赵永财,阎玉伟
(1.吉林省水务投资集团有限公司,吉林长春130061;2.吉林省水利水电勘测设计研究院,吉林长春130021)
吉林省总土地面积18.74万 km2,其中平原面积5.62万km2,丘陵面积1.09万km2,山地面积6.75万km2,台地及其他5.28万km2。地势由东南向西北倾斜,可划分为东部长白山区、中东部低山丘陵区、中西部丘陵平原区,西部平原区四部分。
西部平原区,属松嫩平原,地势平坦,绝大部分属于白城市、松原市。总土地面积4.34万km2,占全省总面积的23.15%。草原辽阔,湿地面积较大,是科尔沁草原的延伸带,区内地势低洼,光、热条件较好,是农牧业发展潜力较大的区域。
1.2.1 降雨蒸发
吉林省多年平均降水量为609.1 mm,呈东部山区向西部平原递减趋势,其中松原地区多年平均降水量为431.1 mm、白城地区多年平均降水量为383.2 mm,均低于全省平均值;吉林省多年平均蒸发量为761.9 mm,中部低山丘陵区和西部平原区蒸发量大于全省平均值,松原及白城地区多年平均蒸发量大于1000 mm。
1.2.2 径 流
吉林省主要有松花江、辽河、绥芬河、鸭绿江、图们江五大水系,境内的河川径流主要是降水补给,年径流深与降水量分布趋势一致,具有从长白山区向西北平原区递减的特点。地形和植被条件对径流的影响比较显著,长白山区主峰一带,河川径流最充沛,多年平均径流深在350 mm以上,年径流系数为0.4~0.6。由长白山区向西,随着地势逐渐低平和降水的减少,年径流深也递减,西部平原地区,年径流深不足10 mm,年径流系数在0.05以下,是全省年径流深最小的地区。
1.2.3 干旱分区
吉林省干旱指数地域变化很大,东部山区干旱指数一般小于1.0,中西部地区干旱指数在1.0~2.6之间,属于半湿润半干旱地区。
以玉米受旱欠收幅度的几个特征值作为区划经济参数,对吉林省中西部进行农业干旱情况的区域划分。松原—长岭—双辽一线称为绝收线;扶余的陶赖昭—农安的华家—梨树的孤家子一线称为旱情线,榆树的新立—九台的营城—四平的山门一线称为干旱分界线,这条线以北多年受旱欠收幅度为10%以上。通过这3条特征线将吉林省中西部划分成了四个干旱灾情各异的区域,由北向南依次为:重灾区、轻灾区、易旱区和少旱区。
依据土壤发生学分类原则,为便于分清土壤盐渍程度,视盐碱土占土壤复区比例关系,划分相应程度盐渍土复区。
松原灌区以盐渍土轻重分成五个区,分别为非盐渍土区、微度盐渍土区、轻度盐渍土区、中度盐渍土区和重度盐渍土区,灌区中盐渍土面积占总面积的74.7%,为碱性土壤,其pH值多在7.32~9.80之间。
吉林省西部平原土地辽阔,地下水资源丰富,但土壤盐渍化较重,降水量远小于吉林省降水量平均值,蒸发量却远大于吉林省蒸发平均值,已达1000 mm以上,为不支持雨养农业。为增加吉林省商品粮产量,改善当地居民生活水平,开发、治理、改良吉林省西部盐碱地势在必行。
吉林省治理改良盐碱地措施通常采用水利改良(包括洗盐排盐、井渠结合以灌代排、暗管排水洗盐)、生物改良(种植耐盐作物)、农业改良(深耕、合理施肥、合理灌溉、作物轮作)、化学改良(采用化学改良剂)等多种改良措施,但采用最多、改良面积最大的是种植水稻,以水洗盐压盐,效果较显著,但用水量较大,水资源浪费。吉林省西部地区地下水丰富,但补给较慢,需要很长时间,对地下水大量开采,用于农田灌溉,是不经济的,更是不科学的,应合理开采地下水,充分利用地表水,统筹管理,科学开发利用当地水资源。
在吉林省西部盐碱地区,采用种植水稻治理盐碱地,是成功的治理措施,但水资源开采利用量较大,现状浪费严重,为尽量减少水资源不必要的浪费,探索新的吉林省西部盐碱地治理措施,是必要且急迫的。因此,考察了新疆在盐碱地上,采用膜下滴灌种植旱田的成功经验。
新疆当地自然状况属于典型的大陆性中温带干旱荒漠气候。其特点是四季分明,冬季寒冷,夏季炎热,春季升温快且不稳定,秋季短暂而降温迅速;昼夜温差大,多晴少雨,光照充足,热量丰富;蒸发强烈,空气干燥,相对湿度较低,灾害性天气多。主要特征值:年平均气温8.9℃,不小于10℃积温3624.8℃,年平均降雨量17.7~125.6 mm,年平均蒸发量1024.7 mm,无霜期186 d,年平均日照3138.6 h,多年平均最大冻土深度1.0 m。土壤表层土质以沙壤、轻壤为主,下层土质以轻壤、中壤为主,地表植被多为耐盐碱性较强的低矮灌木,如红柳、盐梭梭、麻黄草、盐角草等,局部生长有芦苇、野麻、甘草及骆驼刺等。
考察区土壤为各类型盐土,盐份多为硫酸盐,其pH值为7.8~8.2。荒地0~1 m土层平均含盐量为5.34%~10.86%,大多耕地0~1 m土层平均含盐量为1.32%~1.4%,属强盐渍化土,不利于作物生长,需灌溉洗盐,治理后耕种。
因当地气候、土壤等条件,新疆农业为全灌溉农业。实施膜下滴灌耕作方式以前,就建立起完备的灌排系统,每年要进行大水洗盐、洗碱。实施膜下滴灌耕作后,春季耕种之前或秋季收割之后,进行大水漫灌,对土壤洗盐、洗碱,再经排水沟道,将水排出,最浅排水沟深为1.8 m。为起到更好效果,常在冬季解冻之前9—10月份,进行大水灌地,使土壤中水份饱和,经冰冻,使土壤中形成孔隙,增加土壤的透气性,减弱强蒸发下,盐份上升至耕作层。
经冬季浸泡、洗碱、冻胀后,再进行膜下滴灌,减少土壤表层水份蒸发,在新疆,这种洗盐、洗碱后的膜下滴灌耕作技术,是成功的。
吉林省同新疆在纬度上基本相近,气候等自然条件相近,吉林省西部盐碱地治理措施可以借鉴利用,在吉林省西部盐碱地采用膜下滴灌技术种植旱田,节约灌溉用水量,是可以做到的。
吉林省西部盐碱地进行旱田膜下滴灌,可以学习、借鉴新疆治理盐碱地种旱田的技术,区别在于新疆气温高,在南疆盐碱重的地区,多数种植的是棉花、油葵,较耐盐碱,其他作物也种植,如玉米、打瓜,但数量较少。吉林省西部盐碱地建设松原灌区工程,灌溉面积19万hm2,其中14.13万hm2为盐碱土,占总面积的74.7%,要调查清楚土壤的盐碱成份和数量,对比新疆土壤成份和治理方法,探索出适合松原灌区盐碱地治理的有效模式,在盐碱地上种植旱田,缩减单位面积上灌溉用水量,是可行的。对节约的水量,可用于发展更多的灌区面积或用于城市生产生活用水。