关于新时期浙江省农田水利科技创新的思考

郑世宗,党秀英

(1.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020;2.中国人民解放军空军94865部队,浙江 杭州 310021)

1 问题的提出

2011年中央1号文件明确提出“突出加强农田水利等薄弱环节建设,把农田水利作为农村基础设施建设的重点任务,大力发展民生水利”。浙江省委、省政府《关于加快水利改革发展的实施意见》也提出 “大力兴修农田水利,全面提高农业旱涝保收稳产高产能力”。浙江省水利厅陈川厅长撰写《加快我省农田水利建设 为粮食安全和现代农业提供基础保障》一文,系统分析了浙江省农田水利现状及存在的问题,提出加强农田水利建设、提升农田水利保障能力的对策与措施,为新时期农田水利发展指明了方向。科技创新是推动农田水利事业的强大动力。面对农田水利重要的发展机遇,如何做好科技支撑与服务,保障浙江省农田水利事业健康、持续发展,是新时期每位农田水利科技工作者应深入思考的问题。笔者结合多年从事农田水利科研的实践,系统回顾了浙江省农田水利科技发展历程及取得的进展,分析现状科技创新存在的主要问题,并提出今后浙江省农田水利科技创新方向及研究重点。

2 浙江省农田水利科技发展现状

为推进农田水利事业的发展,自20世纪50年代开始,浙江省有关科研单位就致力于相关农田水利适用技术的研究与推广工作。1956—1957年,浙江省水利厅与浙江省农业科学研究所合作建立了杭州中心灌溉试验站和宁波、金华、温州、嘉兴、萧山等地方灌溉试验站。1958年,成立了浙江省水利科学研究所(现浙江省水利河口研究院),内设水利土壤改良研究室,负责全省农田灌溉试验研究,为浙江省农田水利科研工作奠定了良好的基础。1975年,浙江省在全国率先引进国外的喷滴灌技术,并有计划地开展试验和推广示范工作。

20世纪80年代,全省灌溉试验站网基本形成,共有17个试验站参与全省协作试验研究,主要开展水稻需水量、经济作物喷滴灌等研究,取得了大量有实用价值的试验成果。此后,先后研制了射流式喷头(1984年);开发生产了自应力钢丝网水泥压力管(1985年)、涂塑软管 (1986年);开发了15个型号低扬程排灌泵站(1989年);开展了塑料波纹暗管排水试验(1986年);围绕双季水稻开展节水高产灌溉制度、耐淹标准、排水技术等研究,总结提出水稻薄露灌技术 (1980—1989年)。进入20世纪90年代,全省大力开展以节水为重点的农田水利技术研究与推广工作,研制推广了旋转式田间放水阀(1994年)、混凝土U型渠槽预制工艺及配套机械(1997年);试验提出水稻无水层灌溉技术(1997年);开展微灌技术防治土壤盐渍化研究 (1998年);开发应用了低压薄壁塑料输水管 (1997—1999年);开展有机污水生物处理回灌农田试验研究(1999年)等[1]。

20世纪80—90年代,地处浙江省杭嘉湖平原的平湖市,通过技术创新发展低压地下管道输水技术,累计建成低压地下输水管道2 400 km,控制节水灌溉面积3.33万hm2(45.5万亩),占全市有效灌溉面积的96.8%,在全国率先基本实现农田灌溉地下管道化。基于浙江省南山水库灌溉试验站多年试验所总结的水稻薄露灌溉技术,成为南方水稻节水灌溉技术的典型,与传统水稻灌溉相比,节水1.5万m3/hm2左右,已累计在全省应用推广面积33.33万hm2(500多万亩),年节约用水5亿m3以上,增加粮食产量约2.5亿kg,创造出巨大的社会、经济效益。

进入21世纪,面临水资源日益紧张的形势以及发展高效生态农业的现实需求,浙江省高度重视农田水利技术研究。恢复中断多年的灌溉试验工作,新建了包括浙江省灌溉试验中心站、平湖、金清、永康重点站及20余个基层观测点在内的浙江省灌溉试验站网体系,为全省农田水利技术研究提供了良好平台;结合“大型灌区节水续建与配套改造”、“农业综合开发中型灌区节水配套改造”、“千万亩十亿方节水工程”、“百万亩喷微灌工程”等项目建设,大力开展节水工程技术的研究与应用,如针对水源环节,结合设施农业特点研究提出雨水集蓄利用技术;针对渠系输水环节,研究推广了新型混凝土U型槽和强纶纤维混凝土防渗技术、低压变频塑料管道灌溉技术等;针对田间用水环节,在传统喷微灌技术基础上,先后研究推广了经济型喷微灌技术、特低水头喷微灌技术,进一步丰富了喷微灌技术研究与实践的内容。同时,积极开展非工程技术的研究与探索,研究制定了浙江省农业用水定额标准;开展水稻水肥耦合技术与节水高效灌溉制度研究,提出适应浙江省不同区域的水稻节水增效综合技术模式;开展灌区农业用水定额管理试点探索,提出 “定额为准、计划指导、计量控制、配水监测、制度激励”的定额管理应用模式[2];研究提出基于简易量水槛的新型明渠实时量水装置等。通过上述科技创新,浙江省农田水利研究进入了数量、质量与效益并重的良性发展新阶段,提出和推广应用了一大批与节水灌溉配套的工程、农业与管理节水技术,并初步形成了符合浙江实际的农田水利综合技术体系与发展模式。

2000年至今,余姚市开始了经济型喷微灌技术的研发、实验示范及大面积推广,通过优化设计方法,降低工程造价50%以上。此项技术已推广到山区竹笋、杨梅、板栗以及平原蜜梨、蔬菜、葡萄等作物,受益面积 0.25万hm2(3.8万亩);并推广到兔、鸡、鸭、猪等家禽养殖场降温和防疫,面积达5万m2,余姚市也成为浙江省南方地区推广喷微灌面积最大的县市之一。浙江省水利河口研究院结合浙江省重大科技攻关项目“高效生态农业节水增效综合技术研究与应用”、国家农业综合开发科技推广项目,基于水肥耦合原理,以节水、增产和减排为目标,研究提出水稻节水增效综合技术,在永康、平湖、路桥等地的水稻灌区累计推广面积约3.33万hm2(50万亩),实现农业节水3 800多万立方米,新增粮食产量1 300万kg。

3 农田水利科技创新存在的主要问题

分析浙江省农田水利发展历程,科技创新成为推动全省农田水利工程建设、发挥工程效益的重要支撑。然而,随着新形势对农田水利提出的更高要求,全省现状农田水利科技支撑能力仍显不足,表现为:

3.1 科研创新平台有待进一步完善

目前,覆盖全省的浙江省灌溉试验站网为全省农田水利科技创新提供了良好的研究平台。但是,分析现状仍存在着:网络体系不够健全;站网建设与标准要求尚有差距;高层次人才短缺,地方试验站的技术力量薄弱;尚未建立可持续的保障机制等问题。

3.2 与高效生态农业特征相适应的农田灌排技术仍有待进一步研究

高效生态农业是浙江省发展现代农业的具体实践形式,具有“生态循环、经济高效、优质安全”特征。目前,全省农田灌排技术还是以追求作物节水、增产为目标,对其它如节能、节本、减排、减灾等因素考虑较少,已不能完全适应高效生态农业的灌排要求。

3.3 农田水利新产品、新材料、新设备的研究与开发能力仍显不足

特别是适应农业集约化要求的,体现节省劳力、提高生产效率、自动化程度高的农田水利新产品、新材料、新设备的研发能力明显不足。

3.4 农田水利技术推广应用力度不够

目前,全省水利技术推广机构(特别是基层)不够健全,应用农田水利新技术的积极性不高,特别是地方推广经费不足,导致农田水利新技术推广工作的进展不快,成果转化和推广应用方面效果有待改善。

4 浙江省农田水利科技创新方向及发展重点

“十二五”期间,是浙江省全面建成小康社会及社会主义新农村以及实现农业农村现代化的重要时期。但是,农田水利建设滞后和管理薄弱是全省现代农业发展的软肋,是农村基础设施建设的短板。要实现未来农业用水总量基本不增长前提下提高农业综合生产能力、保障全省粮食安全,农田水利发展仍面临着巨大的建设与管理任务,需要在工程实践中,加大科技攻关力度,努力实现水利科技新突破,表现为:①要从过去主要为农业生产服务转变为农村经济和社会发展服务;②要从过去支撑传统的灌、排工程发展到现在的节水、排涝、治污等项目;③要从过去追求经济效益为主发展为经济效益、社会效益、生态效益多目标并重。以工程建设推动水利科技发展,以水利科技创新促进工程建设与管理。在农田水利科技创新目标上,不仅要着眼于提高农业用水利用效率和效益,同时要关注其生态环境影响;在技术路线上,要注重引进、创新及综合集成;在研究方法上,要重视自然科学与社会科学的有机结合;在研究手段上,要充分体现传统技术与现代高新技术的结合。

针对当前浙江省农田水利技术支撑的薄弱环节,围绕“十二五”农田水利建设重点需求,提出今后一段时期全省农田水利技术研究重点如下:

4.1 农田水利应用基础研究

土壤水与作物关系问题的研究是农田水利研究的基础,今后的研究应从均质走向非均质,从点的研究走向面(或区域)的研究,从理论研究推进到应用研究。进一步完善全省灌溉试验站网络研究平台,提升开展应用基础研究的能力与水平。针对由于灌溉排水规律的复杂、水资源日趋紧张、综合利用供需矛盾的增加,应加强灌排自动化、3S、水情自动测报系统等技术的研究。加强节水灌溉新技术的节水增效机理研究。在排水控制涝渍方面,应继续对明沟排水、暗管排水等开展研究,重点放在对田块、区域的排水模数研究上。加强节水灌溉技术的尺度效应、生态环境效应研究,为区域节水评价提供科学依据。

4.2 适应于高效生态农业特征的农田灌排技术

在农田灌溉技术方面,结合高效生态农业特征,对粮食作物—水稻,需研究体现水肥高效利用、节水节能、减排减灾的综合灌溉技术;对经济作物,需研究经济实用、高效节能的灌溉技术及产品,能适应浙江农业生产模式、区域农业特征和农业经济水平,并能够大规模推广应用。在农田排水技术方面,需结合河网平原特点,研究基于排涝、降渍、控污、减排多重目标的控制排水技术,全面提高全省平原河网区农田的防灾抗灾能力。

4.3 经济作物节水高效灌溉制度

作物节水高效灌溉制度是以最少的灌溉水投入获取最高效益而制定的灌溉方案。在灌区开展不同作物、不同生长条件下的耗水量研究,特别是随着作物种植结构的调整,应加大对各种经济作物的耗水量研究,寻求作物在不同生长环境条件下的节水高效变化规律 (特别是喷微灌模式下的需水规律和灌溉制度)。以此为基础,制定灌区在不同的供水、气象、农艺、管理等条件下的节水高效灌溉用水方案,采用现代化手段进行灌区实时灌溉预报,指导农民进行灌溉。

4.4 农田水利技术标准

现有农田水利技术标准大多数为传统农业的农田水利建设管理服务的,不能完全适应现代农业的农田水利建设管理需要。应根据新的社会需求,从经济、社会、环境、生态和水资源的持续高效利用等研究制定适应新的农田水利技术标准,以规范高效生态农业的农田水利建设管理。特别是当前急需针对农业“两区”(粮食生产功能区和现代农业园区)建设要求,研究和制定浙江省农业“两区”农田水利建设与管理标准,以提高农田水利服务农业“两区”的能力和水平。

4.5 农业节水关键设备、产品及材料的产业化

考虑到高效节水灌溉适应了农业生产向高效集约化经营发展的趋势,是今后全省农田水利发展的重点,因此,今后需大力开展节省劳力、生产效率高、自动化程度高的高效节水灌溉机具研究、开发和产业化。如经济实用、高效节能的喷灌、微灌设备及产品;渠道防渗衬砌机具;灌溉自动化控制设备等。

[1]蒋屏,曾瑞胜.浙江省农田灌溉发展综述[J].浙江水利科技,2000(6):1-3.

[2]郑世宗,贾宏伟,赵晓波.浙江省农业用水定额管理试点工作总结报告 [R].杭州:浙江省水利河口研究院,2010.