陜西榆林榆陽(yáng)區(qū)“四位一體”集雨補(bǔ)灌技術(shù)模式

張建成，杭建梅

（陜西省榆林市榆陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西 榆林 719000）

榆林市榆陽(yáng)區(qū)東南部屬丘陵溝壑區(qū)，水土流失比較嚴(yán)重。土壤多以黃綿土為主，地形以山坡地、梯田、溝壩地為主。光照充足、晝夜溫差大，適合發(fā)展特色小雜糧基地建設(shè)。

一、榆陽(yáng)區(qū)發(fā)展“四位一體”集雨補(bǔ)灌技術(shù)的基礎(chǔ)

榆陽(yáng)區(qū)地處鄂爾多斯臺(tái)地東部，屬于典型的大陸性邊緣季風(fēng)氣候，四季分明且多變，干濕不同，溫差較大，干燥少雨雪，“春夏干旱易秋澇，風(fēng)沙霜凍多冰雹”是當(dāng)?shù)貧夂虻恼鎸?shí)寫照。年平均降水量365.7 mm，年平均氣溫8.3℃。冬季寒冷，夏季燥熱，春溫回升快，間有乍寒，秋溫下降迅速。

1、水資源及土地資源

榆陽(yáng)區(qū)水資源較充裕，主要來(lái)自地表和地下水，地表年徑流近年平均值為4.5 億立方米，地下水儲(chǔ)量約7.4 億立方米，兩者的重復(fù)量約為2.8 億立方米。地表徑流入?yún)^(qū)內(nèi)無(wú)定河、榆溪河、禿尾河、海流兔河等，其中無(wú)定河年徑流量約7.5 億立方米，榆溪河年徑流量約3 億立方米。

受地貌、水文地質(zhì)、補(bǔ)給源和人類活動(dòng)等影響，南北各區(qū)域水資源貯量差異較大。西北部風(fēng)沙草灘區(qū)水資源較豐富，約占全區(qū)總量的70%，地下水可開采量約1.4 億立方米，水質(zhì)較好、埋藏較淺，便于開發(fā)利用。東南部黃土丘陵溝壑區(qū)水資源貧乏，地表徑流和地下水較少，且不容易開發(fā)利用。中南部河谷川道區(qū)水資源較豐富，約占全區(qū)的4%，地下水可開采量為0.2 億立方米。

榆林市榆陽(yáng)區(qū)土地總面積7053 km2，其中耕地132.6 萬(wàn)畝，臺(tái)地4.4 萬(wàn)畝，梯田7.1 萬(wàn)畝，可利用的土地資源較多。

2、土地流轉(zhuǎn)和三變改革

榆陽(yáng)區(qū)趙家峁村股份經(jīng)濟(jì)合作社，通過集體產(chǎn)權(quán)制度改革創(chuàng)新，把資源變?yōu)橘Y產(chǎn)、資金變?yōu)楣山?、農(nóng)民變?yōu)楣蓶|，使村股份經(jīng)濟(jì)合作社集體經(jīng)濟(jì)逐漸發(fā)展壯大，農(nóng)民收入不斷增加。榆陽(yáng)區(qū)以產(chǎn)權(quán)制度改革為基礎(chǔ)，實(shí)施了農(nóng)村“三變”改革創(chuàng)新，組建農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)組織，帶動(dòng)了土地流轉(zhuǎn)，盤活了農(nóng)村土地資源，為發(fā)展“四位一體”集雨補(bǔ)灌技術(shù)模式奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3、政府支持

榆陽(yáng)區(qū)旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)3 年規(guī)劃主要在鎮(zhèn)川、上鹽灣、魚河峁、魚河、古塔、青云、麻黃梁、大河塔等黃土丘陵溝壑區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在已建成的7.1 萬(wàn)畝寬幅梯田、4.4 萬(wàn)畝臺(tái)地和4.25 萬(wàn)畝撂荒地內(nèi)，選擇產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好、土地流轉(zhuǎn)和三變改革到位、地塊集中連片百畝以上、溝河道有水的村組，實(shí)施“四位一體”集雨補(bǔ)灌技術(shù)模式，每年推進(jìn)集雨補(bǔ)灌0.5 萬(wàn)畝，預(yù)計(jì)2021～2024 年累計(jì)實(shí)施1.6 萬(wàn)畝，項(xiàng)目區(qū)建成后能使水分利用率與降水利用率提高到10%以上。政策為東南部山區(qū)發(fā)展“四位一體”集雨補(bǔ)灌項(xiàng)目提供了有力的資金保障，極大地鼓舞了農(nóng)民生產(chǎn)的積極性。

二、發(fā)展“四位一體”集雨補(bǔ)灌技術(shù)模式的必要性和可行性

1、必要性

發(fā)展集雨補(bǔ)灌技術(shù)是提高水資源有效利用、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。干旱、缺水是榆陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的最大威脅，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要制約因素之一。充分利用當(dāng)?shù)財(cái)r截的少量地下潛流，對(duì)梯田小雜糧澆灌關(guān)鍵水和保命水，能增加農(nóng)民收入，提高農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的積極性，同時(shí)也可解決土地撂荒問題，確保糧食安全，使靠天農(nóng)業(yè)變?yōu)榭煽剞r(nóng)業(yè)，可極大促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。發(fā)展旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)是榆陽(yáng)區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路，也是促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收的重要措施。

2、可行性

土壤條件適宜。南部山區(qū)梯田集中連片且建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，田面土壤透水性較好且無(wú)污染，適合發(fā)展綠色特色農(nóng)業(yè)。交通便利。南部山區(qū)公路暢通，交通便利，有利于工程實(shí)施。勞動(dòng)力與建設(shè)資金有保障。項(xiàng)目投資為政府專項(xiàng)投資，可為該示范工程的實(shí)施提供資金保證。

勞動(dòng)力資源豐富，群眾建設(shè)熱情高漲、村組班子堅(jiān)強(qiáng)有力，為項(xiàng)目的實(shí)施提供了良好的建設(shè)環(huán)境。

技術(shù)可行。當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶十分重視補(bǔ)灌技術(shù)的應(yīng)用，全區(qū)已實(shí)施多處滴灌工程，廣大農(nóng)民對(duì)以滴灌為主的補(bǔ)灌技術(shù)認(rèn)識(shí)深刻，為項(xiàng)目技術(shù)模式的順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)[1]。

隨著政策的扶持和傾斜，榆陽(yáng)區(qū)采用“溝道壩蓄水+光伏發(fā)電提水+土工膜窖高位儲(chǔ)水+膜下滴灌補(bǔ)水”的“四位一體”集雨補(bǔ)灌技術(shù)模式，實(shí)踐證明具有可行性。

三、“四位一體”集雨補(bǔ)灌技術(shù)模式

“四位一體”集雨補(bǔ)灌技術(shù)模式，即溝道壩蓄水+光伏發(fā)電提水+土工膜窖高位儲(chǔ)水+膜下滴灌補(bǔ)水，可跨季節(jié)調(diào)配地下水資源，將溝底潛水儲(chǔ)備在田間地頭，提高抗旱能力。

1、土工膜窖高位儲(chǔ)水

用大型敞口式防蒸發(fā)土工膜防滲蓄水池取代傳統(tǒng)的鋼筋混凝土蓄水池，在梯田群最高位或田間地頭修建容量大、造價(jià)低廉的蓄水池儲(chǔ)水，實(shí)現(xiàn)跨季度、跨區(qū)域調(diào)水蓄水，做到“秋水春用，豐水旱用”，確保在小雜糧（谷子）生長(zhǎng)關(guān)鍵期澆灌育苗水、保命水和增產(chǎn)水。

2、光伏發(fā)電提水

利用光伏發(fā)電零水費(fèi)提水上山，降低梯田灌溉成本，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)。光伏發(fā)電抽水系統(tǒng)由光伏陣列、光伏水泵、水泵專用逆變器、上水管等組成，通過吸收日照輻射能量，將光伏陣列輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動(dòng)水泵抽水，做到即發(fā)即用，具有灌溉零水費(fèi)、無(wú)需架設(shè)高壓線和安裝變壓器、建設(shè)工期短、投資小運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)?？梢岳肁PP 編程軟件，實(shí)現(xiàn)手機(jī)遠(yuǎn)程控制泵站運(yùn)行，減少人力、物力、財(cái)力的支持[2]。

3、非充分灌溉技術(shù)

推廣非充分灌溉技術(shù)，力爭(zhēng)灌溉面積最大化和項(xiàng)目區(qū)高產(chǎn)。非充分灌溉理論的核心是在灌水量不能完全滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育全過程需水量時(shí)，只在作物生長(zhǎng)關(guān)鍵期灌水，不追求單位面積上的較高產(chǎn)量，允許一定限度的減產(chǎn)，力求最大灌溉面積和較理想總產(chǎn)。

榆陽(yáng)區(qū)南部山區(qū)干早水資源異常短缺，推廣和應(yīng)用非充分灌溉技術(shù)十分必要。山地梯田谷子在一般干旱年份，在應(yīng)用膜下滴灌技術(shù)的前提下，一般澆灌關(guān)鍵水2～3 次，谷子正常生長(zhǎng)年灌溉定額為每畝12 m3左右。第1 次為每年5 月上旬的播種水，也稱出苗水，畝灌水量大約在3～5 m3；第2 次為每年7 月中旬左右的孕穗水，也稱卡脖水或救命水，畝灌水量約9 m3。

四、效益分析

1、經(jīng)濟(jì)效益

2021 年，榆陽(yáng)區(qū)魚河峁鎮(zhèn)黃崖窯村旱作農(nóng)業(yè)示范園面積2050 畝，其中滲水地膜谷子示范1130 畝，平均畝產(chǎn)107 kg。嚴(yán)重干旱條件下，50 畝采用旱作節(jié)水補(bǔ)灌技術(shù)補(bǔ)灌1 次，平均畝產(chǎn)278 kg，畝增產(chǎn)171 kg，增產(chǎn)率達(dá)到了159.8%。谷子價(jià)格以6 元/kg 計(jì)算，畝增收1026 元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2、社會(huì)效益

該技術(shù)模式能有效改善榆陽(yáng)區(qū)東南部山區(qū)旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施條件，推進(jìn)特色種養(yǎng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到科學(xué)合理調(diào)整。同時(shí)，旱作農(nóng)業(yè)科技水平、抗旱減災(zāi)能力及綜合生產(chǎn)能力顯著提高，促進(jìn)了旱作區(qū)農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)逐步向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。同時(shí)，零水費(fèi)引水上山，澆灌梯田，減輕了農(nóng)民生產(chǎn)投入，激發(fā)農(nóng)民的生產(chǎn)熱情，解決了土地撂荒棄種問題[3]。

3、生態(tài)效益

充分利用自然降水和節(jié)水技術(shù)等綜合措施，提高耕地土壤肥力和保水蓄水能力，提高了地力，減少了水土流失和耕地砂化，有效改善了生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，應(yīng)注重生態(tài)環(huán)境持續(xù)性保護(hù)，通過實(shí)施廢舊殘膜和滴灌帶回收等措施，合理解決“白色污染”和滴灌帶重復(fù)利用問題。