文|本刊記者 張文娟
如何能讓滴灌技術成本更低、性能更好、農(nóng)民用得起成為擺在眾多該領域科研專家和企業(yè)科技攻關人員面前的課題。
作為一個水資源短缺的國家,農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是科技發(fā)展一個不衰的課題。將節(jié)水灌溉的新技術應用于田間地頭,是保證農(nóng)作物生長發(fā)展的必然要求。當前田間灌溉最省水的技術“膜下滴灌技術”,這一技術在我國的新疆地區(qū)早在新世紀初期已經(jīng)開始進行示范,如果能將這種世界上最省水的滴灌技術用于糧食生產(chǎn),將是對糧食安全的一大貢獻,但是由于受到各種因素的影響,從示范到大面積的推廣,仍然需要長期的過程。
滴灌節(jié)水技術自上個世紀60年代在以色列問世,滴灌是按照作物需水要求,通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器,將水和作物需要的養(yǎng)分一滴一滴,均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中的灌水方法。
滴灌技術比較其傳統(tǒng)漫灌,有其自身的優(yōu)點。首先,滴灌技術省水。滴灌系統(tǒng)全部由管道輸水,很少有沿程滲漏和蒸發(fā)損失;滴灌屬局部灌溉,灌水時一般只濕潤作物根部附近的部分土壤,灌水流量小,不易發(fā)生地表徑流和深層滲漏;另外,滴灌能適時適量地按作物生長需要供水,較其他灌水方法,水的利用率更高。其次,滴灌技術節(jié)能,滴灌的灌水器在低壓條件下運行,一般工作壓力為5~15米水頭(0.5~1.5公斤)即可,比噴灌低;又因滴灌比地面灌溉省水,灌溉水利用率高,對提水灌溉來說這意味著減少了能耗。第三,滴灌技術灌水均勻。滴灌系統(tǒng)能夠做到有效地控制每個灌水器的出水量,灌水均勻度高,均勻度一般高達80%~90%。第四,滴灌灌溉對土壤和地形的適應性強。滴灌系統(tǒng)的灌水速度可快可慢,對于入滲率很低的粘性土壤,灌水速度可以放慢,使其不產(chǎn)生地表徑流;對于入滲率很高的沙質(zhì)土,灌水速度可以提高,灌水時間可以縮短或進行間歇灌水,這樣做既能使作物根系層經(jīng)常保持適宜的土壤水分,又不至于產(chǎn)生深層滲漏。由于滴灌是壓力管道輸水,不一定要求對地面整平。滴灌還能做到適時適量地向作物根區(qū)供肥,有的還可以調(diào)節(jié)棵間的溫度和濕度,不會造成土壤板結,為作物生長提供了良好的條件,因而有利于實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),提高產(chǎn)品質(zhì)量。許多地方的實踐證明,滴灌較其他灌水方法一般可增產(chǎn)30%左右。
滴灌技術自上個世紀70年代末就通過以色列傳入中國,近30年,滴灌技術在中國已經(jīng)有了比較長足的發(fā)展。我國新疆地區(qū)滴灌技術的發(fā)展速度走在前列。新疆生產(chǎn)建設兵團從以色列等國引進的滴灌系統(tǒng)、滴灌器材生產(chǎn)設備和滴灌專用肥,經(jīng)過多年的發(fā)展,已完成了消化、吸收、再創(chuàng)新的過程,在新疆兵團的發(fā)展建設中起到越來越重要的作用。
新疆天業(yè)集團農(nóng)科所20多年前在國內(nèi)首家推廣地膜植棉,之后,研發(fā)出成本低、節(jié)水增效顯著的“膜下滴灌有機棉花”、“膜下滴灌小麥”、“膜下滴灌加工番茄”、“膜下滴灌有機大豆”等10余項技術(栽培模式、器械和器械應用),5項獲得國家專利。目前,國內(nèi)每年采用膜下滴灌技術的農(nóng)田1500萬余畝,僅新疆兵團就超過1000萬畝。
2003年,天業(yè)集團農(nóng)科所又開展了膜下滴灌水稻栽培攻關。與國家節(jié)水灌溉工程技術研究中心(新疆)、石河子中亞干旱農(nóng)業(yè)環(huán)境研究所共同承擔了“水稻膜下滴灌機械直播栽培技術試驗與示范”項目,先后在200多個品種中優(yōu)選馴化出3個品種,于2008年機械直播二十畝,平均畝產(chǎn)超過400公斤。至此,該課題組制定出水稻膜下滴灌栽培技術操作規(guī)程、水稻膜下滴灌系統(tǒng)運行管理操作規(guī)程,獲得水稻膜下滴灌旱作栽培方法發(fā)明專利。
2009年,只選用一個品種,在天業(yè)生態(tài)園推廣四百畝,經(jīng)新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)科院、石河子大學、農(nóng)墾科學院和農(nóng)八師專家組鑒定:自動化控制膜下滴灌水稻,各階段田間均無水層,平均畝產(chǎn)為739公斤,節(jié)水60%以上。
與此同時,新疆還對滴灌小麥、大麥、玉米進行試驗示范工作。2010年年初,國家農(nóng)業(yè)部農(nóng)墾局在河北省、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)三省區(qū)安排總面積為238.2畝的滴灌小麥、大麥、玉米試驗示范工作,并委托新疆農(nóng)墾科學院作為技術依托單位,旨在將兵團滴灌節(jié)水技術推向我國干旱半干旱糧食產(chǎn)區(qū),達到節(jié)水增效、保證糧食安全的目的。
滴灌小麥在河北、甘肅、寧夏三省區(qū)試驗示范的表現(xiàn)基本一致,與常規(guī)灌溉相比,普遍長勢均勻、健壯,單穗粒數(shù)和千粒重都有所增加,試驗示范的7個點中有5個點畝均增產(chǎn)超過100公斤;河北試驗示范麥后復播20畝滴灌玉米,平均畝增籽粒317公斤;各試驗示范點滴灌小麥、玉米增產(chǎn)幅度均在15%以上,畝均節(jié)水30%以上。20多年來,以設施滴灌為核心的旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術,新疆取得了令人矚目的成績。目前,新疆生產(chǎn)建設兵團節(jié)水灌溉技術已廣泛應用到棉花、小麥、玉米、蔬菜、果樹等作物種植上,推廣應用面積近1000萬畝,形成了成熟的技術體系與完善的操作規(guī)范,實現(xiàn)了灌溉、施肥的可控化。可以說,生產(chǎn)建設兵團已成為我國在大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用節(jié)水灌溉技術范圍最廣、面積最大、發(fā)展最快的地區(qū)之一,成為全國應用農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術的樣板。
從細流溝灌、膜上灌、自壓膜下軟管灌,到如今的膜下滴灌;從價格昂貴的“貴族滴灌”,到職工群眾用得起的“平民滴灌”;從僅有經(jīng)濟作物能使用,到大田作物都能采用……兵團滴灌節(jié)水技術的每一次進步,都推動了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要支點。據(jù)專家介紹,兵團創(chuàng)新的“棉花膜下滴灌技術”和“大田密植作物滴灌技術”不是單一的灌溉節(jié)水技術,而是以滴灌節(jié)水技術為紐帶,集成現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的按需配方隨水施肥、高產(chǎn)栽培、農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)田管理信息化、農(nóng)作物新品種等多項現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新技術,通過滴灌技術組裝并發(fā)揮其協(xié)同增產(chǎn)作用,保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高產(chǎn)高效、生態(tài)安全。
在我國干旱半干旱地區(qū)、季節(jié)性和資源性缺水地區(qū)、突發(fā)性缺水隱患區(qū),發(fā)展以兵團滴灌綜合技術為主要途徑的設施灌溉技術,已經(jīng)成為緩解我國水資源緊缺矛盾、確保糧食安全的戰(zhàn)略選擇。
但是,不可否認的,地面灌溉仍然是我國農(nóng)業(yè)灌溉的主題,占到我國總體灌溉面積的95%以上,滴灌技術仍然沒有全面走進中國的田間地頭。
滴灌技術曾被認為是“貴族農(nóng)業(yè)”,因為其高投入讓用戶對其望而卻步,即使在發(fā)達國家美國、西歐,該項技術也多用于水果、蔬菜等高附加值作物,其推廣面積十分有限。曾被公認發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)最先進的以色列同樣如此。該國采用滴灌每畝地除一次性投入外,每年的凈投入不低于2500元人民幣。因此,滴灌技術由科研機構或者政府部門在中國推廣應用以來的20多年中,僅限于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范的領域。
如何能讓滴灌技術成本更低、性能更好、農(nóng)民用得起成為擺在眾多該領域科研專家和企業(yè)科技攻關人員面前的課題。研發(fā)推廣節(jié)水技術,新疆天業(yè)10余年來,與國內(nèi)數(shù)十所高校合作,實施國家重點科技攻關項目六項,參與國家“863”計劃項目四項,實施國家技術創(chuàng)新項目五項,取得專利28項?!耙淮涡钥苫厥盏喂鄮А?、“大流量壓力補償式滴灌帶”填補了中國空白,被評為國家重點新產(chǎn)品。
當?shù)喂嗉夹g從“貴族”走向“平民”,在我國獲得大面積推廣的可能性就會增大,滴灌技術是農(nóng)田水利輸配水系統(tǒng)的革命、農(nóng)田灌溉模式的革命、作物栽培模式的變革、農(nóng)民生產(chǎn)生活方式變革、節(jié)水理念和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的創(chuàng)新,當其大面積推廣,將對我國農(nóng)業(yè)灌溉發(fā)展產(chǎn)生深遠的變革。