□文/趙曙良 龐宏光 左晨澤 張旭光 劉小粉* 焦春莉 程福厚
河北省屬于嚴(yán)重的資源型缺水省份,目前我省人均水資源占有量為307立方米,是全國平均值的1/7,按照國際標(biāo)準(zhǔn),人均水資源量不足500 立方米,被視為極度缺水地區(qū)[1]。2021年全省總用水量181.87億立方米,其中農(nóng)業(yè)用水量97.14億立方米,占總用水量的53.41%[2]。2011 年全省總用水量195.97 億立方米,其中農(nóng)業(yè)用水量143.61 億立方米,占總用水量的73.3%[3]。多年來通過大力推廣實(shí)施農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù),農(nóng)業(yè)用水已由10年前的占總用水量的73.3%降至當(dāng)前的53.41%,但農(nóng)業(yè)用水在全省總用水中仍是占主要地位,提升農(nóng)業(yè)節(jié)水效率,對進(jìn)一步緩解全省水資源缺乏的問題具有極重要的價(jià)值。
河北是我國主要的梨產(chǎn)區(qū),截至2021年底,河北省梨種植面積11.55 萬公頃、產(chǎn)量366.6 萬噸、產(chǎn)值140.3億元,均居全國第1 位[4]。在河北省適地適宜地發(fā)展梨產(chǎn)業(yè),是鞏固拓展脫貧攻堅(jiān)成果,全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的有效手段。梨樹是多年生、需水較多的作物種類之一。在當(dāng)前梨樹生產(chǎn)中,往往憑借以往的經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)灌溉時(shí)間、灌溉區(qū)域、灌溉量等技術(shù)措施的實(shí)施,盲目、不科學(xué)的灌溉,導(dǎo)致水分資源利用率低,同時(shí)容易造成樹體營養(yǎng)生長過旺,嚴(yán)重影響梨產(chǎn)量和品質(zhì)。由此也說明,在梨樹生產(chǎn)中有巨大的節(jié)水潛力,實(shí)踐也證明,通過科學(xué)的指導(dǎo)梨園澆灌,既可有效實(shí)現(xiàn)梨園節(jié)水灌溉,還能提高梨果品質(zhì)。摸清河北省梨園水分管理情況,對于指導(dǎo)全省梨園采用適宜的節(jié)水灌溉技術(shù),實(shí)現(xiàn)梨果優(yōu)質(zhì)、高效生產(chǎn),具有重要的意義。
調(diào)研范圍涉及河北省梨產(chǎn)業(yè)集群縣梨園近20~30年水分管理情況,包括辛集市、晉州市、趙縣、高陽縣、阜城縣、武邑縣、泊頭市、寧晉縣、威縣、魏縣,以及梨種植相對較集中的地區(qū),邢臺信都區(qū)、隆堯縣、邯鄲邯山區(qū)、館陶縣、成安縣、肥鄉(xiāng)縣。所到訪梨園有個(gè)人經(jīng)營的(19.44%),有家庭農(nóng)場(13.89%),也有以合作社方式經(jīng)營的梨園(38.89%),還有公司企業(yè)運(yùn)作的梨園(27.78%)。受訪梨園面積從667 平方米、5×667 平方米的小規(guī)模,到200×667 平方米、1200×667 平方米大規(guī)模,均有涉及。其中20×667 平方米以下的梨園占16.67%,大部分為個(gè)人經(jīng)營的梨園;20×667 平方米~50×667 平方米的梨園占16.67%,50×667 平方米~200×667 平方米的梨園占27.78%,200×667 平方米以上的梨園占38.89%(圖1)。
圖1 所調(diào)研梨園基本情況
1. 水源。所到訪梨園灌溉水源分別為井水(77.78%)、河水(16.67%)和渠水(5.56%),以井水作為最主要的灌溉水源(圖2)。
圖2 所調(diào)研梨園灌溉水源類型
2.灌溉方式。所到訪梨園中,安裝水肥一體化設(shè)施的梨園占55.56%,均為50×667 平方米以上的園子。但這些梨園中,只有不到半數(shù)梨園的水肥一體化設(shè)施仍在使用當(dāng)中,大部分采用微噴灌的方式,也有個(gè)別梨園采用小管出流和滲灌的方式。其他梨園的水肥一體化設(shè)施有的是用了一兩年后擱置了、放棄使用,有的是由于管道在冬季被凍壞了就不再使用,有的甚至是由于安裝時(shí)未安裝到位或梨園負(fù)責(zé)人認(rèn)為微灌無法給梨樹供給充足的水分,根本沒啟用。因此所到訪梨園中,74.19%的梨園采用漫灌的方式進(jìn)行灌溉,并且未采用任何節(jié)水措施。
經(jīng)向園主了解,所到訪梨園安裝水肥一體化設(shè)施的資金均來自各級農(nóng)業(yè)主管部門或其他職能部門的支持。
3.梨園灌水次數(shù)與灌水量。從調(diào)研情況來看,所到訪的絕大部分梨園每次澆水時(shí),主觀認(rèn)為“澆透了”即為止,不同的梨園每年澆灌2~12 次不等,且無任何理論依據(jù),并且有些梨園負(fù)責(zé)人還會認(rèn)為利用工程節(jié)水設(shè)施進(jìn)行微灌灌溉無法滿足樹體對水分的需求。一半以上(61.29%)的梨園對于每次的澆水量和年灌水量均無標(biāo)準(zhǔn),能大致記得每年澆水的次數(shù),但不清楚具體的灌水量;其他的梨園通過估算每次的澆水量并結(jié)合一年中的灌水次數(shù),能初步統(tǒng)計(jì)梨園的年灌水量,不同的梨園由于管理者理念的差異,年灌水量差異較大,50~480 立方米/畝不等。
所到訪的梨園中,80%以上的梨園在萌芽前和上凍前這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)分別澆灌1 次。在一年中最為干旱的時(shí)期之一麥?zhǔn)涨昂?,?3.88%的梨園選擇澆灌1 次,這些梨園主栽品種(多為新梨7 號、黃冠、鴨梨)對水肥的要求較低,有22.22%的梨園在這個(gè)時(shí)期澆灌2~3次,這些梨園主栽品種(秋月)對水肥要求較高。在7~8 月,梨園負(fù)責(zé)人會根據(jù)實(shí)際降水情況來決定是否進(jìn)行澆灌,但也有部分梨園由于其主栽品種(秋月)對水肥要求較高,施肥次數(shù)增加,會隨施肥進(jìn)行澆灌。在其他時(shí)期,往往是伴隨梨園施肥分別進(jìn)行1 次澆灌(圖3)。
圖3 所調(diào)研梨園灌溉水源類型
4.梨園排水。所到訪梨園均無設(shè)置排水設(shè)施。
從所到訪梨園情況來看,絕大部分梨園灌溉水源為地下水,只有個(gè)別靠近河、渠的梨園以河水或渠水作為灌溉水源,整體來看水源較為單一。2021年末,河北省平原區(qū)5 個(gè)淺層地下水漏斗有高蠡肅饒淺層漏斗、寧柏隆淺層漏斗、隆堯淺層漏斗、雄縣固安淺層漏斗和豐南淺層漏斗[2]。無節(jié)制地肆意使用地下水,勢必會使地下水漏斗這一情況更加加劇。
在當(dāng)前梨園生產(chǎn)中,采用水肥一體化技術(shù)是進(jìn)行工程節(jié)水的有效手段。水肥一體化具有樹體對施肥反應(yīng)快、肥水利用率高、用工少的特點(diǎn),常規(guī)的水肥一體化系統(tǒng)包含首部系統(tǒng)、輸配水管網(wǎng)和灌水器三個(gè)部分,所以其基礎(chǔ)設(shè)備一次性投入比較大。通過調(diào)研統(tǒng)計(jì),有配套首部系統(tǒng)的水肥一體化設(shè)施成本約為2500 元/畝。無論對于個(gè)體、小型合作社經(jīng)營的梨園,還是對于規(guī)?;?jīng)營的公司,都是一筆較大的支出,若無相關(guān)職能部門項(xiàng)目資金的支持,很難實(shí)現(xiàn)。
對已裝有工程節(jié)水設(shè)施的梨園,其經(jīng)營者大都對工程節(jié)水技術(shù)不掌握,更不掌握水肥一體化技術(shù),在有些梨園灌溉時(shí),仍是像漫灌的方式一樣,待“澆透水”后,甚至待地面出現(xiàn)積水后,才認(rèn)為這樣方可滿足梨樹對水分的需求,這才是澆到位了。也正是由于這種傳統(tǒng)觀念根深蒂固,才致使個(gè)別梨園經(jīng)營者把水肥一體化設(shè)施擱置甚至拆除,進(jìn)而又重新使用漫灌的方法代替工程節(jié)水。
2009 年發(fā)布實(shí)施了《梨園節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)程》(DB13/T1139-2009),在我省梨園節(jié)水灌溉方面發(fā)揮了一定作用,但該技術(shù)規(guī)程所涉及的農(nóng)藝節(jié)水措施,在其可操作性和系統(tǒng)性方面不夠完善,且與農(nóng)藝節(jié)水配套的栽培技術(shù)也未提及??赡芤虼?,大多數(shù)梨園負(fù)責(zé)人和管理者對溝灌、畦灌、隔行交替灌溉等農(nóng)藝節(jié)水灌溉措施不知道、不了解,也基本未采用任何農(nóng)藝節(jié)水灌溉措施,農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)普及度低。
此外,在科技人員到梨園中對溝灌、畦灌、隔行交替灌溉等農(nóng)藝節(jié)水灌溉技術(shù)進(jìn)行推廣時(shí),由于受傳統(tǒng)灌水觀念的影響梨園負(fù)責(zé)人或管理者對這些節(jié)水技術(shù)的接受程度低,比如:在對隔行交替灌溉技術(shù)進(jìn)行示范推廣的過程中,原本每次只需在樹行一側(cè)進(jìn)行灌溉,另一側(cè)不灌,待下一次只灌溉樹行的另一側(cè),但果農(nóng)們認(rèn)為此次樹行的一側(cè)未進(jìn)行灌溉,未到下次灌溉時(shí),這側(cè)的土壤干旱了、樹體根系缺水了,便在既定的兩次灌溉之間又加了一次,澆灌了未灌溉的那一次。本可以采用隔行交替灌溉技術(shù)在全年保持樹體正常生長的條件下節(jié)省一半用水,結(jié)果未省水反而增加了用工。
在調(diào)研和走訪中發(fā)現(xiàn),邯鄲的成安縣、魏縣,石家莊的晉州市以及滄州的泊頭市等多地梨園從5月份開始,整株或局部大枝出現(xiàn)葉片焦邊、干枯甚至脫落的狀況,局部新梢在枯死后,又發(fā)出新的嫩梢和新葉,隨后又枯死,最終到10月份呈現(xiàn)整株或局部大枝枯死的現(xiàn)象。出現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的梨樹,在全園中呈不規(guī)則的零散式分布,但周邊的玉米、棉花等一年生農(nóng)作物葉片沒有出現(xiàn)類似癥狀??赡苷怯捎谂潘划?dāng)引起的澇災(zāi)。
2021 年全省平均降水量790.3 毫米,較常年偏多52%,列1956 年有系統(tǒng)觀測記錄以來第一位,屬豐水年。2021年出現(xiàn)了罕見的夏秋連汛,全年共出現(xiàn)16次強(qiáng)降雨過程,單次過程全省平均雨量超過30毫米的場次有9 次,超過50 毫米的有4 次[2]。根據(jù)走訪了解,在2021年下半年出現(xiàn)強(qiáng)降水后,多地梨園出現(xiàn)連續(xù)多天積水的情況,輕則暫時(shí)影響根系吸收氮、磷、鉀等礦質(zhì)元素,重則根系因缺氧細(xì)根窒息死亡,特別是地勢低洼、土壤黏重、下層土壤有不透水的夾淤層或巖石層的果園澇害更重。2022 年5 月的31 天中,達(dá)到28℃以上的有20 天,且無明顯的降水,這個(gè)階段正值樹體快速生長的階段,在根系受損的狀態(tài)下,正巧遇到了連續(xù)高溫干燥天氣,梨樹無法及時(shí)吸收、補(bǔ)充因生長代謝、葉片蒸騰所消耗水分,造成葉片焦邊,嚴(yán)重的出現(xiàn)葉片干枯、脫落,以至于二次發(fā)芽,極大損耗樹體營養(yǎng),甚至導(dǎo)致整株樹枯死。
所到訪梨園均無設(shè)置排水設(shè)施,可能是由于河北多年未有連續(xù)長時(shí)間的強(qiáng)降雨出現(xiàn)。在出現(xiàn)連續(xù)長時(shí)間的強(qiáng)降雨后,也未引起果農(nóng)和職能部門的高度重視。
鼓勵(lì)以政府購買服務(wù)的形式,多引多調(diào)江水、黃河水,積極推進(jìn)中小河流治理、河湖水系連通。在江、河水資源充沛的地區(qū),引河筑渠;在其他適宜地區(qū)可修筑蓄水池,充分收集、利用自然降水,進(jìn)一步豐富灌溉水源形式。
在以上工作的基礎(chǔ)上,嚴(yán)格落實(shí)《河北省地下水管理?xiàng)l例》[5]和《河北省地下水超采綜合治理成效考核與問責(zé)辦法》,把地下水水位回升作為衡量超采綜合治理成效的硬性指標(biāo),充分發(fā)揮考核“指揮棒”作用,推動壓力傳導(dǎo)、責(zé)任落實(shí)、工作到位。組織對市、縣地下水超采綜合治理進(jìn)行嚴(yán)格考核,年度考核結(jié)果在全省通報(bào)。實(shí)行地下水常態(tài)評估通報(bào)制度,每月根據(jù)地下水位監(jiān)測情況進(jìn)行預(yù)警提醒,每季度對各地水位埋深和重點(diǎn)任務(wù)推進(jìn)情況進(jìn)行通報(bào)排名,同步落實(shí)資金獎(jiǎng)懲。通過綜合運(yùn)用通報(bào)預(yù)警、約談提醒、追責(zé)問責(zé)等措施,倒逼各地切實(shí)履行治理責(zé)任,推動治理措施落實(shí)落地[6]。
以當(dāng)?shù)乩娈a(chǎn)業(yè)發(fā)展較好的地區(qū)為試點(diǎn),因地制宜發(fā)展、培育鄉(xiāng)村集體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè),鼓勵(lì)有實(shí)力的公司、合作社對地塊集中連片但歸屬和管理零散的“一家一戶”小規(guī)模梨園統(tǒng)一進(jìn)行整合再開發(fā),打造水果產(chǎn)業(yè)園,進(jìn)一步壯大村集體經(jīng)濟(jì)。在整合開發(fā)統(tǒng)一管理的過程中,不斷發(fā)現(xiàn)問題、不斷解決問題,持續(xù)創(chuàng)新、善于總結(jié),最終形成一套科學(xué)的、成熟的、適宜推廣的零散梨園整合、開發(fā)、管理方法。
同時(shí),對整合后在統(tǒng)一管理上形成一定規(guī)模的梨園,加以政策扶植,加大資金投入,支持節(jié)水工程建設(shè)。不斷健全、完善高校、科研院所成果轉(zhuǎn)化體系,在科研項(xiàng)目上、活動經(jīng)費(fèi)上對科技人員的技術(shù)推廣工作給予支持,推進(jìn)水肥一體化技術(shù)的研發(fā)與推廣。建設(shè)一批標(biāo)準(zhǔn)化程度高、節(jié)水效果好、適用技術(shù)成熟、示范效果明顯的工程節(jié)水梨園。
對不具備實(shí)現(xiàn)改設(shè)或增設(shè)工程節(jié)水設(shè)施的梨園,因地制宜地推廣地面節(jié)水灌溉技術(shù)等農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)(見附錄A)。在科研項(xiàng)目上、活動經(jīng)費(fèi)上,有一定的政策傾斜,進(jìn)一步支持果樹節(jié)水基礎(chǔ)研究的開展和高效農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)的研發(fā)和推廣。
玉米、小麥等一年生大田作物,當(dāng)年種植即使受災(zāi),來年還可以重新播種、耕作、收獲,梨樹生產(chǎn)則不同,建園后3~5年才能有經(jīng)濟(jì)收益,一旦受災(zāi),影響的不僅是當(dāng)年一年,而是3~5年甚至更長時(shí)間。河北省梨園雖鮮見澇災(zāi),但若出現(xiàn),也會受損嚴(yán)重。對于地勢低洼或土壤黏重的梨園,規(guī)劃設(shè)置排水系統(tǒng)。有條件的可增設(shè)暗溝排水,在地下埋設(shè)排水管道,形成地下排水系統(tǒng);經(jīng)濟(jì)條件不允許的梨園,選擇合適地塊,挖掘明溝,規(guī)劃設(shè)置明溝排水。
種業(yè)是農(nóng)業(yè)的芯片,挖掘利用果樹資源本身的抗旱能力,是解決節(jié)水問題的有效途徑??稍谝韵? 方面加大研發(fā)力度:1.我國具有豐富的梨樹資源,篩選和利用抗旱性強(qiáng)的砧木;2.放射誘變、化學(xué)誘變等誘變育種技術(shù)發(fā)展迅猛,利用誘變選育抗旱性強(qiáng)的砧木;3.利用雜交和誘變等綜合方法,選育和利用品質(zhì)優(yōu)良、抗旱性強(qiáng)的品種。
附錄A 梨園農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)規(guī)程
一、范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了梨樹合理負(fù)載條件下(2500~3500 千克/畝)的節(jié)水灌溉方式、蓄水保墑技術(shù)、減蒸騰技術(shù)、灌溉制度和控水技術(shù)。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于邯鄲市梨種植優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。
二、規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB5084-2021農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T20203-2017管道輸水灌溉工程技術(shù)規(guī)范
DB13/T5449.1-2021用水定額第1部分農(nóng)業(yè)用水
DB13/T2042.2-2014 梨省力高效栽培模式第2 部分:梨園黑麥種植及利用技術(shù)規(guī)程
三、術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
(一)地面節(jié)水
在保證梨產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下,根據(jù)梨樹的生長發(fā)育規(guī)律,利用土壤學(xué)、栽培學(xué)原理和梨樹根區(qū)局部灌溉的方式,在改變地面灌溉范圍,實(shí)現(xiàn)節(jié)水目的的管理措施。
(二)水文年
水文年是指降雨水文年,一般把保證率為25%的降雨年份作為濕潤水文年,50%保證率的降雨年份作為平水年,75%的年份為干旱年。
四、灌溉水源
灌溉水質(zhì)符合GB5084-2021要求。
五、用水定額
用水定額符合DB13/T5449.1-2021的要求。
六、輸水方式
輸水按照GB/T20203-2017規(guī)定執(zhí)行。
七、行間管理方式
8月中旬~9月下旬在行間種植二月蘭,播種量為1.0千克~2.0 千克/畝或毛葉苕子,播種量為2.0~3.0 千克/畝。盛花期刈割還田或翻壓還田。
行間種植黑麥按照DB13/T2042.2-2014執(zhí)行。
八、節(jié)水灌溉方式
(一)溝灌
密植梨園,在距樹干60~80厘米,兩側(cè)挖2條深度20~30 厘米,寬度35~40 厘米,長度在30~50 米的灌溉溝,將取出的土覆于樹盤,灌溉時(shí)僅灌樹盤外側(cè)的2條溝。
(二)畦灌
密植梨園,順行沿樹干兩側(cè)修120~160 厘米寬的樹盤,樹盤長度在30~50米,灌溉時(shí)僅灌溉樹盤內(nèi)的畦。
(三)隔行交替灌溉
對10年生以上的梨樹,沿樹行起壟,根據(jù)樹冠確定壟寬在120~150厘米,第一次灌水隔行灌溉,第二次灌水則在第一次灌水的基礎(chǔ)上順移一行而隔行灌溉,澆灌上次未澆灌畦,第三次與第一次灌水區(qū)域相同。灌溉畦的長度在30~50米。
九、灌溉制度
在梨樹生長季,根系集中分布區(qū)土壤相對含水量保持在45%~60%,低于45%及時(shí)灌溉,高于60%要及時(shí)控水。梨樹灌溉的關(guān)鍵時(shí)期在盛花后至果實(shí)發(fā)育前期(果實(shí)迅速膨大期)。梨樹灌溉的關(guān)鍵時(shí)期通常在盛花后20天和果實(shí)迅速膨大期。
十、壤土園
(一)早中熟品種
1.溝灌。平水年在萌芽期、盛花后20 天、60 天、80天、120 天和秋施肥后灌溉,每次灌水量10 立方米/畝,盛花后40 天灌水20 立方米/畝,年灌水量80 立方米/畝。干旱年增加1次20立方米/畝,年灌水量100立方米/畝;豐水年減少1次10立方米/畝,年灌水量70立方米/畝。
2.畦灌。平水年在萌芽期、盛花后20 天、60 天、80天、120 天和秋施肥后灌溉,每次灌水量15 立方米/畝,盛花后40天灌水30立方米/畝,年灌水量120立方米/畝。干旱年增加1次30立方米/畝,年灌水量150立方米/畝;豐水年減少1次15立方米/畝,年灌水量105立方米/畝。
3.隔行交替灌溉。平水年在萌芽期、盛花后20天、60天、80 天、120 天和秋施肥后灌溉,每次灌水量20 立方米/畝,盛花后40 天灌水40 立方米/畝,年灌水量160 立方米/畝。干旱年較平水年生長季增加1次40立方米/畝隔行交替灌溉,年灌水量200立方米/畝。豐水年較平水年減少1次20立方米/畝,年灌水量140立方米/畝。
(二)晚熟品種
對于晚熟品種,較早中熟品種在梨盛花后80~110天之間增加1次灌水,灌溉方式與其他灌溉時(shí)期同早中熟品種。
十一、沙土園
灌溉方式與灌溉時(shí)期同早中熟品種,在梨果實(shí)發(fā)育期增加1~2次灌水。
十二、梨園控水與排水
在新梢生長期(盛花后20 天~盛花后30 天)和夏季多雨季節(jié)(盛花后80 天~盛花后100 天),嚴(yán)格控制大水漫灌;在梨發(fā)育期遇到24 小時(shí)降雨量達(dá)到10~25 毫米,可減少一次灌水遇到暴雨:1 天(或24 小時(shí))降雨量50~100 毫米者、大暴雨:1 天(或24 小時(shí))降雨量100~250 毫米者、特大暴雨:1 天(或24 小時(shí))降雨量在250 毫米以上者及時(shí)收集雨水或修建排水溝排水。