节水灌溉技术对促进云南甘蔗增产的启示

李如丹，苏火生，张跃彬，苏云松

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所，开远661600；2.云南省烟草公司玉溪市公司，玉溪653100）

节水灌溉技术对促进云南甘蔗增产的启示

李如丹1，苏火生1，张跃彬1，苏云松2

（1.云南省农业科学院甘蔗研究所，开远661600；2.云南省烟草公司玉溪市公司，玉溪653100）

介绍了智能化灌溉技术、节水灌溉技术、微灌技术、肥水耦合灌溉技术及其在甘蔗上的应用效应，展望了应用这些灌溉技术对促进云南省甘蔗生产发展的意义。

甘蔗；节水灌溉；智能化灌溉；肥水耦合

水资源日趋匮乏已成了全球性的问题，美国、欧盟国家、澳大利亚、以色列等发达国家和一些缺水国家十分注重水资源的合理利用。目前国内外节水灌溉已发展到通过信息化、智能化对农作物的精准灌溉，提高了水资源的利用率。我国水资源匮乏，近年来我国引进和借鉴了发达国家先进的灌溉技术，已在粮食作物及蔬菜、花卉、水果等一些经济作物上应用并取得了良好的经济效益，未来节水灌溉将会成为现代农业发展的一种趋势。

我国是甘蔗种植和产糖大国，产量居世界第三，其中旱地甘蔗面积占80%以上。由于栽培管理技术和灌溉技术落后，我国甘蔗平均单产仅为63t/hm2，低于目前世界平均水平的70.5t/hm2，与巴西、澳大利亚等国家相比差距较大。2009年9月至2010年4月，由于受厄尔尼诺现象的影响，我国西南广西、贵州、云南等蔗区遭遇百年一遇的特大旱灾，由于缺少或没有灌溉设施及条件，我国主要产糖区甘蔗和食糖产量大幅减少。2009～2010年榨季据广西糖协统计，由于受干旱的影响，广西甘蔗产量同比减少582万t，产糖减少53.6万t；中国糖协透露，云南本榨季损失甘蔗350万t以上，糖产量减少52万t，广东糖产量减产20万t，其中云南省减产幅度最大。面对持续严重干旱的情况，依据甘蔗需水规律、改变灌溉理念、结合国内外先进的灌溉技术是应对干旱，提高甘蔗产量、保证食糖供给安全的有效途径。

1 甘蔗的需水规律

研究甘蔗各生长阶段的需水规律、土壤的供水能力、该地区的降雨量及降雨规律，进行合理的排灌，可节约大量的水资源，大幅度的提高甘蔗产量。

甘蔗是需水量较大的作物，水分是决定甘蔗产量的重要因素。其中，甘蔗萌芽期的需水量占整个生育期总量的8.4%～18.1%，田间土壤表层25cm内水分应保持田间最大持水量的55%～70%；分蘖期需水量占整个生育期总量的15.4%～21.7%，田间土壤表层30cm内水分应保持在田间最大持水量的60%～80%；生长期需水量占整个生育期总量的54.3%～57.8%，田间土壤表层30cm内水分达田间最大持水量的60%～80%；成熟期田间土壤表层40cm内水分达田间最大持水量的60%即可。

2 改变灌溉的理念，从浇地到浇作物

传统的灌溉方法，水在运输的过程中损失较大。灌溉水的消耗量较大导致水资源的极大浪费，灌溉方法停留在浇地的水平上。因此掌握作物在不同生长期的需水规律，减少水在运输途中的损失，定量让水浇到植物根系容易吸收的区域，提高水资源的利用率，能够节约大量的水资源，实现灌溉由浇地到浇作物观念的转变。

3 注重蓄水集雨，调节雨水的时空分布

在我国山西、山东、河北、陕西、甘肃等北方缺水地区对旱坡地雨水收集与利用已经进行了大量的试验研究。云南省年均降雨量在800～1800mm，雨季较为集中，但时空分布不均，5～10月为雨季，雨季降雨量占全年降雨量的80%以上，坡地面积较大，山区冬春干旱，雨季水土流失现象较为严重。我省降雨总量较大，但对水的合理利用研究较为落后。目前云南烤烟产区很多地方通过修建水库和水窖来集雨灌溉，有些地方还采用了滴灌技术，取得了较好的效果。云南省旱地甘蔗面积达80%以上，甘蔗属于周年性生长的作物，在蔗区通过修建水库、水窖等措施，合理调整蔗区水资源时空分布，调节水资源的供给平衡，保证蔗区的稳产丰产。

4 减少灌溉水在运输过程中的损失

采用合理的输水技术，是减少灌溉水用量的有效方法。利用渠道防渗技术、管道输水技术等减少水的跑漏损失和田间灌水过程的深层渗漏损失，减少灌溉水在运输途中的损失。渠道防渗技术：采用混凝土护面、浆砌石衬砌、塑料薄膜等多种方法进行防渗处理，与土渠相比，渠道防渗可减少渗漏损失60%～90%，并加快了输水速度。管道输水技术：用塑料或混凝土等管道输水代替土渠输水，可大大减少输水过程中的渗漏和蒸发损失，输配水的利用率可达到95%。另外还能有效提高输水速度，减少渠道占地。低压管道输水技术在我国北方井灌区已经普及，但大型自流灌区尚处于试点阶段。

5 智能化技术在灌溉中的应用

智能化灌溉是根据土壤的吸水能力、作物种类、作物生长阶段和气候条件等因子适时、定量、定位给农作物供水，提高了作物产量和经济效益。智能化灌溉系统通过监测系统、信息系统、数据处理系统，实现对土壤环境的准确测量，确定土壤是否缺水、是否进行灌溉；土壤缺水需灌溉时，智能系统自动发出信号，进行远程遥控，实施灌溉。随着世界水资源的日益紧缺，世界各国都在不断探索节水灌溉的方法。国外一些先进国家，如美国、以色列和加拿大等运用计算机控制、模糊控制和神经网络控制等进行智能化灌溉，控制精度和智能化程度越来越高，可靠性越来越好，操作也越来越简便[1]。例如美国德克萨斯州研制智能化节水灌溉技术，该系统能随时对土壤湿度进行测量，并且自动给农田浇水[2]。

6 节水灌溉及微灌技术的应用

6.1 地面灌溉技术的改进

在今后相当长的时期内，地面灌溉仍将是我国主要灌溉方式。地面灌溉并非“大水漫灌”，只要在土地平整的基础上，采用合理的灌溉技术并加强管理，其田间水利用率可以达到70%以上。多年来，我国普遍推广的沟、畦灌水技术，在土地平整基础上，大畦改小畦，长沟改短沟，使沟畦规格合理化，可减少灌水定额1/5～l/4。

6.2 卷盘式喷灌技术

卷盘式喷灌机主要由三部分组成：卷盘动力驱动系统、卷盘机架及皮管、喷灌小车。利用卷盘式灌溉机是一种较为节水的灌溉方法，适用于大面积的灌溉，灵活机动，可用于大田作物玉米、小麦、大豆、蔬菜的灌溉等，使用寿命较长可达15年以上，与沟灌相比可节约水50%，增产效果也较为明显，小麦、玉米、大豆的增幅一般在一倍以上，灌溉设备价格相对便宜。目前云南省农科院甘蔗研究所也引进了卷盘式灌溉机对甘蔗进行灌溉试验。

6.3 滴灌技术的发展

滴灌是应用最普遍的一种节水灌溉方法，滴灌设备维护得当可连续使用10～20年。滴灌技术可以使水分在土壤中均匀扩散，减少蒸发和渗漏，提高水肥利用率，滴灌用水效率可达85%[3]。滴灌技术在水资源贫乏的以色列兴起，现在滴灌技术在美国、墨西哥、澳大利亚、日本等国家应用得十分广泛，目前滴灌已应用到粮食作物、花卉、蔬菜、水果等植物上。我国1974年首次从墨西哥引进滴灌设备[4]。目前我国滴灌技术在棉花、园艺作物上得到了广泛的应用，经济效益明显。2003年，在广西金光农场首先建立了6.7hm2的甘蔗滴灌示范区，2004年，湛江农垦引进以色列地埋式滴灌技术，推广面积达到1100hm2，采用滴灌的蔗田单产达120t/hm2，远远高于世界平均水平70.5t/hm2，滴灌技术在我国旱地蔗区推广应用前景广阔。

6.4 地下灌溉及膜下滴灌技术

地下灌溉技术是较为生态环保、节约水资源和开发前景较好的灌溉技术，这种技术主要用在草地、果园、棉田、小麦、玉米、蔬菜、花卉等作物上。地下灌溉在意大利、美国、德国、法国、日本、俄罗斯及我国等研究较多，发展较快，面积在稳定增加。

膜下灌溉采用地膜的保水、保温作用与滴灌的节水功能相结合。灌溉量较小，灌水均匀，基本无旱涝不均的现象，土壤中水、气比较协调，土壤疏松、不板结，土壤团粒结构保持较好，有利于根系生长发育[5]。膜下滴灌技术在棉花、葡萄、西瓜、番茄、哈密瓜等作物上得到了广泛的应用[6]，节约了水资源、减少中耕、除草和节约成本，还起到增产的作用。地下滴灌与水溶肥耦合，根据不同作物在不同生育期对水肥的需求，水肥同时施用，减少了劳动力的投入，节约了生产成本。

7 肥水耦合灌溉技术

在灌溉的同时结合肥水耦合能提高肥料和水的利用率，加快植物对肥料的转化的吸收[7]，根据不同作物在不同时期对N、P、K等肥料需求的特点，研究不同作物肥水耦合模型对干旱地区的农业发展具有重要意义。目前肥水耦合在柑橘、辣椒、玉米等作物上研究取得了一定的进展。

7.1 有机肥与水的耦合

合理施用有机肥，能够改善土壤结构，增大土壤水库的容量，有机肥与水耦合提高根系的吸水能力，同时为植物的生长提供必需的养分。干旱半干旱耕地施用有机肥可提高作物抗旱能力［8］。唐小明试验表明，黄土高原地施用机肥能够起到很好的保水培肥作用，平均每公顷施用有机肥11250kg，0～60cm土壤含水量比对照增加55mm，水分利用率提高22%，小麦产量提高15.8%［9］。

7.2 滴灌模式的肥水耦合

根据作物水肥的需求规律，滴灌条件下通过肥水耦合，可同时提高肥水的利用效率，目前已经有学者对滴灌条件下玉米肥水耦合进行了研究、建立了肥水耦合的数学模型[10]；有研究表明，通过肥水耦合，能显著改善柑橘树体营养水平[11]，并能显著节约肥料施用量；实施番茄肥水耦合与漫灌相比，N、P、K肥料利用率分别提高15.84、16.93、14.13个百分点，水分生产效益提高4.79kg/m3，番茄增产27.12%，Vc含量也有所提高，减少了灌溉水用量和肥料投入，实现了棚菜生产高产优质低耗，提高了棚菜种植效益[12]；但肥水耦合在甘蔗上的研究还未见报告，开展甘蔗肥水耦合研究，为解决甘蔗生产缺水的问题提供技术参考。

7.3 酒精废醪液的利用

巴西酒精废醪液的利用已有30多年的历史，大多数小型酒精厂的酒精废液处理是采用“肥灌法”，即直接将废液进行沟渠灌溉，或用槽车将废液运至田头地尾倾倒浇灌土地，以及“氧化塘排放法”，均起到明显的增产增糖作用[13]。利用酒精废醪液灌溉，具有水肥两用的功能。在我国广西蔗区广西上思县、南宁金光农场、武宣黔江农场、柳州露糖监狱、扶绥县蔗区、龙州县蔗区、北海星星农场、百色右江区蔗区、隆安县蔗区、河池蔗区等，通过定量灌溉酒精废醪液，起到了较好的节水节肥作用[14]。在云南临沧、镇康县也采取了每公顷新植甘蔗浇75t的酒精废液措施，减少了化肥的使用量，促进了甘蔗的早生快发，效益明显。

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S566.1

B

1007-2624（2010）04-0075-03

2010-05-14

李如丹（1982-），男，云南省宣威县人，硕士。Email:lirudan@126.com

张跃彬，男，云南省建水县人，研究员,农业部现代甘蔗产业技术体系岗位科学家。Email：ynzyb@sohu.com。