高标准农田建设在兰州新区秦川园区应用的探讨

张晓慧

(杭州水利水电勘测设计院有限公司兰州分公司，甘肃 兰州 730000)

绪言

自2017年以来，兰州新区秦川园区建成高标准农田共计3808hm2，涉及秦川镇段家川村、铧尖村、保家窑村、东川村、六墩村、上华家井村、胜利村、石门沟村、五道岘村、小横路村、新园村、薛家铺村、榆川村、源太村、振兴村、五墩村等16个村。但由于当时资金限制，建设标准较低，多以土地平整、灌溉与排水、农田输配电、田间道路、农田防护与生态环境保持工程、辅助工程等高标准农田措施中的1项或2项为主，导致现状高标准农田建设存在短板，不再适宜秦川园区农业进一步发展的趋势，阻碍了秦川园区农业发展步伐。

1 现状高标准农田建设存在的问题

1.1 沙坝、沙坑阻碍农业现代化进程

20世纪70—80年代区域耕地原为旱地，地力差，当地村民为保墒，在区内挖沙坑取沙覆盖地块发展旱沙地农业，造成区内大小不等的沙坑遍布，分割地块；随着20世纪90年代引大入秦工程的实施，秦王川旱沙地发展为水浇地，当地村民将田面砂石揭起，堆放在条田中间，从而形成了一道道沙坝，沙坝高1.5～2.5m，顶宽2.5m左右，底宽5m左右，占用耕地，造成耕地有效利用面积减小、分割田块。因此，历史遗留的沙坝、沙坑造成田块总体布局不合理，影响机械化作业、规模化经营。

1.2 现状田块偏小，不利于机械化作业

区内部分区域已实施土地平整，地块以现状田块(长50～10m，宽40～60m)为主，平整度高，方便水流在田块中推进，适用于传统渠灌，但灌溉水利用系数低，机械化生产作业机械周转次数多，部分拐角机械难以到达。

1.3 水资源短缺严重

区内水资源短缺，自产水资源极其匮乏，主要以外调水为主。灌溉水源为引大入秦工程调入的大通河水，区内东二干渠现状最大过流能力在总分水闸分水口处为20m3·s-1，经多年建设，目前项目区渠灌面积2660hm2，占灌溉面积的68.94%；滴灌面积1149hm2，占灌溉面积的30.12%。项目区内仍有近多一半的渠灌，现状净灌溉定额5153.42m3·hm-2，灌水率5.624m3·s-1·hm-2，田间至支渠部分综合灌溉水利用系数0.7，较低，输水损失大，水资源浪费严重。现状灌溉制度及灌水率图见表1和图1。根据引大入秦管理局提供数据推算项目区可供水量共计2468.28万m3，需水量2803.58万m3，缺水达335.29万m3，缺水率11.96%。项目区水资源严重短缺，供需矛盾突出，但现状仍以渠灌为主，灌溉水利用系数低，急需改变灌溉方式解决水资源短缺难题，突破制约着农业发展的瓶颈。

图1 项目区现状灌水率图

表1 现状水平年(2020年)灌溉制度表

1.4 干旱少雨、土壤透水强

秦川园区属典型的大陆性气候，气候干燥，降水量少，蒸发强烈，温差大，多风沙，日照时间长，无霜期短，多年平均降水量290.2mm，蒸发量1879.7mm。此外，土壤主要为黄土母质或淡灰钙土下残存的钙积层，腐殖质缺乏，有机质含量低，土壤保水保肥能力差，透水性强，导致作物需水量大，渗漏损失大，产出率低，经济效益较低。

1.5 耕地质量较低、农业效益低

根据秦川园区测土配方监测，区内土壤养分偏低，土壤理化性状较差，监测点分区单元见图2。

图2 监测点分区单元图

1.5.1 主要养分

1.5.1.1 有机质

秦川园区评价区域有机质平均含量16.80g·kg-1，耕层土壤有机质含量在甘肃省养分分级中均属于三级居中水平。因此，耕层土壤有机质还有待进一步提升，具体提升措施根据不同改良提升区域确定。

1.5.1.2 全氮

秦川园区评价区域全氮平均含量0.80g·kg-1，耕层土壤全氮含量在甘肃省养分分级中均属于四级水平，耕层土壤全氮含量低，应通过提高土壤有机质含量、增施氮肥来重点提升。

1.5.1.3 有效磷

秦川园区评价区域有效磷平均含量26.00mg·kg-1，耕层土壤有效磷含量在甘肃省养分分级中属于二级水平。耕层土壤有效磷应针对不同的区域采取相应的提升措施。

1.5.1.4 速效钾

秦川园区评价区域速效钾平均含量257mg·kg-1，耕层土壤速效钾含量在甘肃省养分分级中属于一级丰富水平，耕层土壤速效钾应主要采取巩固措施，通过其他土壤改良技术，进一步促进钾肥分解和转化，稳定和提高耕层土壤速效钾含量。

1.5.2 主要土壤理化性状

1.5.2.1 pH

秦川园区评价区域pH值平均为8.33。可见评价区域内为碱性土壤。也要通过相应措施，进一步优化土壤酸碱环境，达到改良耕层土壤理化性状的目的。

1.5.2.2土壤容重

秦川园区评价区域耕层土壤容重平均值为1.45g·cm-3。土壤容重值偏大，应采取相应措施，改善土壤疏松度，进一步优化改良土壤结构和通透性，适当降低当前土壤容重值。

1.5.2.3 质地构型和耕层质地

秦川园区评价区域内耕地土壤以灰钙土为主，在长期的耕作活动下，其特点的是质地构型为上松下紧型，耕层质地为轻壤或砂壤，质地构型和耕层质地总体是适宜农作物生长。质地构型和耕层质地与成土母质有直接关系，是在长期的成土发育和人为耕作活动的作用下共同形成的，有相对的稳定性，要从根本上进行改良十分困难。但轻壤或砂壤土容易漏水漏肥，土壤通透性不良，可以通过调整种植结构、使用土壤调理剂、优化施肥等措施进行调节。

1.5.2.4 障碍因素

评价区域内主要是因为长期灌溉、地下水位升高、水中的各种盐类残留于土壤表面及土体，土壤即因水溶性盐类日益增多而盐化成为盐土或被盐化了的灰钙土，土壤表现出盐碱化，形成了类似砂田氯化物—硫酸盐盐化灰钙土和硫酸盐—氯化物旱盐土。因此，针对土壤盐碱化地块，提出具体的盐碱化改良方案。

1.6 农业信息化建设基本缺失

区内农业信息化基本空白，只有少数泵站配套自动计量水表等，其余均为人工控制与计量，田间灌溉采用人工操作水闸启闭、人工计量读数，无任何自动控制与计量设施。

2 园区农业发展趋势

秦川园区2018年以前农业种植以家庭为单位，为传统的劳动力密集型小农经济。近2a，随着农村青壮劳动力向大城市的迁移，导致田地荒芜，种植公司随之介入，流转区内土地，用于大面积单一作物的种植，以种植向日葵、苜蓿、马铃薯为主。根据走访调研，由于沙坝、沙坑限制，现状田块小，机械化作业难度大、耗时长，造成成本增加；灌溉以传统渠灌为主，耗水量大，人工灌溉成本高，管理难度大，管理费用高，导致公司种植成本较高，经济效益不佳。因此，种植公司对种植区内田块连通、大的田块单元、节水灌溉方式、信息化控制需求强烈。

3 园区高标农田建设的目标

3.1 规划原则

3.1.1 统筹规划，合理布局

以粮食生产功能区、现代农业产业园为重点开展高标准农田建设，紧扣乡村振兴战略行动计划，充分衔接土地利用、村镇建设、农田水利、农业产业等相关规划，与村庄建设、产业发展、生态宜居统筹谋划、同步推进。

3.1.2 因地制宜，注重实效

根据地形地貌、资源环境区域差异，以及不同区域主要作物、耕作制度、基础条件、障碍因素，按照“缺什么，补什么”的原则，将项目区实现信息化和“高标准”的最后一块短板补齐。

3.1.3先易后难，集中连片

优先选择耕地肥沃、群众积极性高、交通便捷、施工条件好，集中连片、具备整村整镇建设高标准农田的区域。

3.1.4 因物制宜，分类施策

按照现状各片区种植作物情况，结合区域发展的规划方向，对种植作物进行整体布局。农业发展的命脉是水，水浇得好，作物才能长得好。因此需要根据不同类型的作物，配套不同类型的灌溉措施，在提高灌溉水利用效率的同时，通过配套的水肥一体化设施，精准灌溉施肥，提高农产品产量和质量。

3.1.5 尊重意愿，节约资源

以农村集体经济组织和农民为主体，促进耕地集约化利用，数量、质量、生态相统一，充分尊重农民及种植户意愿，切实保障农民的知情权、参与权和受益权。

3.1.6 建管并重，高效运行

遵循“谁受益、谁管护，谁使用、谁管护”的原则，明确管护主体和责任，落实管护经费，细化管护措施，实现高标准农田建成后长期高效利用。

3.2 建设目标

根据区域自然资源特点、社会经济发展水平、土地利用状况，采取“田、土、水、路、林、技、管”综合整治措施，坚持数量、质量、生态并重，促进基本农田数量稳定，质量提高、景观优化、生态良好，改善农业生产条件和生态环境，以大的平整单元提高田块连通率、促进机械化、提高区域内水资源利用效率、解决缺水难题，引领园区建设现代化节水农业。建成3808hm2地块连通、节水灌溉设施覆盖、农电设施配套、自动化控制的高标准农田。

4 主要治理措施

4.1 土地平整工程

针对2017—2020年期间实施的高标准农田建设区域存在沙坝、田埂大、沙坑多、土地平整度低等问题，进行沙坝削平、沙坑填埋夯实、客土拉运铺垫、推平田埂等治理沙坝、沙坑，增加耕地，实现项目区土地连片及有效利用；现状未实施过土地平整项目的区域，对布局不合理、分布较为凌乱的田块进行土地平整，平整为大条田，对边角零碎田块进行合并。土地平整工程设计思路以大的平整单元为基础，满足农村土地正常承包流转运行，平整单元以田间道路和田坎为分界线划分。因地制宜的配套灌溉设施，确保田块内局部起伏高差满足灌水均匀要求。区内沙坝(坑)既占用耕地，又不方便车辆运输及农业机械化作业，影响田块集中连片，影响农业生产，为有效利用土地，合理布局工程，设计根据地形条件及现场实地踏勘测量，对区内沙坝进行削平处理，所取沙量用于填埋区内沙坑。沙坝清理后应做一定的平整，使平整后的沙坝清理区域与原沙坝两侧耕地平顺衔接，保证田间整齐美观，禁止出现台、埂、坑洼不平等情况；沙坑治理完成后应与周围耕地处于同一平面。

4.2 土壤改良工程

为提高耕地质量，对区内进行土壤改良。根据项目区测土配方，在对项目区现状土质分析的基础上，采取增施商品有机肥、养分提升22-12-8、15-15-15、土壤调理剂(复合微生物肥、松土型、盐碱立克)、微量元素肥等改良剂，同时进行机械深松的措施。测算共增施各类改良剂1043.46t，保持施度均匀，防止肥料集中烧苗。机械深松的目的是疏松土壤，打破犁底层，增强雨水入渗速度和数量，减少径流，减少水分蒸发损失。通过深松，使有机肥快速、全面的与土壤耕作层融合，增加土壤养分；可使耕作层疏松绵软、结构良好、活土层、土壤肥沃，提高土壤蓄水保墒能力，促进土壤熟化，加速养分的分解和积累；为作物生长提供深厚的耕作层，机械深松厚度为30cm。且机械深松是只松土、不翻土，作业后使耕层土壤不乱，动土量小，特别适合于土层浅、不宜耕翻作业的土壤。

4.3 灌溉工程

规划灌溉方式为管灌、喷灌、滴灌，包括新建和改建2类。针对区内各片现状灌溉方式，因地制宜，按照不同区域水利配套设施现状配套提升水利设施。对新建片区，按照“新建/改建调蓄沉沙池、泵站、输配水管网”实施喷灌等高效节水灌溉，并配套施肥设施；对已建管灌灌溉区域，依据项目区作物种植情况、灌溉系统运行情况等按照各个片区实际情况配套“调蓄水池、泵站、输配水管网，或泵站、输配水管网”，调整灌溉设施及灌溉方式，并配套施肥设施。

4.4 农田输配电工程

区内有10kV高压输电线路经过，可为建设提供充足的电力保障。各个灌溉片供电电源通过从附近10kV架空线T接，架设10kV输电线引至每个水源工程的终端杆，通过杆上变压器降压来满足项目供电负荷。首部泵站根据实际配套农电设施。

4.5 自动及信息化工程

高标准智能灌溉系统主要包括自动化测控体系和信息化管理平台，其中自动化测控体系主要包括首部自动化监控系统、分水口自动化监控系统、田间自动化监控系统、田间灌溉决策采集系统、通讯网络系统、管理中心等建设内容；信息化管理平台包括数据资源、业务支撑平台、业务应用系统等建设内容，使项目区依托智慧灌溉、智慧农业科技手段支持，实现水资源合理调度和灌溉系统的优化调度，进行合理灌溉、科学用水、提高灌溉效益。