晚秋增種，以充分合理利用水、土、肥等資源，小春作物主要為油菜和小麥，油菜間的間套，一般采用不同開廂方法和分行栽培技術(shù)，間種套種油菜、大白菜、白蘿卜、菠菜、萵苣、胡豆等20多個(gè)品種；晚秋增種一般是小麥為前作，間作芹菜、秋紅苕、秋黃豆、秋玉米等。大春時(shí)節(jié)以水稻田為依托，把水稻種植業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，通過人工創(chuàng)建的稻魚共生生態(tài)系統(tǒng)，極大程度提高經(jīng)濟(jì)效益和綜合效益。

3.5 以提高農(nóng)作物抗旱能力為重點(diǎn)的化學(xué)調(diào)控抗旱保水技術(shù)

化學(xué)調(diào)控抗旱保水技術(shù)是提高水資源利用效率、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、發(fā)展旱作農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一[13]。主要是利用保水劑、抗旱劑、種子化學(xué)解決辦法、地面蒸發(fā)抑制劑等化學(xué)物質(zhì)，通過幼苗蘸根、施溝、地面噴灑、葉面噴灑等方式直接施到泥土中或葉面上，使其吸收泥土和空氣中的水分，在遇旱時(shí)作物保留的水分能遲緩釋放出來；或通過調(diào)控葉面氣孔開張度以降低蒸騰強(qiáng)度，促進(jìn)根系生長發(fā)育以增強(qiáng)作物吸水能力，增強(qiáng)土壤保濕蓄水性能，達(dá)到節(jié)水抗旱、增產(chǎn)增效的目的。

4 結(jié)語

發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，同時(shí)也是建設(shè)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的主要途徑。水土資源的高效利用不僅關(guān)系國家糧食安全和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還涉及環(huán)境、生態(tài)、社會(huì)效益等多方面因素。根據(jù)地區(qū)水資源狀況和農(nóng)業(yè)需水規(guī)律進(jìn)行節(jié)水技術(shù)和路徑探究，可以有效節(jié)水、提升水資源的利用率，達(dá)到節(jié)水省工、增產(chǎn)增效的目的，逐步建立起一個(gè)符合我國國情的、適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的農(nóng)業(yè)供水機(jī)制。