[摘要]果業(yè)作為黃土高原地區(qū)的重要經(jīng)濟作物,其耗水量相對一般農(nóng)作物較大,隨著黃土高原地區(qū)面臨愈來愈嚴峻的水資源利用形勢,高度重視水資源科學管理顯得尤為重要。結合目前較為流行的現(xiàn)代果園節(jié)水技術,分析了黃土高原果業(yè)發(fā)展的水資源瓶頸及其破解途徑,為黃土高原地區(qū)進一步提升果園灌溉管理水平、提高果業(yè)生產(chǎn)效益提供發(fā)展思路。
[關鍵詞]黃土高原;水資源瓶頸;果園;節(jié)水技術;灌溉管理
[中圖分類號]S274.1[文獻標識碼]A
由于黃土高原地區(qū)日照充足、晝夜溫差大、土層深厚、空氣濕度低、病蟲害少、環(huán)境污染輕等的自然優(yōu)勢,近幾年,陜、甘、寧、青、晉、內蒙古六省區(qū)林果業(yè)不斷發(fā)展壯大,以蘋果、梨、桃、柿子、杏、葡萄、枸杞、紅棗、核桃、花椒等為代表的特色果品,已逐漸成為這些地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。以“陜西蘋果”、“張掖紅梨”、“寧夏枸杞”、“樂都沙果”、“臨縣紅棗”、“扎蘭屯沙果”等為代表的國家地理標志產(chǎn)品,已享譽中外、屢獲殊榮。以中國第一水果大省陜西省為例,根據(jù)2017年陜西省果業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報,全省園林水果面積132.49萬hm2,園林水果產(chǎn)量1801.02萬t,初步核算,2017年全省果業(yè)增加值432.5億元,占全省種植業(yè)增加值的33.1%;全省共有蘋果基地縣30個,梨基地縣10個,獼猴桃基地縣6個,柑桔主產(chǎn)縣2個,紅棗主產(chǎn)縣5個。根據(jù)《陜西省現(xiàn)代果業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2015-2020年)》,預計到2020年,全省果園總面積達到133.33萬hm2,年產(chǎn)水果達2300萬t,全省果農(nóng)人均收入將達到30000元,果業(yè)力爭成為陜西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中市場競爭力最強、效益最好的產(chǎn)業(yè)。
農(nóng)業(yè)水資源作為基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素,在果業(yè)生產(chǎn)中具有不可替代的作用。黃土高原地處干旱半干旱氣候帶,根據(jù)有關研究表明,近30a黃土高原西部以外的地區(qū)(面積占92.02%)年降水量相比氣候平均值減少,而整個黃土高原年均溫在升高;在氣候暖干化趨勢的背景下,隨著林果種植規(guī)模的不斷擴大,農(nóng)業(yè)水資源已成為限制該類型區(qū)果業(yè)發(fā)展的重要因素。但由于不合理的土地利用方式、低效的灌水技術、傳統(tǒng)的灌溉管理模式等的影響,果園將出現(xiàn)土壤干燥化加劇、土壤水肥利用率低、果業(yè)生產(chǎn)波動性明顯、優(yōu)果率降低等問題。針對黃土高原地區(qū)果業(yè)生產(chǎn)特點以及農(nóng)業(yè)水資源利用存在的問題,本文結合目前較為流行的現(xiàn)代果園節(jié)水技術,通過分析黃土高原地區(qū)土壤、作物以及氣候資源等的優(yōu)勢潛力,以期為緩解黃土高原地區(qū)果業(yè)發(fā)展面臨的嚴峻水資源形勢提供借鑒思路。
1 黃土高原果業(yè)發(fā)展的水資源瓶頸
黃土高原地處干旱半干旱氣候帶,降水時空分布不均,且蒸發(fā)強烈,水資源短缺問題較為嚴峻。上世紀末開始,陜西、甘肅試點開展退耕還林(草)工程,隨著工程的實施,植被覆蓋狀況明顯好轉,水土流失控制效果顯著,但蒸散耗水量急劇增加,水資源供需矛盾進一步加劇。近年來,隨著黃土高原地區(qū)果業(yè)規(guī)模迅速擴大,干旱缺水問題突出。由于區(qū)域氣候條件以及大規(guī)模植被建設的影響,土壤干層在黃土高原地區(qū)廣泛分布并造成一系列的生態(tài)環(huán)境問題,使得區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)健康、人工植被的可持續(xù)性以及水土流失綜合治理面臨嚴重威脅。不同果樹抗旱能力不同,土壤干層的出現(xiàn),限制了果樹的正常生長,并且果實品質有逐年下降趨勢。
根據(jù)陜、甘、寧、晉等省歷年水資源公報,農(nóng)灌用水在各部門用水中占比最高,目前很多有條件灌水的果園,由于灌溉管理方式落后,采用“豐水高產(chǎn)”的大水漫灌或全生育期充分灌溉等模式,且農(nóng)戶主要依賴經(jīng)驗灌水,缺乏以科學的灌溉制度為指導,造成灌水定額大、水資源利用效率低、樹冠營養(yǎng)生長旺盛、果實品質下降等問題突出。隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,各用水部門用水量也將逐漸增加,傳統(tǒng)的灌溉設施和灌溉管理方式對有限的水資源造成了極大的浪費,嚴重制約著水資源的合理高效利用,而果業(yè)的產(chǎn)量、品質及其可持續(xù)發(fā)展水平很大程度上依賴于灌溉及灌溉管理水平,這就給干旱半干旱地區(qū)果業(yè)用水帶來了更大的挑戰(zhàn)。
隨著我國人口的不斷增長,國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,人民生活質量的提高,對水果的需求和品質要求也越來越高。因此,突破黃土高原果業(yè)發(fā)展的水資源瓶頸,緩解果業(yè)生產(chǎn)的水分供需矛盾,對保障其可持續(xù)發(fā)展具有不可替代的地位和作用。
2 黃土高原地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀
根據(jù)黃土高原地區(qū)各?。ㄗ灾螀^(qū))最新公布的統(tǒng)計年鑒,農(nóng)業(yè)在各部門用水中占比普遍最高。以陜西省為例,噴、微灌僅占總節(jié)水灌溉面積的9.99%。黃土高原地區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)整體發(fā)展滯后,已成為影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素,也將逐漸成為限制黃土高原果業(yè)進一步發(fā)展的關鍵因子。黃土高原地貌溝壑縱橫,果園一般建在較為平坦的塬地或經(jīng)過整理后的坡地上,且相對地勢較高,給農(nóng)戶個體發(fā)展節(jié)水灌溉造成一定困難,節(jié)水示范效應不夠顯著。有研究表明,農(nóng)戶希望政府加大對高效節(jié)水灌溉技術的投資力度,勞動力占比、單位面積產(chǎn)值、地形、水資源因素對農(nóng)戶選擇高效節(jié)水灌溉行為影響顯著;兼業(yè)程度、塊均耕地面積、受教育程度對農(nóng)戶選擇高效節(jié)水灌溉行為有較大影響。
3 提升果園灌溉管理水平的建議
針對黃土高原果業(yè)發(fā)展面臨的水資源瓶頸問題,要根據(jù)不同果樹的生理需水特點,結合黃土高原不同地區(qū)氣候、土壤及果樹類別,選擇適宜的灌溉模式,提升果園灌溉管理水平,達到最佳節(jié)水、節(jié)能的目的。以蘋果樹為例,在一年的生長物候期中,從初春萌芽開花到越冬落葉休眠,蘋果樹有一定的需水規(guī)律:在蘋果花后約40~70天中等脅迫,控制其營養(yǎng)性生長,到第三階段(果實迅速膨大期)恢復充分供水,由于調虧期細胞的擴張因虧水而受抑制時累積的代謝產(chǎn)物,在復水后可用于細胞壁的合成及其它與果實生長相關的過程,起到補償生長的效應,以致不會因適度脅迫而引起產(chǎn)量的下降;在果實成熟期控制水分則有利于果實成熟和提高果實品質。
發(fā)展節(jié)水灌溉技術,充分運用科學灌溉管理制度,是提升果園灌溉管理水平的最有效途徑。果園較為流行的工程節(jié)水技術有:噴灌、滴灌、地下滲灌、畦灌、低壓管灌、小管出流等形式。每種灌溉方法對樹齡、園地平整度等的要求不同,濕潤土壤的特點也不同,為了保障灌水的均勻性,采用畦灌、低壓管灌、小管出流等形式宜做好土地平整工作,而噴灌、滴灌、滲灌等對土地平整性要求不高。在工程節(jié)水技術的基礎上,結合目前果園農(nóng)藝節(jié)水技術以及節(jié)水管理技術,在保障果業(yè)產(chǎn)量和品質的前提下,可進一步釋放黃土高原地區(qū)水資源潛力。
另外,由于不同黃土高原不同果業(yè)生產(chǎn)區(qū)的自然條件差異較大,同一地區(qū)年際間、年內也有差異,在降水相對豐富的地區(qū),可根據(jù)天氣和土壤墑情,結合作物需水特征,采取補灌的形式,確定科學合理的補灌時間和補灌量,既能充分利用降水資源,又能彌補降水不足或降水分配不均對果樹生長的影響。
未來,隨著農(nóng)業(yè)種植結構的不斷調整優(yōu)化,基礎設施的不斷完善和全面覆蓋,以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展成熟,精準灌溉、智慧果園將如約而至。建議在有條件的地區(qū),通過與高校、高新企業(yè)開展合作,建立技術示范園區(qū),形成科學有效的現(xiàn)代果園灌溉管理技術模式,逐步推廣,以真正實現(xiàn)果園灌溉管理的現(xiàn)代化。
4 結語
資源型缺水和工程性缺水并存,已逐漸影響到黃土高原地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)民增收脫貧,也是躲不過、繞不開的經(jīng)濟發(fā)展和資源瓶頸矛盾,加快發(fā)展高效節(jié)水灌溉將成為破解該地區(qū)水資源瓶頸的必然選擇。
隨著西北地區(qū)高效節(jié)水灌溉工程效益的不斷提升,對進一步提高黃土高原地區(qū)農(nóng)業(yè)水資源利用效率、挖掘其果業(yè)發(fā)展?jié)摿哂兄匾l(fā)展意義。
[參考文獻]
[1] 陜西省統(tǒng)計局.2017年陜西省果業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報[R].陜西省統(tǒng)計局,2018.
[2] 任婧宇,彭守璋,曹揚,等.1901—2014年黃土高原區(qū)域氣候變化時空分布特征[J].自然資源學報,2018,33(4):621-633.
[3] 謝永生.黃土高原旱地果園土壤生態(tài)系統(tǒng)水肥高效利用新技術[A].中國農(nóng)學會耕作制度分會.中國農(nóng)學會耕作制度分會2018年度學術年會論文摘要集[C].中國農(nóng)學會耕作制度分會:2018.
[4] 吳普特,趙西寧,張寶慶,等.黃土高原雨水資源化潛力及其對生態(tài)恢復的支撐作用[J].水力發(fā)電學報,2017,36(08):1-11.
[5] 李玉山.黃土高原土壤水分循環(huán)與農(nóng)田生產(chǎn)力[M].西安:陜西人民出版社,2015.
[6] 趙春雷.黃土高原南北樣帶土壤干層時空特征及模擬[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2018.
[7] 王延平,韓明玉,張林森,等.陜西黃土高原蘋果園土壤水分分異特征[J].林業(yè)科學,2013,49(7):16-25.
[8] 陜西省統(tǒng)計局.陜西統(tǒng)計年鑒-2018[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2019.
[9] 甘肅省統(tǒng)計局.甘肅統(tǒng)計年鑒-2018[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2019.
[10] 寧夏自治區(qū)統(tǒng)計局.寧夏統(tǒng)計年鑒-2018[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2019.
[11] 山西省統(tǒng)計局.山西統(tǒng)計年鑒-2018[M].北京:中國統(tǒng)計出版社,2019.
[12] 劉黎黎.黃土高原農(nóng)戶高效節(jié)水灌溉技術選擇行為研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學院,2014.
[13] 李天星.陜西蘋果補灌效應及灌溉需水量空間分布規(guī)律研究[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2016.
[14] 化延斌,趙軍,李六林.國內外果園節(jié)水灌溉技術研究進展[J].中國農(nóng)業(yè)文摘-農(nóng)業(yè)工程,2016,28(06):15-17.
[15] 張解生.淺議陜西蘋果園土壤干燥化的補灌措施[J].陜西水利,2017(01):176-178.