赵鹏敏,高海菊,林 沫
(水利部松辽水利委员会,吉林 长春 130021)
松辽流域总面积124.9万km2。西、北、东三面环山,南部濒临渤海和黄海,中、南部形成宽阔的辽河平原、松嫩平原,东北部为三江平原。流域耕地资源丰富,水土资源匹配较好,光热条件适宜,主要粮食作物有玉米、大豆、小麦、水稻。受季风气候影响,流域降水季节变化很大,年内分配很不均匀,6—9月的降水量占全年的70%~85%,与农业需水过程不匹配,发展灌溉农业是必由之路。
松辽流域是我国粮食主产区之一,耕地面积0.26亿hm2,约占全国的22%,但灌溉面积仅0.093亿hm2,灌溉率低于全国平均水平。目前流域大部分地区仍采用传统的灌溉方式,农田灌溉水有效利用系数只有0.53,远低于发达国家水平。随着工业和城市的快速发展,各行业对水的需求将更加突出,未来水资源问题将是制约经济社会发展的瓶颈之一,而摆脱困境的有效途径就是提高水的利用效率,强化节水。农业灌溉是用水大户,节水潜力巨大。近几年节水灌溉技术在流域内发展迅速,尤其是大中型灌区续建配套与节水改造及东北四省区节水增粮行动等项目的实施,给节水灌溉技术的推广应用带来新的契机。松辽流域是国家粮食主产区,发展节水灌溉,对于克服资源、环境瓶颈、促进粮食稳产增产、保障国家粮食安全具有重要意义。
松辽流域现已发展节水灌溉面积456.53万hm2,其中渠道防渗44.47万hm2,管灌83.47万hm2,喷灌 157.47 万 hm2,微灌 20.73 万 hm2,其他150.47万hm2。流域节水灌溉技术应用较多的有渠道防渗及管道输水、喷灌、微灌等,特别是膜下滴灌、大型喷灌和低压管道输水灌溉等高效节水灌溉得到快速发展。
流域大中型灌区渠道长度3.7万km,其中防渗渠道0.4万km,据统计,50%以上的灌溉水损失在渠道输水过程中。采用渠道防渗工程技术,可以减少渗漏损失70%~90%,目前渠道输水是流域农田灌溉的主要方式,渠道防渗灌溉技术有着极大的节水潜力及推广价值。
管道输水是指以管道代替明渠的一种输水工程措施,通过一定的压力,将灌溉水由分水设施输送到田间,可直接由管道分水口分水进入田间沟、畦或在分水口处连接软管输水进入沟、畦。管道输水灌溉具有以下优点:节约用水;占用耕地少,利于机耕;适时适量,缩短灌溉周期,省工、省时;成本低,效益高;适应性强,便于推广等。
喷灌在流域广泛应用,以时针式喷灌、卷盘式喷灌、管道移动式喷灌为主。喷灌有灌水均匀、自动化程度高、可以控制灌水量、不宜产生深层渗漏和地面径流、不破坏土壤结构、可调节农田小气候等优点,具有明显的增产效果。据测定,喷灌水资源利用系数可达0.72~0.93,比坡面灌溉省水30%~50%。但喷灌一次性投资高,受风和空气温度影响很大,对水质要求高。适宜于在水资源短缺、经济条件较好的地区推广。
微灌是一种新型的高效用水灌溉技术,包括滴灌、微喷灌、涌泉灌和地下渗灌。它是根据植物的需水要求,通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器,将植物生长中所需的水分和养分以较小的流量均匀、准确地直接送到植物根部附近的土层中。相对于地面灌和喷灌而言,微灌属局部灌溉和精细灌溉,水的有效利用程度最高,约比地面灌省水50%~60%,比喷灌省水15%~20%,但微灌的工程投资高。膜下滴灌以其增温、增产、增效、省水、省肥、省工、保墒等优点在流域得到广泛认可,随着东北四省区节水增粮行动项目实施,“十二五”末将新增膜下滴灌面积约133.33万hm2。膜下滴灌的创新性表现在于:一次性薄壁滴灌带与覆膜栽培相结合,实现了灌溉技术与农艺技术的有机结合。一次性薄壁滴灌带的使用与作物生长季节同步,播种、铺膜、铺管等可通过机械一次性完成,从而改变了传统的农作方式,促进了农业组织形式的转变。但残膜对环境造成一定影响,其回收利用问题需进一步研究解决。
以出苗、保苗为目的的“坐水种”技术是一种有效的节水增产方式,在春耕时为了保全苗,采用机械或畜力水箱、水袋拉水,在播种时进行点灌,以解春旱。该法费用低,简单易行,用水量少,在流域内得到普遍推广应用,特别是与农机结合,具有较强的生命力。如吉林省一些地方推广了两种行走式农机具,一种是牵引式单体播种机,一次可完成开沟、浇水、下种、施肥、合垄;一种是侧向补水机,在作物苗期一次性完成侧向开沟、浇水、覆土。推广表明通过机械“坐水种”,出苗率高,且苗齐、苗壮。与人工“坐水种”相比可增产粮食450~750 kg/hm2,苗期一次灌水60 m3/hm2,可维持幼苗生长20~30 d,连续灌溉2次,就可维持到6月中下旬多雨天气的来临。
受各种条件制约,松辽流域节水灌溉技术全面发展将有一个较长的过程,主要存在以下问题:
1)用户节水意识不强。流域节水灌溉技术起步较晚,宣传力度小,节水灌溉技术知识不普及,用户对节水灌溉认识不高,给节水灌溉技术的应用和推广造成了影响。
2)节水灌溉制度研究滞后。输配水技术和田间技术可以大幅减少水的浪费现象,但是并没有从源头上减少作物对水分的需求,节水灌溉制度的研究和推广没有得到足够的重视。
3)各项节水灌溉技术未均衡发展。节水灌溉是一项系统工程,相对于输配水和田间技术而言,流域范围内水源开发与优化利用技术、农作物耕作栽培节水技术、水的优化调配、量测和自动监控技术、节水管理技术等应用相对滞后。
4)资金未能形成合力。目前节水灌溉项目资金渠道较多,涉及工程、农艺、农机、管理等各方面,各自为政的现象比较普遍,不能最大程度的发挥资金效益。
5)管理水平落后。工程监测、养护和维修跟不上,破损严重。用水管理不规范,农民往往根据经验判断灌水时间。由于科技推广人员比较缺乏,难以给用户提供有效的技术指导及服务。
6)现行土地经营方式限制了节水灌溉技术广泛应用。土地家庭式经营很难形成规范的种植模式,农作物种植多样化以及灌溉观念上的差异性,导致先进的节水灌溉技术不能充分发挥作用与效益。
1)健全机制,调动用水农户节水积极性。节水灌溉技术大面积推广,需充分调动用水农户的积极性、主动性。建议从节水灌溉技术增产的直接效果、规模化运转对比以及从节水灌溉技术减工、减劳、减肥等角度,分析评价农民投入的减少情况,从不同角度剖析推广节水灌溉技术的必要性。增产才能增收,增收才能增效。采用节水灌溉技术是否能带来净收益的增加,是影响用水户积极性的主要因素,通过建立合理的水价机制、水权交易机制及补贴优惠政策,激励节水灌溉技术的推广。
2)依靠科技,促进节水灌溉技术蓬勃发展。在积极研究输配水技术和田间技术的同时,应加强作物节水灌溉制度的研究工作,提高水分利用效率,减少无效灌水。松辽流域近几年水稻种植面积飞速发展,水资源需求量大。为了减少对水的依赖程度,建议有针对性的开展水稻节水灌溉技术的研究工作,提出适合区域特点的节水灌溉制度,从源头上减少对水的需求。
3)因地制宜,采取符合实际的节水灌溉方式。节水灌溉技术含量高、种类多,适应性特征明显。发展节水灌溉必须根据当地自然条件和经济状况,选择经济、实用的节水灌溉方式,不能盲目照搬国外或其他地区的经验。喷灌、滴灌等节水灌溉技术,吸收了大量的现代科技成果,代表了本行业当前最高技术水平,且与松辽流域实际相吻合,有较好的发展前景,应积极推广。“坐水种”、“小白龙”等方式,设施简单,方便易行,虽然技术含量不高,但在现阶段能较好地解决生产中的实际问题,可适当发展。
4)以点带面,引领节水灌溉技术广泛应用。考虑到用水户对节水灌溉技术的认可程度以及资金投入力度等问题,节水灌溉技术的推广应用不能一蹴而就,可以通过建立示范区,树立典型,以点带面,充分调动农民群众的积极性。
5)有机结合,水利与农艺措施相得益彰。水利措施主要解决水资源调度、输水、配水、灌水等环节的节水问题,可提高灌溉水的利用率;农艺措施主要解决土壤蒸发、植物蒸腾等环节的节水问题,可提高灌溉水生产效率。水利措施与农艺措施相结合才能真正发挥效益。
6)建管并重,确保工程长期发挥效益。推行“先建机制、后建工程”的模式,在建设工程的同时,明确工程运行管理主体,落实管护责任,完善管理措施,确保工程建得成、管得好、长受益。
7)土地流转,突破节水灌溉技术规模化发展的瓶颈。针对农村劳动力外出较多,出台相关政策,鼓励企业及个人承包土地,解决农民后顾之忧,这对解放农村劳动力、实现农业规模化经营具有重要意义,也给大规模发展节水灌溉带来契机。
8)保护环境,减少对环境造成的不利影响。节水灌溉技术推广应用中,既要防止地下水超采导致的一系列环境问题,又要避免大量灌溉后地下水位上升而发生的土壤次生盐碱化问题。在盐渍化严重的地区推行渠道防渗等灌溉技术,降低地下水位。在地下水超采区采取压井、封井等措施。针对膜下滴灌残膜问题,加强监测和研究,采用有效措施尽可能减少对环境造成的不利影响。
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