顧 濤,李兆增,吳玉芹
(1.中國灌溉排水發展中心,北京 100054;2.潤華農水實業開發公司,北京 100054)
進入新世紀以來,我國高效節水灌溉、特別是微灌技術得到了快速發展。截至2014年底,我國高效節水灌溉工程面積達到1 606.7 萬hm2,其中,低壓管道輸水灌溉826.7 萬hm2,噴灌313.3 萬hm2,微灌466.7 萬hm2。微灌面積從2001年的21.53 萬hm2增加到2014年的468.13 萬hm2,年增微灌面積31.87 萬hm2,其中“十一五”期間年均新增微灌面積約30 萬hm2,“十二五”期間年均新增微灌面積約60 萬hm2,是“十一五”發展速度的2倍。
全國微灌面積占全國高效節水灌溉面積的29%。微灌在水資源緊缺、生態脆弱、灌溉依賴程度高的西北地區發展較快,2014年西北6省區微灌面積達到的312.67 萬hm2,占全國微灌的67%,其中新疆(含兵團)微灌工程面積高達290.27 萬hm2,占全國微灌工程面積的62%,占西北地區微灌面積的93%。2012年東北四省區節水增糧行動項目實施以來,東北四省區微灌面積增長迅速,微灌面積由2011年底的36.67 萬hm2發展到2014年的98.8 萬hm2,占全國微灌面積的21%;南方地區發展微灌面積33.67 萬hm2,占全國微灌總面積的7%,主要集中在山丘區果園、大田蔬菜、經濟作物上。
(1)滴灌技術廣泛應用于大田作物,加速了微灌技術的推廣。20世紀90年代中期以來,新疆建設兵團引進消化滴灌帶生產技術,生產出了薄壁滴灌帶產品,滴灌帶成本得以大幅降低,每米滴灌帶由原來的1~2 元降低到0.15~0.25元,滴灌技術由“貴族降為平民”,推廣領域獲得重大突破,滴灌技術由原來僅限于在果樹、設施農業等高附加值作物推廣擴大到大田經濟作物,近年來又延伸到大田糧食作物。據估計,在大田作物上推廣的滴灌面積約占整個滴灌面積的80%左右。
(2)滴灌與農藝、農機技術集成,促進了農業現代化進程。在我國推廣的大田滴灌面積中,大部分采用覆膜技術,并與農業栽培、農機配套結合形成綜合技術集成模式,取得了顯著的增產、增收效果,促進了農業規模化、標準化和現代化水平。如新疆昌吉市推廣大田棉花膜下滴灌,運用3膜12行集成模式,并采用特有機械播種、覆膜、鋪帶一次完成,加以配套機械化收獲,實現了全程機械化,形成了農業生產標準化、規模化、機械化的現代格局。東北部分地區玉米膜下滴灌,采用大壟雙行一膜一帶集成模式,利用特制機械,播種、覆膜、鋪帶一次完成,實現了節水增效,提高了生產效率,促進了農業機械化水平和現代化水平。
(3)在各地優勢作物區推廣微灌技術,促進了微灌規模化發展。近幾年,各地在自己的優勢作物種植區推廣滴灌、微噴等技術,呈現出規模化發展的新趨勢。如在東北節水增糧行動253.3 萬hm2的建設任務中,約80%的面積是在玉米、馬鈴薯等優勢作物區推廣噴、微、管灌技術。廣西在糖料蔗上大力推廣滴灌技術,據典型測產分析,甘蔗產量由原來的60~67.5 t/hm2增加到105~120 t/hm2,個別示范點達到165 t/hm2。四川攀枝花市在特色水果、大棚蔬菜中發展滴灌,也取得了顯著的節水、增產、增收效果,與常規溝灌相比,設施蔬菜膜下滴灌,比溝灌節水40%~60%,灌溉和施肥省工90%,節約肥、藥量50%左右,增產10%~30%,枇杷、芒果等高附加值作物實施滴灌,每公頃增收在15萬元左右,效益十分可觀。
(1)土地生產經營方式不相適應。以戶為單元的分散型農業生產經營組織化程度低,與田間微灌技術所要求的規模化生產、集約化經營管理很不適應,極大地阻礙了微灌技術效益的發揮。目前形成的農民用水戶協會、合作社等,組織化程度仍然很低,大多僅實現了作物種類和灌水的統一,田間管理依然是各管自家田,難以實現田間高效節水系統的集約化高效管理。
(2)微灌精準灌溉、施肥的優勢沒有得到充分發揮。微灌具有灌溉便利、灌水精準、施肥方便的特點,可實現適時適量的灌溉和施肥。據調研和試驗數據分析,滴灌可實現節水40%~60%,可實現節肥30%~50%,同時能實現大幅度增產增收、省工省時。滴灌技術不僅是解決配水設施,更是實現精準灌溉、水肥耦合的重要手段。但一些地方發展滴灌后,僅將滴灌設施作為輸水設施,沒有以科學的灌溉制度和水肥耦合措施作保證,節水節肥、增產增收效益沒有充分發揮。
(3)科技支撐和管理能力不足問題十分嚴重。微灌與傳統的灌溉相比,技術含量高、管理要求高,技術服務需求迫切。農民群眾缺乏專業知識,管理素質跟不上,與田間技術所要求的專業技能不匹配,隨著技術的不斷升級,又得不到有效的技術服務,運行管理問題日益突出,成為制約微灌建設與管理水平提高的“短板”。
(1)黨和國家重視節水工作,為微灌發展提供了政策保證。黨的十七大提出建立資源節約型、生態友好型社會,十八大提出綠色發展的要求,對節水灌溉提出了新要求,為發展提供新機遇。從2004年起,連續12年的中央一號文件和2011年召開的中央水利工作會議,均提出大力發展節水灌溉方面的內容。
2015年發布的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》(以下簡稱《綱要》)中,明確提出在重點灌區全面開展規模化高效節水灌溉行動,在南疆、甘肅河西、吉林白城等嚴重缺水地區實施專項節水行動計劃,這些地區均以發展微灌為重點。中央、國家重視高效節水灌溉工作,為微灌發展提供了很好的機遇,打下了良好的基礎。
(2)嚴格水資源管理,使微灌發展機遇和挑戰并存。水資源短缺已成為我國經濟社會發展的瓶頸,2012年國務院批準實施嚴格水資源管理制度,水利部將用水指標分解到省,目前各地已將指標逐級分解到市、縣和各行業。按要求,總量超指標的地區,禁止審批農業新增用水;總量接近指標的地區,限制審批農業新增用水;地下水超采區禁止審批農業新增取用地下水。嚴格控制農業灌溉用水,有助于微灌等高效節水技術的推廣;同時也意味著微灌發展將以節水改造、內部挖潛為主,與新增灌溉面積相比,增產效果不顯著,影響農民等用水戶發展微灌的積極性。
(3)農業和農村形勢深刻變化,有助于推動微灌的發展。根據《綱要》,“十三五”期間,將推進一億農村人口在城鎮落戶,引導中西部地區1億人就近城鎮化,農村人口減少、土地向大戶集中是必然趨勢;依法推進土地經營權有序流轉,推動實現多種形式的農業適度規模經營;將完善對家庭農場、專業大戶、農民合作社等新型經營主體的扶持政策,鼓勵農戶依法自愿有償流轉承包地。勞動力大量轉移到城市是大勢所趨,為土地規模化經營提供了良好的條件,這些變化將有助于微灌技術的發展推廣。
(1)發展規模。根據《綱要》,“十三五”期間,全國將新增高效節水灌溉面積666.7 萬hm2,農田灌溉水利用系數提高到0.55以上。根據近幾年來水利統計年鑒和《全國高效節水灌溉十三五規劃》各地發展需求分析,預測“十三五”期間,全國將發展微灌面積266.67 萬hm2左右。
(2)發展布局。全國微灌發展面積占全國高效節水灌溉總面積的40%左右。微灌發展面積最大的地區仍是水資源緊缺、生態脆弱、灌溉依賴程度高的西北地區,預計發展面積占全國微灌發展面積的50%~55%;東北地區發展速度會有一定程度的下降,發展面積約占全國發展面積的15%~20%;發展速度較快的地區是西南地區,發展面積占全國發展面積的10%左右,但發展面積是其現狀微灌面積的3倍左右,重點分布在云南、廣西特色經濟作物區。
(1)推廣水肥一體化技術,發揮微灌節水節肥、增產增收效果。水肥一體化可有效提高化肥的利用效率,實施精準灌水施肥,實現節水節肥、提高作物產量品質。《綱要》提出實施化肥、農藥零增長行動。2016年農業部制定的《水肥一體化實施方案》,提出在“十三五”期間推廣水肥一體化面積533.33 萬hm2,2020年達到1 000 萬hm2水肥一體化發展面積,其所發展面積均是以微灌技術為載體。微灌將進一步推動水肥一體化的發展,反之,水肥一體化也將進一步推進微灌技術節水節肥及精準灌溉施肥、增產增收作用的發揮。
(2)推廣與農業現代化相適應的低壓小流量滴灌技術,推進農業現代化進程。滴灌帶工作壓力4~8 m水頭的低壓小流量滴灌技術是目前較先進的滴灌技術,具有工作壓力小、運行能耗低、工程投資少、灌溉均勻度好的特點。研究表明,采用小流量滴灌,土壤處于非飽和狀態,通透性好,更利于作物生長;特別是采取自動化、智能化管理的微灌系統,低壓小流量技術會大大降低投資及管理成本。同時,低壓小流量滴灌出地樁少對耕作影響小,更適合大型機械的耕作和收 獲。因此,“十三五”期間,預計低壓小流量技術會被更多的人所認識并得到大力推廣。
(3)推廣自動化、智能化技術,提高灌溉管理水平。微灌是最精準、水分利用效率最高,集約化程度最高,最容易實現自動化、智能化控制的成熟灌溉技術。自動化、智能化控制會有效減少管理人員,降低灌溉成本,提高水、肥使用效率和精準施肥,控制作物的水分、糖分和有機物質。隨著土地流轉的加快及人工成本的增加,大型企業進入高效農業領域,管理水平低、管理人員素質不高的狀況會得到有效解決。企業為追求增收節支,減少管理成本和提高作物品質,會加大自動化、智能化灌溉管理力度。因此,自動化、智能化管理在微灌灌溉管理中會得到一定程度的推廣。
(4)加強作物灌溉制度、精準施肥研究,指導農民科學灌溉施肥。目前,作物灌溉制度、精準施肥施藥數據的缺乏及不能有效的推廣應用是微灌技術推廣的重要制約因素,這一點已得到了廣大微灌技術研究和推廣人員的共識。加大微灌等節水灌溉制度、精準施肥等的試驗研究、總結推廣、指導農民(用水戶)科學的進行灌溉施肥,已成為推進微灌發展、破解發展難題的重要手段。近年來,水利部加大了灌溉試驗研究、推廣工作的扶持力度,“十三五”期間,灌溉制度研究推廣工作必將得到進一步加強,并取得豐富成果。
(5)總結管理改革經驗,完善高效節水灌溉管理機制。目前,水利部正在進行綜合水價改革、小型農田水利產權制度改革、以獎代補投資方式改革試點,“十三五”將進入總結、推廣階段,出臺一批新政策、新機制,并在此基礎上大力推廣。特別是節水灌溉激勵機制將初步建立。同時,為加強水資源管理,為農業水價改革打下基礎,將進一步加強水資源管控措施,用水計量和監測系統將成為微灌等高效灌溉工程建設的必需品。
(6)變革完善投入方式,優化微灌發展布局。投入方式和投資重點將發生重大變化,將由“十二五”期間以項目建設管理為主,發展為項目建設,以獎代補、先建后補等建設補助模式并存,以鼓勵和引導用水戶參與灌溉工程建設管理,充分發揮調動受益主體參與建設管理的積極性。另外,政府投資主要用于水源、主體管網工程建設,田間滴灌帶等灌水器將由用水戶自己投資解決。基于此,微灌發展布局將根據需求進一步優化。
[1] 中華人民共和國水利部.2000年-2014年中國水利統計年鑒[M]. 北京:中國水利水電出版社,2001-2015.
[2] 中國灌溉排水發展中心.全國“十三五”高效節水灌溉規劃報告[R]. 北京:中國灌溉排水發展中心,2016.
[3] 四川攀枝花市水利局.四川攀枝花市高效節水灌溉建管模式探索與實踐[Z]. 攀枝花:攀枝花市水利局,2015.
[4] 董新光.新疆農業高效節水建設成效與發展[Z].烏魯木齊:新疆水利廳.
[5] 吳玉芹,楊 鵬,劉思若.關于我國微灌技術發展的幾點思考[J].灌溉排水學報,2015,34(12):1-4.