寧夏紅寺堡揚黃灌區設施農業微灌模式研究與實踐

楊 志

（寧夏回族自治區鹽環定揚水管理處，751100，吳忠）

寧夏紅寺堡揚黃灌區設施農業微灌模式研究與實踐

楊 志

（寧夏回族自治區鹽環定揚水管理處，751100，吳忠）

對紅寺堡灌區蓄水池調蓄、管道輸水、溫室微灌、農藝、節水管理等農業灌溉技術進行研究，提出蓄水池調蓄、管道輸水、設施農業微灌模式,并建立了蓄水池調蓄、設施農業微灌模式示范區。研究取得的成果可為揚黃灌區設施農業發展提供技術支持，建立的示范區將為寧夏節水灌溉事業的發展提供樣板。

蓄水池調蓄；管道輸水；設施農業；微灌；示范

一、灌區基本概況

寧夏紅寺堡揚黃灌區位于寧夏中部干旱帶大羅山腳下，涉及中寧、同心、吳忠、靈武等4個縣市7個鄉鎮，東西長約60 km，南北寬約20 km，土地總面積8.807萬hm2。灌區多年平均年降水量277 mm，降水年內分配不均，多集中在 7—9月，占全年降水量的61.8%。多年平均年水面蒸發量1392 mm，為降水量的5倍。灌區多年平均氣溫8.4℃，全年日照時數 2900～3055 h，無霜期 165～183 天，多年平均風速2.9～3.7 m/s。紅寺堡開發區農田灌溉主要為紅寺堡揚水，年可供水量22948萬m3。2008年灌區灌溉面積2.96萬hm2，年引水量20448 萬 m3。

二、灌區節水技術研究與應用

根據《全國“十一五”蔬菜發展規劃》，紅寺堡灌區被列為寧夏冬春日光溫室設施生產、西菜東運和出口菜生產基地。自2007年以來，由于設施農業特有的避災增效功能，設施農業的發展已成為紅寺堡灌區的重點產業之一。紅寺堡揚黃工程供水具有季節性，而設施農業是一個全年種植農業，因此為保證灌區設施農業的灌溉需水，迫切需要解決冬季設施農業的用水問題。灌區設施農業主要應用的技術有調蓄技術、輸水技術、微灌技術、農藝技術和管理技術。

1.揚黃水調蓄技術

為保證設施農業的冬季用水，對水資源的時空調節進行研究，探索出揚黃灌區調蓄技術：修建蓄水池對揚黃水進行時空調蓄，本著長蓄短用的原則，調節灌溉水時空分布不均問題，變季節供水為全年供水，從而保證灌區設施農業的大力發展。同時，蓄水池可起到揚黃水的沉沙作用，從而促進了對水質要求較高的節水灌溉技術的推廣。紅寺堡灌區現已建成蓄水池8座，總蓄水能力97.96萬 m3，控制灌溉面積 3867 hm2。蓄水池的蓄水能力根據控制灌溉區的需水而定，為 0.5萬～25萬 m3不等。蓄水池進行防滲處理，池底及坡面鋪設200 g/0.3 mm/200 g土工布與混凝土板復合襯砌，減少滲漏損失。

2.管道輸水技術

紅寺堡灌區在骨干渠道及渠系建筑物配套的基礎上，結合設施農業建設，利用紅寺堡灌區渠道水作為水源，修建調節蓄水池，采用低壓管道輸水灌溉技術，結合設施農業節灌技術的應用，提高輸水、灌水效率和效益。近年紅寺堡揚黃灌區管道輸水技術發展較快，單片管道輸水灌區由以往的數十公頃發展到現在的數千公頃，管道的最大管徑也由以往的300 mm擴大到1200 mm以上。管道輸水主要應用于設施農業和節水補灌農業。

3.微灌技術

目前，微灌技術在紅寺堡灌區設施農業及高效節水補灌區得到廣泛應用。紅寺堡灌區利用的微灌技術主要包括膜下滴灌技術與小管出流灌溉技術。截至2010年12月，紅寺堡灌區已推行微灌1633 hm2，占灌區總灌溉面積的5.52%，主要應用于設施農業、果樹、蔬菜的節水灌溉和紅寺堡特色農業的節水補灌。

4.農藝技術

隨著灌區建設規模的不斷擴大，積極推廣的先進適用的農藝技術主要有：優化調整種植結構、種植抗旱優良品種、覆蓋保墑技術。種植結構調整按降水時空分布特征、水利工程供水狀況，合理調整作物布局，選用作物需水與降水耦合性好、耐旱、水分利用率高的作物品種，達到雨熱同步，擴大耐旱、對降水利用率高的釀酒葡萄、紅棗、馬鈴薯等作物的規模，努力提高水資源的利用效率。推廣的儲水保墑耕作技術主要有深耕翻、深松中耕、地膜覆蓋技術。

5.管理技術

為了提高用水效率，灌區加大用水管理力度，制定和推行了適宜的量水技術，實行總量控制、定額管理制度，推行農民用水戶協會管理制度、節水獎勵機制等管理措施。

三、蓄水池調蓄、管道輸水、設施農業微灌節水模式研究

由于紅寺堡揚黃灌區冬季渠道停水，必須建設調蓄水池，調節灌區水量，為設施農業冬季生產提供水源。通過對設施農業灌溉技術的研究，結合紅寺堡灌區的特點，集成設施農業用水各環節的節水技術，形成了紅寺堡揚黃灌區設施農業節水灌溉技術模式：渠道水源+蓄水池調蓄+泵站加壓管道輸水+設施農業微灌+節水管理。

該模式中的“渠道水源+蓄水池調蓄”技術主要是對揚水干渠在夏秋灌水間歇期的余水進行時空調蓄，調節設施農業灌溉需水的時空分布，為設施農業的發展提供水資源保證，同時具有沉淀、凈化水質、為高效節水灌溉技術應用創造條件的作用；加壓泵站提水、管道輸水是實現輸水過程節水和滿足高效節水灌溉技術應用的基本條件，是保證設施農業灌溉用水的重要環節；設施農業節水灌溉技術主要包括設施溫室內高效經濟作物膜下滴灌、小管出流灌溉技術，是提高水分利用效率、降低灌溉定額、改善作物品質、達到高產高效目標的關鍵；節水管理技術主要包括推廣適宜的量水技術，實行總量控制、定額管理制度，推行農民用水戶協會管理制度，推行節水獎勵機制，達到管理節水。

該模式針對設施農業用水過程的各環節，強化節水技術應用和提高供水保證率，注重水源的時空調節及輸水過程、用水過程、用水管理的節水，結合設施農業高效種植以及其他節水農藝措施的應用實現設施農業全方位節水，努力提高水分利用效率。在紅寺堡揚黃灌區，規劃種植設施農業面積6667 hm2，因此這種模式在今后一段時間內，將是灌區大力推廣應用的節水模式。

四、節水模式示范與應用

1.示范區選擇

自2007年以來，紅寺堡灌區不斷探索設施農業種植技術，通過日光溫室、大拱棚、小拱棚及蓄水補灌等節水措施的應用，提高單位面積產量和質量。實踐證明，在紅寺堡發展設施農業，可極大地推動灌區經濟發展。選擇在設施溫室比較集中的紅寺堡烏砂塘村建立蓄水池調蓄、管道輸水、設施農業微灌節水模式示范區，為紅寺堡灌區推廣設施農業提供示范樣板。

2.示范區基本情況

2008年烏砂塘發展設施農業333 m2，日光溫室建設標準較高，選擇其中40棟日光溫室建立示范區。烏砂塘設施農業示范區以新圈三支干渠為水源，結合高效節水補灌工程，在示范區2 km處建有一座蓄水池，為示范區及周邊設施農業提供灌溉用水。蓄水池容積25萬m3，池底和池壁均鋪設200 g/0.3 mm/200 g復合土工布，上覆混凝土板防滲。灌溉水從新圈三支干渠引至沉沙池，經過沉沙，并由加壓泵站輸送到高位蓄水池，經過高位蓄水池二次沉沙后，利用自然地形高差通過低壓管道輸入示范區進行灌溉。

3.示范區節水技術及集成技術模式應用與示范

（1）蓄水池調蓄技術應用

在渠道引水口修建低位沉沙池，對揚黃水進行一級沉沙；建設加壓泵站，提水至高位蓄水池，在距示范區2 km處建設25萬m3高位蓄水池1座，對揚黃水進行二次沉沙，并安裝水質凈化設備對黃河水中的懸浮物質做進一步的凈化處理，使其達到滴灌的灌溉水質要求。本著長蓄短用的原則，在水源水量富裕的情況下盡可能多地儲備水量，以彌補水源緊缺時和設施農業冬季用水。

（2）低壓管道輸水技術應用

從高位蓄水池鋪設低壓管道，利用自然水頭進行自壓微灌。干、支及田間配水管均采用UPVC管道，沿支管每50 m設置給水井，井內配置給水栓，自給水栓接軟管引入支管兩側的日光溫室。采用輪灌方式，將40棟溫室劃分為5個輪灌組。示范區40棟日光溫室凈灌溉面積2.88 hm2，每棟溫室 0.072 hm2，溫室長 85 m，寬 8.5 m，均為鋼架結構。

（3）作物種植

根據示范區自然條件、土地類型條件、水資源條件等，日光溫室內主要種植番茄、辣椒、茭瓜，其中番茄20棟（編號 1～20）、辣椒 15 棟(（編號 21～35）、茭瓜 5 棟（編號 36～40）。 日光溫室蔬菜一年內種植一茬作物，主要為秋冬茬，生育期為頭年10月至次年8月。日光溫室里作物按種植板布置，種植板寬0.9 m，株距為0.3 m。

（4）滴灌系統

日光溫室采用膜下滴灌方式。每棟日光溫室裝有容積為2.2 m3的升溫罐，灌溉水通過管道輸入各溫室升溫罐。滴灌首部系統與升溫罐連接，滴灌系統首部配置過濾器、水表、壓力表、施肥器和控制球閥等。輸水管按溫室長度方向沿溫室后墻鋪設，長度為 80 m，選擇 φ40 mm黑PE管，設計流量為5.52 m3/h。滴灌管選用內鑲式滴灌管。根據作物種植行間距，滴灌管間距為0.9 m，長度為8.0 m。滴灌管布置在同一種植板上、雙行作物的中間，滴頭間距為0.3 m，流量為2.1 L/h。

（5）推行節水灌溉定額

設計灌水周期為6天左右，灌水定額 150～225 m3/hm2， 年灌水 27～30次，灌溉定額為 5100～5700 m3/hm2。

4.示范區試驗監測

每次灌水通過水表來計量日光溫室的灌水量，在監測的40棟日光溫室里，三種作物各生育階段性狀良好。統計不同作物灌水量、產量見表1。

5.效益評價

（1）節水效益

灌溉水利用系數：示范區由于采用低壓管道輸水技術、微灌技術以及節水灌溉管理技術，灌溉水利用系數達到0.80。

節水量：通過對示范區用水情況進行監測，示范區每棟溫室平均灌溉用水為5010 m3/hm2。根據調查，在揚黃灌區日光溫室溝灌定額為6300 m3/hm2，則采用膜下滴灌可節水1290 m3/hm2，示范區40棟日光溫室可節水3730 m3。

表1 紅寺堡烏砂塘設施農業微灌示范區作物灌水量、產量測定

表2 紅寺堡烏砂塘設施農業微灌示范區現金流量表 單位：元/棟

水分利用效率：示范區40棟設施溫室，2010年灌溉用水量 14414 m3，設施蔬菜年產量 333057 kg，水分利用效率為23.1 kg/m3。

（2）經濟效益

示范區日40棟溫室2010年蔬菜總銷售收入為57.53萬元，平均每棟日光溫室銷售收入1.44萬元。

（3）效益評價

紅寺堡烏砂塘設施農業節灌示范區年投入、收入見表2。示范區靜態投資靜態還本年限為5年，動態還本年限為6年。設施農業前期投入較大，但其長期效益較大，經濟效益顯著。

（4）社會效益

單棟溫室年產值在13000元以上，年效益在7000元以上，是大田產出的7～10倍，成為農民脫貧致富的重要產業。大力推動設施農業的發展，對推動灌區經濟發展具有重要的作用。在紅寺堡灌區實施設施農業項目后，示范區群眾的生產、生活條件得到顯著改善，促進了當地經濟持續、穩定發展，為維護社會穩定、加強民族團結起到了積極的推動作用。■

[1]何寶銀，劉學軍.寧夏中南部旱區節水農業建設關鍵技術研究與應用[J].寧夏農林科技，2008（6）.

[2]張建寶,楊維仁，劉學軍.寧夏節水農業關鍵技術與節水模式研究 [J].寧夏農林科技，2007（5）.

[3]劉學軍，鮑子云.寧夏引黃灌區節水戰略研究[J].寧夏農林科技，2003（3）.

責任編輯 張瑜洪

Study and practice on microspray modes of industrialized agriculture in Ningxia Hongsibu Irrigated Area

Yang Zhi

This paper studies the irrigation technologies such as reservoir regulation and storage,pipeline and water diversion,greenhouse microspray,agronomy and water-saving management,proposes reservoir regulation and storage,pipeline and water diversion,and microspray modes of industrialized agriculture,and sets up demonstrative areas of reservoir regulation and storage,and microspray modes of industrialized agriculture.Research outputs can be used to provide technological support for agricultural development in Hongsibu Irrigated Area,while the demonstrative areas can serve as reference for the development of water-saving irrigation in Ningxi Hui Autonomous Region.

reservoir regulation and storage；pipeline and water diversion；industrialized agriculture；microspray；demonstration

楊志，高級工程師。

S275.5

B

1000-1123（2011）09-0026-03

2011-02-16