西部地區(qū)滴灌技術(shù)管理論文

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自1996年起，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)兵團(tuán))試驗(yàn)、應(yīng)用和推廣棉花膜下滴灌技術(shù)，至今已取得了突破性的進(jìn)展。2000年達(dá)到1．665萬(wàn)h㎡(24．98萬(wàn)畝)，2001年猛增到5．228萬(wàn)h㎡(78．42萬(wàn)畝)。2002年，統(tǒng)計(jì)至5月底，又新增6．107萬(wàn)h㎡(91．60萬(wàn)畝)，總面積已達(dá)11．335萬(wàn)h㎡(170萬(wàn)畝)，成為全國(guó)大田作物應(yīng)用滴灌技術(shù)規(guī)模最大的片區(qū)。

1棉花膜下滴灌技術(shù)的產(chǎn)生

棉花膜下滴灌技術(shù)是滴灌技術(shù)與覆膜植棉技術(shù)的結(jié)合，加壓的水流經(jīng)過(guò)濾設(shè)施濾“清”后，進(jìn)入輸水干管(常埋設(shè)在地下)、支管、毛管——鋪設(shè)在地膜下方的滴灌管(帶)，再由毛管上的灌水器滴入棉花的根層土壤，供棉花根系吸收。

1．1問(wèn)題的提出

兵團(tuán)棉花膜下滴灌技術(shù)始于農(nóng)八師，該師又稱(chēng)石河子墾區(qū)，地處新疆天山北麓，全國(guó)第二大沙漠——古爾班通古特沙漠的南緣。該區(qū)年降雨量100～200mm，蒸發(fā)量高達(dá)2000～2400mm，屬干旱——干涸地帶，沒(méi)有灌溉就沒(méi)有農(nóng)業(yè)。

本區(qū)屬新疆工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的天山北坡經(jīng)濟(jì)帶，但水資源相對(duì)匱乏。要維持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，維護(hù)生態(tài)平衡，唯一的出路就是節(jié)水。由于農(nóng)業(yè)用水量比高達(dá)95％，因此，節(jié)水的首要對(duì)象是農(nóng)業(yè)節(jié)水。

由于農(nóng)八師目前作物的灌溉定額在兵團(tuán)乃至新疆是最低的，因此，需要尋找一種更有效的節(jié)水技術(shù)，才能達(dá)到進(jìn)一步節(jié)水的目的。滴灌是世界上最先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)之一，于是，他們選擇大田棉花進(jìn)行膜下滴灌試驗(yàn)。

1．2科學(xué)試驗(yàn)開(kāi)路，棉花膜下滴灌技術(shù)脫穎而出

1996～1998年，結(jié)合生產(chǎn)在棉花地里進(jìn)行初試、小試、中試3個(gè)階段的膜下滴灌技術(shù)試驗(yàn)。

1996年在121團(tuán)1．667h㎡(25畝)棄耕的次生鹽漬化地下進(jìn)行首次膜下滴灌試驗(yàn)研究。結(jié)果為棉花生長(zhǎng)期凈灌溉定額2700m3／h㎡，比地面灌節(jié)水50％以上，單產(chǎn)皮棉1335kg／h㎡，是鹽堿地上從未有過(guò)的產(chǎn)量。

1997年試驗(yàn)擴(kuò)大到相距各為100多km，處于不同地點(diǎn)的三個(gè)團(tuán)場(chǎng)的42．8h㎡(642畝)棉田上進(jìn)行，土地大部分是鹽堿地或次生鹽漬化地，土壤質(zhì)地差，土壤肥力為中下等，結(jié)果是平均省水50％，平均增產(chǎn)20％，其中低產(chǎn)田增產(chǎn)達(dá)35％。

1998年進(jìn)行中試。面積擴(kuò)大到99．133h㎡(1487畝)，其中13．333h㎡(200畝)是蕃茄，試驗(yàn)內(nèi)容深入到探索合理的灌溉制度、滅蟲(chóng)、化控、施肥、防滴灌帶堵塞、與農(nóng)業(yè)技術(shù)措施緊密配合、降低成本等等。試驗(yàn)在上述各方面均取得進(jìn)展，并進(jìn)一步驗(yàn)證了前兩年所取得的成果。

經(jīng)過(guò)連續(xù)3年試驗(yàn)，且一年邁出一大步，大田棉花膜下滴灌技術(shù)在農(nóng)八師取得了成功，并以其明顯的節(jié)水增效優(yōu)勢(shì)吸引了千家萬(wàn)戶(hù)。

1．3研制廉價(jià)滴灌器材，打牢物資基礎(chǔ)

滴灌技術(shù)核心的部位即滴灌帶，試驗(yàn)時(shí)使用的是可多年使用的內(nèi)鑲式滴灌帶，質(zhì)量雖好，但每公頃地需用11100m，按每1m1元計(jì)需11100元以上，加上首部過(guò)濾器和至毛管的各級(jí)管道，每公頃概算首次投入需16020元，若采用國(guó)外的滴灌帶，則每公頃投入高達(dá)30000元以上，農(nóng)戶(hù)只能望“洋”興嘆。滴灌器材，尤其是滴灌帶的價(jià)格較高是阻礙該技術(shù)大面積推廣應(yīng)用的“瓶頸”。為了降低滴灌造價(jià)，在兵團(tuán)的支持下，農(nóng)八師組建了天業(yè)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“天業(yè)”)走“引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新”之路，潛心研究了國(guó)內(nèi)外滴灌帶的生產(chǎn)狀況，于1998年下半年試制成了一次性邊縫式薄壁滴灌帶——“天業(yè)”牌滴灌帶。該種型式的滴灌帶價(jià)格僅0．3元／m，使滴灌首次每公頃投入下降為8250元左右，農(nóng)戶(hù)在種植棉花時(shí)有利可圖，每公頃凈增收2250元左右。因此，“天業(yè)”牌滴灌帶一問(wèn)世，立即受到兵團(tuán)廣大農(nóng)戶(hù)的歡迎，為這項(xiàng)棉花膜下滴灌技術(shù)在大田作物中推廣應(yīng)用打開(kāi)了一條道路。

1．4各方通力合作科研結(jié)碩果

從1998年起，由兵團(tuán)科委、水利局等有關(guān)部門(mén)負(fù)責(zé)就“干旱區(qū)棉花膜下滴灌結(jié)合配套技術(shù)研究與示范”課題開(kāi)展了3年研究工作，由兵團(tuán)農(nóng)墾科學(xué)院、兵團(tuán)石河子大學(xué)、兵團(tuán)農(nóng)八師和農(nóng)一師(地處南疆阿克蘇地區(qū))4個(gè)承擔(dān)單位。80多位各學(xué)科、各單位的中高級(jí)科技人員，通力協(xié)作攻關(guān)，田間觀測(cè)與室內(nèi)試驗(yàn)并舉，研究與示范相結(jié)合，勝利完成試驗(yàn)研究任務(wù)，取得干旱區(qū)棉花膜下滴灌配套技術(shù)成果。由中國(guó)水利學(xué)會(huì)農(nóng)田水利專(zhuān)業(yè)委員會(huì)微灌學(xué)組專(zhuān)家參加主持的成果鑒定結(jié)論是“本課題總體水平為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先”，“具有很好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益，有廣泛的推廣應(yīng)用前景”。

2棉花膜下滴灌技術(shù)效果

膜下滴灌能在兵團(tuán)大面積推廣應(yīng)用，首先源于這一技術(shù)本身，是真正對(duì)作物進(jìn)行有效的灌水，其產(chǎn)生的效果不光是水的節(jié)約，而是綜合效益的提高。兵團(tuán)近幾年的生產(chǎn)實(shí)踐和研究顯示，與地面灌相比，棉花膜下滴灌有以下十個(gè)方面的明顯效果。

2．1省水

滴灌是一種可控制的局部灌溉，可適時(shí)適量的灌水。水滴滲到作物根層周?chē)耐寥乐校┳魑锉旧砩L(zhǎng)所需。由于棉田實(shí)施覆膜栽培，抑制了棵間蒸發(fā)。滴灌系統(tǒng)采用管道輸水，減少了滲漏。所以，在棉花生長(zhǎng)期內(nèi)，比地面灌省水40％～50％。如石河子地區(qū)2000年測(cè)試，平均每公頃省水3000m3，節(jié)水率44．7％。另一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)是可適時(shí)適量灌水。如花齡期后，棉花仍需少量水分、養(yǎng)分補(bǔ)充，因地面灌難以控制水量，8月中旬后就被迫停水以免棉花旺長(zhǎng)，影響吐絮和成熟，而滴灌就可以控制灌水量大小、灌水時(shí)間和灌水次數(shù)，小水量灌溉，以滿(mǎn)足后期棉花對(duì)水分養(yǎng)分的需求。

2．2省肥

肥料隨滴灌水流直接送達(dá)作物根系部位，易被作物根系吸收，提高了利用率；亦可做到適時(shí)適量，對(duì)作物生長(zhǎng)極為有利，平均可省肥20％左右。

2．3省農(nóng)藥水在管道中封閉輸送，避免了水對(duì)蟲(chóng)害的傳播。另外，地膜兩側(cè)較干燥，無(wú)濕潤(rùn)的環(huán)境滋生病菌。因而除草劑、殺蟲(chóng)劑用量明顯減少，可省農(nóng)藥10％～20％以上，殺蟲(chóng)效果好。

2．4省地

由埋入地下及地面移動(dòng)的輸水管道代替地面灌時(shí)占地的農(nóng)渠及田間灌水渠道，可節(jié)省地5％左右。

2．5省工和節(jié)能

地面灌時(shí)，挖土堵口，工作條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，一個(gè)農(nóng)工管理棉田2h㎡(30畝)左右。采用滴灌后，主要工作是觀測(cè)儀表、操作閥門(mén)，工作條件好；滴灌能隨水施肥、施藥，膜下及旁側(cè)雜草難以生長(zhǎng)，土壤不板結(jié)，田間人工作業(yè)(包括鋤草、施肥、修渠、平埂、病害治理等)和機(jī)械作業(yè)大大減少，人工管理定額大幅度提高，一個(gè)農(nóng)工可以管理4～6h㎡(60～90畝)或更多的棉田，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高。

2．6有利于利用鹽堿地

棉花膜下滴灌可使作物根系周?chē)纬傻望}區(qū)，利于幼苗成活及作物生長(zhǎng)。由鹽堿地上的試驗(yàn)可看出，不僅脫鹽效果好，而且脫鹽用水量比地面灌明顯減少，還能獲得較高產(chǎn)量，這對(duì)鹽堿地的使用很有價(jià)值。

2．7有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力

因作物從下種、出苗起，就得到適時(shí)、適量的水和養(yǎng)分供給，棉花各類(lèi)生長(zhǎng)指標(biāo)均優(yōu)，抵抗力強(qiáng)。如2001年7月下旬，正是棉花生長(zhǎng)的旺盛期，北疆地區(qū)突然連續(xù)幾天降雨、降溫，地面灌棉花大幅度減產(chǎn)，而滴灌棉花減產(chǎn)幅度相對(duì)較小。

2．8增產(chǎn)

由于科學(xué)調(diào)控水肥，土壤疏松，通透性好，并經(jīng)常保持濕潤(rùn)，棉花生長(zhǎng)條件優(yōu)越，結(jié)鈴率高，單鈴重增加。因此，棉花普遍可增產(chǎn)10％～20％，低產(chǎn)田可增產(chǎn)25％以上。石河子墾區(qū)2000年對(duì)5個(gè)團(tuán)場(chǎng)0.277萬(wàn)h㎡(4．16萬(wàn)畝)棉田調(diào)查，籽棉每公頃增產(chǎn)858kg，增產(chǎn)率23％。

2．9棉花質(zhì)量提高

膜下滴灌營(yíng)造了棉花良好的生長(zhǎng)條件，因而，不但產(chǎn)量高，而且品質(zhì)好，如棉花的成熟度好，纖維長(zhǎng)度增加0．4～0．7mm，纖維的整齊度高，外觀光澤好。

2．10綜合效益好

2．10．1經(jīng)濟(jì)效益

膜下滴灌棉花增產(chǎn)20％以上，按籽棉價(jià)3．5元／kg，每公頃增收2850元。節(jié)省水、肥、農(nóng)藥、人力、機(jī)力，每公頃平均節(jié)支1425元，除去工程投資年折舊費(fèi)和年運(yùn)行費(fèi)每公頃3225元，則每公頃凈增收1050元。若棉花價(jià)格提高，則盈利更多。

2．10．2生態(tài)效益

膜下滴灌節(jié)水50％，減少深層滲漏，能較好地防止土壤次生鹽堿化。滴灌隨水施肥、施藥，既節(jié)約了化肥和農(nóng)藥，又減少了對(duì)土壤和環(huán)境的污染。節(jié)約下來(lái)的水可還水于生態(tài)，這對(duì)改善新疆脆弱的生態(tài)環(huán)境來(lái)說(shuō)是頭等需要的。

2．10．3社會(huì)效益

由于滴灌水的利用率提高，滴灌面積不斷擴(kuò)大，兵團(tuán)水資源緊缺的壓力開(kāi)始緩解。因膜下滴灌技術(shù)適應(yīng)性較強(qiáng)，因而，兵團(tuán)已開(kāi)始利用這一技術(shù)在沙漠邊緣種植經(jīng)濟(jì)林、草，如石河子地區(qū)在沙漠地上種植梭梭、沙棘、枸杞等耐旱植物，既會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，又能改善生態(tài)環(huán)境。以這項(xiàng)技術(shù)為龍頭還有效地帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如滴灌器材、滴灌專(zhuān)用肥、過(guò)濾設(shè)施生產(chǎn)、銷(xiāo)售等在兵團(tuán)迅速發(fā)展起來(lái)。它提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，解放了勞動(dòng)力，有利于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和集約化經(jīng)營(yíng)，具有較強(qiáng)的綜合帶動(dòng)效應(yīng)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代化方向邁進(jìn)。

3棉花膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用前景

兵團(tuán)棉花膜下滴灌技術(shù)已日臻成熟。自2001年起，兵團(tuán)啟動(dòng)了“十五”期間建設(shè)26．667萬(wàn)h㎡(400萬(wàn)畝)噴、微灌工程計(jì)劃(其中微灌面積16．667萬(wàn)h㎡)，至今已完成微灌建設(shè)面積9．667萬(wàn)h㎡(145萬(wàn)畝)，為計(jì)劃總量的58％，范圍擴(kuò)展到天山南北兵團(tuán)所屬的各師及農(nóng)場(chǎng)，作物對(duì)象除棉花占絕大多數(shù)外，甜菜、玉米、加工蕃茄等大田作物，果樹(shù)、蔬菜、瓜類(lèi)、生態(tài)林、經(jīng)濟(jì)林等均有應(yīng)用。初步統(tǒng)計(jì)，這部分作物的應(yīng)用面積達(dá)十余萬(wàn)畝，效果很好。這表明，膜下滴灌技術(shù)模式在兵團(tuán)正向著廣度和深度發(fā)展。可以預(yù)計(jì)，兵團(tuán)“26．667萬(wàn)h㎡(400萬(wàn)畝)”計(jì)劃將提前并超額完成，到2005年，兵團(tuán)微灌總面積可突破20萬(wàn)h㎡(300萬(wàn)畝)。

新疆氣候干熱少雨，蒸發(fā)量大，是典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。其土壤為風(fēng)沙土，滲漏嚴(yán)重，耕地中鹽漬化面積占30．58％。新疆是全國(guó)最大的商品棉基地，又大量種植哈密瓜、葡萄等瓜果作物，這些條件很適合發(fā)展滴灌。因此，棉花膜下滴灌技術(shù)模式在新疆極具推廣價(jià)值。

西北地區(qū)中的內(nèi)蒙、陜西、甘肅、青海、寧夏的自然狀況，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和特點(diǎn)與新疆相類(lèi)似，“農(nóng)業(yè)用水占西北地區(qū)用水總量的80％～90％，灌溉定額偏高，水資源利用率較低”。因此，滴灌節(jié)水技術(shù)在這些省區(qū)同樣有其實(shí)用價(jià)值。這兩年，兵團(tuán)“天業(yè)”在內(nèi)蒙古阿善盟左旗、寧夏銀川市林業(yè)研究所、甘肅定西縣和陜西延安等縣市進(jìn)行了膜下滴灌技術(shù)種植果林、蔬菜、棉花等作物的試驗(yàn)性推廣應(yīng)用，很受歡迎，規(guī)模最大有133．333h㎡(2000畝)，說(shuō)明這項(xiàng)技術(shù)在這些省區(qū)乃至北方水資源緊缺地區(qū)推廣應(yīng)用有著廣闊的前景。

4棉花膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)重視解決的問(wèn)題

4．1降低滴灌產(chǎn)品價(jià)格仍是進(jìn)一步推廣大田滴灌技術(shù)的關(guān)鍵

目前，兵團(tuán)使用的滴灌帶主要是由天業(yè)公司生產(chǎn)供應(yīng)，一年更換一次，每公頃2250元，占年分?jǐn)偼顿Y費(fèi)用的70％，正常年份，每公頃棉花可增收1050元。但若遇較重的災(zāi)害而減產(chǎn)或棉花滯銷(xiāo)降價(jià)，則將無(wú)利可圖。因此，滴灌帶價(jià)格成為棉農(nóng)獲利多少或投資風(fēng)險(xiǎn)的砝碼，“天業(yè)”正在努力使滴灌帶的投資進(jìn)一步降低，這樣，正常年份獲利可增加，輕災(zāi)年份則可保產(chǎn)又保收。

4，2加強(qiáng)過(guò)濾設(shè)施的研制和改進(jìn)

滴灌技術(shù)的難點(diǎn)是滴灌帶或灌水器的堵塞。防止堵塞的首部過(guò)濾設(shè)施是滴灌工程的心臟。國(guó)內(nèi)和兵團(tuán)自產(chǎn)的過(guò)濾器性能欠佳，耐久性差，因此，研制和改進(jìn)過(guò)濾設(shè)施十分必要。

4．3加強(qiáng)科學(xué)管理

大田滴灌工程科技含量高，需要科學(xué)的管理和相應(yīng)的軟件相配套才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。因此，加強(qiáng)管理人才的培養(yǎng)十分迫切，并應(yīng)加速研制經(jīng)濟(jì)實(shí)用的自動(dòng)化控制設(shè)備。

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