景電灌區(qū)橫跨甘肅、內(nèi)蒙古兩省(區(qū)),白銀、武威、阿拉善盟三市(盟),景泰、古浪、民勤、阿拉善左旗四縣(旗),灌溉面積150萬畝,是黃河上游重要的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。灌區(qū)主要依靠甘肅省景泰川電力提灌工程(簡稱“景電工程”),通過泵站機(jī)組設(shè)備和渠道建筑物等將黃河水資源引入農(nóng)田,從根本上改變了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,為灌區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的水資源支撐。然而,由于氣候變化和人為因素的影響,水資源短缺和水質(zhì)問題逐漸成為制約景電灌區(qū)發(fā)展的重要因素,推廣節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)于景電灌區(qū)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。在景電灌區(qū),馬鈴薯是一種重要的糧食經(jīng)濟(jì)作物,也是節(jié)水控鹽灌溉模式的重要應(yīng)用對(duì)象。因此,本研究以馬鈴薯為研究對(duì)象,探討節(jié)水控鹽灌溉模式在景電灌區(qū)的應(yīng)用,以期為灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源高效利用提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。
1.1 景電灌區(qū)概況
景電灌區(qū)主要包括景泰灌區(qū)、古浪灌區(qū)以及左旗灌區(qū),涉及甘肅省的景泰縣、古浪縣、民勤縣及內(nèi)蒙古的阿拉善左旗等地區(qū),其中景泰縣65萬畝,古浪縣48萬畝,阿拉善左旗2萬畝,民勤縣35萬畝。地貌主要是黃河沖積平原,地勢平坦,溝渠縱橫,海拔在1500~1800米,年均氣溫7.3~9.3℃,年降水量185毫米,全年日照時(shí)數(shù)2726小時(shí),無霜期141天。
1.2 景電灌區(qū)的馬鈴薯種植現(xiàn)狀
近年來,為深入貫徹實(shí)施“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略,景電灌區(qū)按照“壓水稻、穩(wěn)小麥、擴(kuò)玉米、優(yōu)馬鈴薯、增小雜糧”的思路,調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),馬鈴薯種植面積逐年增長。通過調(diào)查,景電灌區(qū)2024年灌區(qū)種植馬鈴薯7.5萬畝,較2023年增加了3.4萬畝,增長率為82.9%。灌區(qū)馬鈴薯主要采用滴灌栽培方式,特別是古浪灌區(qū),全面推行馬鈴薯膜下滴灌綠色種植模式,成為甘肅省建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)綠色高效農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)示范基地。
2.1 灌溉制度的制定
在制定灌溉制度時(shí),需要充分考慮馬鈴薯全生育期的土壤相對(duì)含水量要求。適宜馬鈴薯生長的土壤濕度為60%~80%。在此濕度范圍內(nèi),根據(jù)馬鈴薯的不同生長階段,可以適當(dāng)調(diào)整灌溉的水量和次數(shù)。
幼苗期:由于馬鈴薯植株較小,生長速度相對(duì)較慢,其需水量也相對(duì)較少。此時(shí),可以減少灌溉次數(shù)和水量,避免水分過多導(dǎo)致幼苗腐爛。一般3~5天灌溉一次,每次灌溉水量1.3~2立方米/畝。
發(fā)棵期:馬鈴薯植株生長速度加快,需要適當(dāng)增加灌溉次數(shù)和水量,以滿足馬鈴薯生長需求。一般2~3天灌溉一次,每次灌溉水量為2.0~3.3立方米/畝。
結(jié)薯期:馬鈴薯的需水量達(dá)到高峰,這是馬鈴薯塊莖生長最快的時(shí)期。此時(shí)1~2天灌溉一次,每次灌水量為3.3~4.7立方米/畝,充分保證土壤濕度在70%~80%,以利于塊莖的形成和增長。
收獲期:在馬鈴薯收獲前一周停止灌溉,避免因水分過多而造成馬鈴薯腐爛或影響貯藏。
除了灌溉次數(shù)和灌溉量外,還需要考慮灌溉時(shí)間。最好在晴朗的早晨或傍晚進(jìn)行灌溉,避免在烈日下灌溉,以防水分迅速蒸發(fā)和土壤溫度急劇變化對(duì)馬鈴薯生長造成影響。同時(shí),為了優(yōu)化灌溉制度,還需要根據(jù)氣候、土壤和馬鈴薯品種等因素進(jìn)行靈活調(diào)整。例如,在干旱的年份或沙質(zhì)土壤中,需要增加灌溉次數(shù)和灌水量;在多雨年份或黏質(zhì)土壤中,需要減少灌溉次數(shù)和灌水量。
2.2 灌溉方式的優(yōu)化
膜下滴灌技術(shù):滴灌是一種現(xiàn)代灌溉技術(shù),將灌溉水以水滴的形式緩慢浸潤馬鈴薯根部,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉,這種方式可以顯著節(jié)約水資源,避免浪費(fèi),并防止鹽分滲入土壤。在景電灌區(qū)采用膜下滴灌技術(shù)可有效提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì),地膜覆蓋在土壤表面,可減少水分的蒸發(fā)和流失。然而,滴灌需要較高的設(shè)備投入和維護(hù)成本,因?yàn)樾枰佋O(shè)滴灌管道和噴頭等設(shè)備。在選擇灌溉方式時(shí),需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。如果水資源充足且土地較為平整,可選擇溝灌或畦灌;如果水資源有限且土地不平整,可選擇滴灌。
非充分灌溉技術(shù):在景電灌區(qū)采用非充分灌溉技術(shù)可以更好地適應(yīng)水資源短缺的情況,通過控制水分的供應(yīng)來調(diào)節(jié)馬鈴薯的生長速度和塊莖的產(chǎn)量,可以更好地保證馬鈴薯的品質(zhì)和產(chǎn)量,同時(shí)實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約和高效利用。
其他高效節(jié)水灌溉技術(shù):噴灌技術(shù)、微噴灌技術(shù)等其他節(jié)水灌溉技術(shù)也可以應(yīng)用于馬鈴薯的生產(chǎn)中,可進(jìn)一步提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì),同時(shí)實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用。在集成和應(yīng)用這些節(jié)水灌溉技術(shù)時(shí),需要考慮馬鈴薯的生長階段、生長環(huán)境、土壤條件等因素。同時(shí),需要選擇合適的設(shè)備和技術(shù)參數(shù),以確保節(jié)水灌溉技術(shù)的效果和效益。
2.3 鹽堿化控制措施
在景電灌區(qū),為了實(shí)現(xiàn)馬鈴薯節(jié)水控鹽灌溉的高效管理和鹽堿化控制,需要制定以下相應(yīng)的措施。首先,景電灌區(qū)的土壤多為鹽堿地,需選擇適合當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的耐鹽堿馬鈴薯品種,這些品種通常具有較好的抗逆性和適應(yīng)性,能夠更好地適應(yīng)景電灌區(qū)的環(huán)境條件。其次,在鹽堿地區(qū),應(yīng)適當(dāng)減少化肥的使用,特別是氮肥和磷肥,同時(shí),可增加有機(jī)肥料的使用,提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤保水保肥能力。再次,合理控制灌溉水量和次數(shù),避免過度灌溉導(dǎo)致土壤鹽堿化。在干旱季節(jié)要適時(shí)灌溉,保持土壤濕度,防止土壤干燥,同時(shí),要控制灌溉水的pH值,避免對(duì)土壤造成傷害。
綜上所述,在景電灌區(qū)的馬鈴薯種植中,滴灌技術(shù)和節(jié)水控鹽灌溉模式的應(yīng)用展現(xiàn)了顯著的潛力和優(yōu)勢。然而,要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的種植和灌溉,還需綜合考慮區(qū)域特點(diǎn)、氣候條件和土壤狀況,進(jìn)一步探索創(chuàng)新的解決方案。未來的研究應(yīng)著重于技術(shù)的精細(xì)化,以滿足馬鈴薯不同生長階段的需水需鹽特點(diǎn)。同時(shí),合理調(diào)整灌溉制度、持續(xù)改進(jìn)灌溉方式,并配合科學(xué)施肥和土壤改良措施,以提高馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量,并保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境。
基金項(xiàng)目:甘肅省水利科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究與技術(shù)推廣計(jì)劃項(xiàng)目“景電灌區(qū)典型農(nóng)作物節(jié)水控鹽施肥灌溉制度研究”(編號(hào):22GSLK023)。
作者單位:甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心