趙永財,閻玉偉
(1.吉林省水務投資集團有限公司,吉林長春130061;2.吉林省水利水電勘測設計研究院,吉林長春130021)
吉林省總土地面積18.74萬 km2,其中平原面積5.62萬km2,丘陵面積1.09萬km2,山地面積6.75萬km2,臺地及其他5.28萬km2。地勢由東南向西北傾斜,可劃分為東部長白山區、中東部低山丘陵區、中西部丘陵平原區,西部平原區四部分。
西部平原區,屬松嫩平原,地勢平坦,絕大部分屬于白城市、松原市。總土地面積4.34萬km2,占全省總面積的23.15%。草原遼闊,濕地面積較大,是科爾沁草原的延伸帶,區內地勢低洼,光、熱條件較好,是農牧業發展潛力較大的區域。
1.2.1 降雨蒸發
吉林省多年平均降水量為609.1 mm,呈東部山區向西部平原遞減趨勢,其中松原地區多年平均降水量為431.1 mm、白城地區多年平均降水量為383.2 mm,均低于全省平均值;吉林省多年平均蒸發量為761.9 mm,中部低山丘陵區和西部平原區蒸發量大于全省平均值,松原及白城地區多年平均蒸發量大于1000 mm。
1.2.2 徑 流
吉林省主要有松花江、遼河、綏芬河、鴨綠江、圖們江五大水系,境內的河川徑流主要是降水補給,年徑流深與降水量分布趨勢一致,具有從長白山區向西北平原區遞減的特點。地形和植被條件對徑流的影響比較顯著,長白山區主峰一帶,河川徑流最充沛,多年平均徑流深在350 mm以上,年徑流系數為0.4~0.6。由長白山區向西,隨著地勢逐漸低平和降水的減少,年徑流深也遞減,西部平原地區,年徑流深不足10 mm,年徑流系數在0.05以下,是全省年徑流深最小的地區。
1.2.3 干旱分區
吉林省干旱指數地域變化很大,東部山區干旱指數一般小于1.0,中西部地區干旱指數在1.0~2.6之間,屬于半濕潤半干旱地區。
以玉米受旱欠收幅度的幾個特征值作為區劃經濟參數,對吉林省中西部進行農業干旱情況的區域劃分。松原—長嶺—雙遼一線稱為絕收線;扶余的陶賴昭—農安的華家—梨樹的孤家子一線稱為旱情線,榆樹的新立—九臺的營城—四平的山門一線稱為干旱分界線,這條線以北多年受旱欠收幅度為10%以上。通過這3條特征線將吉林省中西部劃分成了四個干旱災情各異的區域,由北向南依次為:重災區、輕災區、易旱區和少旱區。
依據土壤發生學分類原則,為便于分清土壤鹽漬程度,視鹽堿土占土壤復區比例關系,劃分相應程度鹽漬土復區。
松原灌區以鹽漬土輕重分成五個區,分別為非鹽漬土區、微度鹽漬土區、輕度鹽漬土區、中度鹽漬土區和重度鹽漬土區,灌區中鹽漬土面積占總面積的74.7%,為堿性土壤,其pH值多在7.32~9.80之間。
吉林省西部平原土地遼闊,地下水資源豐富,但土壤鹽漬化較重,降水量遠小于吉林省降水量平均值,蒸發量卻遠大于吉林省蒸發平均值,已達1000 mm以上,為不支持雨養農業。為增加吉林省商品糧產量,改善當地居民生活水平,開發、治理、改良吉林省西部鹽堿地勢在必行。
吉林省治理改良鹽堿地措施通常采用水利改良(包括洗鹽排鹽、井渠結合以灌代排、暗管排水洗鹽)、生物改良(種植耐鹽作物)、農業改良(深耕、合理施肥、合理灌溉、作物輪作)、化學改良(采用化學改良劑)等多種改良措施,但采用最多、改良面積最大的是種植水稻,以水洗鹽壓鹽,效果較顯著,但用水量較大,水資源浪費。吉林省西部地區地下水豐富,但補給較慢,需要很長時間,對地下水大量開采,用于農田灌溉,是不經濟的,更是不科學的,應合理開采地下水,充分利用地表水,統籌管理,科學開發利用當地水資源。
在吉林省西部鹽堿地區,采用種植水稻治理鹽堿地,是成功的治理措施,但水資源開采利用量較大,現狀浪費嚴重,為盡量減少水資源不必要的浪費,探索新的吉林省西部鹽堿地治理措施,是必要且急迫的。因此,考察了新疆在鹽堿地上,采用膜下滴灌種植旱田的成功經驗。
新疆當地自然狀況屬于典型的大陸性中溫帶干旱荒漠氣候。其特點是四季分明,冬季寒冷,夏季炎熱,春季升溫快且不穩定,秋季短暫而降溫迅速;晝夜溫差大,多晴少雨,光照充足,熱量豐富;蒸發強烈,空氣干燥,相對濕度較低,災害性天氣多。主要特征值:年平均氣溫8.9℃,不小于10℃積溫3624.8℃,年平均降雨量17.7~125.6 mm,年平均蒸發量1024.7 mm,無霜期186 d,年平均日照3138.6 h,多年平均最大凍土深度1.0 m。土壤表層土質以沙壤、輕壤為主,下層土質以輕壤、中壤為主,地表植被多為耐鹽堿性較強的低矮灌木,如紅柳、鹽梭梭、麻黃草、鹽角草等,局部生長有蘆葦、野麻、甘草及駱駝刺等。
考察區土壤為各類型鹽土,鹽份多為硫酸鹽,其pH值為7.8~8.2。荒地0~1 m土層平均含鹽量為5.34%~10.86%,大多耕地0~1 m土層平均含鹽量為1.32%~1.4%,屬強鹽漬化土,不利于作物生長,需灌溉洗鹽,治理后耕種。
因當地氣候、土壤等條件,新疆農業為全灌溉農業。實施膜下滴灌耕作方式以前,就建立起完備的灌排系統,每年要進行大水洗鹽、洗堿。實施膜下滴灌耕作后,春季耕種之前或秋季收割之后,進行大水漫灌,對土壤洗鹽、洗堿,再經排水溝道,將水排出,最淺排水溝深為1.8 m。為起到更好效果,常在冬季解凍之前9—10月份,進行大水灌地,使土壤中水份飽和,經冰凍,使土壤中形成孔隙,增加土壤的透氣性,減弱強蒸發下,鹽份上升至耕作層。
經冬季浸泡、洗堿、凍脹后,再進行膜下滴灌,減少土壤表層水份蒸發,在新疆,這種洗鹽、洗堿后的膜下滴灌耕作技術,是成功的。
吉林省同新疆在緯度上基本相近,氣候等自然條件相近,吉林省西部鹽堿地治理措施可以借鑒利用,在吉林省西部鹽堿地采用膜下滴灌技術種植旱田,節約灌溉用水量,是可以做到的。
吉林省西部鹽堿地進行旱田膜下滴灌,可以學習、借鑒新疆治理鹽堿地種旱田的技術,區別在于新疆氣溫高,在南疆鹽堿重的地區,多數種植的是棉花、油葵,較耐鹽堿,其他作物也種植,如玉米、打瓜,但數量較少。吉林省西部鹽堿地建設松原灌區工程,灌溉面積19萬hm2,其中14.13萬hm2為鹽堿土,占總面積的74.7%,要調查清楚土壤的鹽堿成份和數量,對比新疆土壤成份和治理方法,探索出適合松原灌區鹽堿地治理的有效模式,在鹽堿地上種植旱田,縮減單位面積上灌溉用水量,是可行的。對節約的水量,可用于發展更多的灌區面積或用于城市生產生活用水。