陈 林(新疆天业(集团)有限公司,新疆 石河子 832000)
新疆节水灌溉发展现状、面临问题及建议*
陈林
(新疆天业(集团)有限公司,新疆石河子832000)
摘要:新疆目前高效节水灌溉面积已超278.67万hm2,滴灌面积占80%以上。然而,受早期节水灌溉系统设计老化、节水产品单一、产品质量不高等因素的影响,滴灌在增产方面所起的作用受限。因此,对滴灌系统进行优化升级,并配合农作物增效需求,发展高效节水技术为平台的高产、优质、高效、生态现代化农业是新疆农业发展必由之路。
关键词:新疆;节水灌溉;发展现状;建议
近年来,随着工业化、城镇化的快速推进和全球气候变化影响的加剧,我国水资源短缺、水环境污染等问题愈加凸显,已经成为制约经济社会发展的瓶颈问题。全国用水总量正在逐步接近国务院确定的2020年用水总量控制目标,开发空间十分有限。新疆地处我国干旱半干旱地区,农业发展依赖于灌溉,发展以高效节水灌溉技术为平台的高产、优质、高效、生态和安全的现代化农业是必由之路[1]。
20世纪80年代至90年代末,新疆主要以研究实践喷灌、滴灌技术为主。1977年兵团引进了大型喷灌机进行灌溉试验,1980年半固定式管道加压喷灌试验取得成功并在兵团推广,取得了良好的节水效果,90年代进行涌泉灌试验并获成功[2]。喷灌技术未能得到进一步的推广,一方面是由于新疆白天蒸发量大,另一方面喷灌投入成本高,投入产出比低,农民接受程度差。
20世纪90年代末起,主要以研究和大规模推广膜下滴灌等节水技术为主。1996年在八师石河子一二一团进行了大田棉花膜下滴灌试验并获得成功,1998年兵团组织多学科对滴灌技术进行试验研究,并对进口滴灌设备、器材进行了吸收、消化、改进和创新。“九五”末,新疆取得了一批具有自主知识产权的滴灌设备及器材生产技术,新疆天业本着“成本低、性能好、农民用得起”的原则,开发出“天业滴灌系统”,大幅度降低了滴灌工程一次性投资成本,使滴灌技术一次性投资降到了400元/667m2左右,一举突破了滴灌技术走向大田的障碍。膜下滴灌技术率先在大田棉花上取得了显著的节水和增产效果。“十五”期间,在国家“863”、兵团项目的支撑下,研发出加压固定式滴灌、自压固定式滴灌、移动式滴灌、自动化控制灌溉滴灌等多种滴灌系统,优化和完善了田间管网设计及相关农艺配套技术,大大降低了成本。“十一五”期间,新疆维吾尔自治区出台了《关于加强水利抗旱工作的若干意见》、《2010—2015年新疆农业高效节水工程建设规划及实施方案》、兵团出台了《兵团高效节水灌溉2013—2017年总体实施方案》、《兵团规模化节水灌溉增效示范项目2013—2015年总体实施方案》等政策,推动了膜下滴灌技术的大面积推广,滴灌技术应用范围也从棉花推广到加工番茄、玉米、小麦、甜菜、瓜果及蔬菜、苜蓿等作物,并取得了显著的节水、增产、增收的效果。“十二五”期间是滴灌技术高速发展的时期,仅新疆自治区就累计建成了123hm2高效节水农田,带动了新农村建设和农业发展[3]。
截止2015年,新疆高效节水灌溉面积已发展到278.67万hm2,其中滴灌面积占80%以上,5年间高效节水灌溉面积增长近一倍。新疆已基本形成以政府投入为导向,农民自愿投入为基础,社会资本、金融资本投入为补充的多元化高效节水建设体系,兵团尤以第八师、第一师、第六师、第七师推广规模和力度最大。滴灌技术已向智能化、现代化迈进,自2008年开始,新疆开展了高效节水自动化控制系统试点建设工作,据不完全统计,全疆已建成大田自动化滴灌面积约4.00万hm2,仍能运行的面积为1.33万hm2左右。随着滴灌面积应用的扩大,与之配套的栽培技术集成化研究也取得了相应的成果,2013年兵团奇台农场滴灌玉米最高单产为1511.74 kg/667m2;2009年新疆石河子市一四八团滴灌春小麦实收单产806kg/667m2。水稻膜下滴灌栽培技术经新疆天业十年研究获得重大突破。突破了传统种植水稻的“水作”方式,全生育期无水层、不起垄,实现了水稻铺管、铺膜、精量播种一体机械作业,灌溉用水从2000m3/667m2下降到700m3/667m2,节水65%,2012年,经专家现场鉴定达到836.9kg/667m2,达到国内领先水平。2013年新疆滴灌玉米种植面积为18.45万hm2,滴灌小麦为12.21万hm2。滴灌玉米增产38.7%,节水35.7%,收益增加247.69元/667m2;滴灌小麦增产32%,节水40%,收入提高200元/667m2。滴灌葡萄、枣树、桃树、枸杞、甜瓜等作物均比常规灌溉投入产出比高,平均增加效益1000元/667m2以上。
随着新疆节水灌溉技术的蓬勃发展,滴灌面积的逐渐扩大,农民购买能力和欲望增强,节水灌溉设备产品需求日益旺盛,新疆滴灌企业如雨后春笋般涌出,数量众多,规模参差不齐,南北疆发展速度都很快,生产企业近千家,这些生产企业大的有上市公司,如新疆天业节水灌溉股份有限公司,小的到家庭式作坊,1台机组有1~2人就可生产,企业遍布全疆天山南北,16个地州县市及农牧团场,特别在棉花重点种植区石河子、沙湾及阿克苏地区大量分布,占行业生产企业的60%以上。
3.1早期的节水灌溉系统部分老化,需要升级改造
受早期技术水平、设计理念、资金投入等因素限制,规范化、标准化运行管理的可操作性差;首部水质处理措施粗放、精度低。部分节水工程由农民自行联系厂家进行设计、安装、施工,在运行过程中存在压力不够,滴头流量达不到设计要求,影响工程效益发挥的现象。
3.2节水产品单一,系统能耗高
目前,滴灌产品以单翼式迷宫滴灌带为主,以2.1~2.8L/h的滴头流量居多,使系统能耗高,首部运行压力高,许多系统存在低压运行,造成灌水均匀度低、运行操作不便、滴灌带铺设长度短、支管用量大和控制阀门多、自动化控制投资高等问题。
3.3节水产品质量问题
新疆滴灌带生产厂家以简陋、低水平的家庭式、作坊式企业较多,给规范产品质量、市场管理带来了隐患。自2007年起,新疆滴灌带产品数量虽然增加较快,但产品质量总体水平却大幅度下降,不合格的情况尤为严重,滴灌带跑水、漏水现象严重,影响了农民利益,制约了农业高效节水灌溉技术的推广和使用。
表1 2011—2014年全疆滴灌带质量调查
从表1可以看出,近几年抽检的滴灌带产品质量状况不容乐观,近4年滴灌带平均合格率为63.05%,2012年、2013年合格率较高,2014年产品质量合格率又有所下滑。
3.4技术规范及规程不能发挥其应有的作用
技术规范及规程从某种意义上说即是技术立法,国家及行业先后出台了一系列与节水灌溉相关的技术规范及规程,但是在实际滴灌工程设计、施工和管理运行中不按照规范、规程规定的要求实施的情况比比皆是,并不能真正发挥其应有的技术约束力作用。
3.5滴灌工程的建设管理和推广体系不健全
较多滴灌工程建设管理体系未形成,缺乏乡镇及村队直接参与建设和运行管理的人员,而且对专职管理人员的培训不足;缺乏维修养护经费,造成部分耗材损坏后不能及时更换和维修,加上农民节水意识较弱。基层技术服务体系基本处于缺失状态;组织化程度还比较低,技术推广体系不健全。
4.1产学研联合,规范滴灌各生产环节,加快节水农业提质增效
作为生产和应用推广企业,希望和各大科研院校、单位联合,共同研究膜下滴灌条件下作物有效需水量和灌溉制度,为节水农业走向现代化奠定基础;进一步总结设计和运行管理经验,并有机结合,使设计更结合实际,使运行管理达到设计要求;规范产品生产和市场,包括滴灌带生产、过滤器、阀门及相关配件等,对老一代过滤器、施肥罐、田间管道等设备加速改造和提升;对现有滴灌系统的各种控制模式深入调研,提出先进、实用、经济的自动控制模式,加强产品开发力度。
4.2优化水资源调配制度,重构供水系统,实现滴灌系统高效运行
滴灌,属局部灌溉,以低压小流量为主要特征,一次灌水延续时间长、灌水周期短、可精确控制水量和灌溉湿润范围,并能按照作物生长需求把水与养分直接输送到作物根部的土壤中去,节水、节地、节能效果显著,易于实现自动化控制管理。但是,目前农业供水制度依然沿用原有大水漫灌时的供水制度,致使滴灌工程田间运行管理不能完全按照滴灌技术要求高效运行。因此,建议优化水资源调配制度,构建新疆“水库山区型+灌区管网化+田间滴灌自动化”现代节水农业供水系统,按需供水,真正推进滴灌系统的高效运行。
4.3建立节水灌溉标准技术体系和标准化示范基地
建立以工程标准、产品标准、农艺标准、管理标准四位一体的节水灌溉标准技术体系,以农户为核心,实现农民增产增收为目的,建立以质监部门牵头、政府和企业参与,开展土地流转,实现统一种植、统一灌溉、统一施肥集成的规范化、标准化的农业节水灌溉示范基地,使规范、标准落实到实处。
4.4企业积极参与灌溉用水市场化,转变经营模式
2014年4月,习近平总书记提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路。水利部对节水灌溉做出工作部署,推进重大农业节水工程,突出抓好重点灌区节水改造,大力实施东北节水增粮、华北节水压采、西北节水增效、南方节水减排等规模化高效节水灌溉工程。灌溉用水市场化是节水农业发展的趋势之一,以“政府引导、企业运作、农民主体、社会参与”为契机,积极参与灌溉用水市场化,建立和完善水权交易机制,由节水器材生产企业向社会化、专业化节水农业服务公司转变。
参考文献
[1]郭谨.新疆农业高效节水微灌工程设计中常见问题及处理措施[J].节水灌溉,2013(11):73-75.
[2]新疆水利厅.新疆维吾尔自治区农业高效节水灌溉工程标准化、规范化建设及运行管理办法(试行)[Z].2011.
[3]银永安,陈林,朱江艳,等.膜下滴灌水稻籽粒淀粉理化特性研究[J].节水灌溉,2014(7):12-15.
收稿日期:2016—04—11
*基金项目:国家中小企业创新基金;新疆兵团科技特派员项目(2015CA010);新疆兵团科技领军人才项目;石河子市科技基础条件平台建设计划。