新疆滴灌工程運行管理存在的問題及解決對策

王成福，景少波，羅浩

新疆滴灌工程運行管理存在的問題及解決對策

王成福，景少波，羅浩

（新疆水利科技推廣總站，新疆烏魯木齊830000）

節(jié)水灌溉是實現(xiàn)新疆農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略手段之一，是經(jīng)濟結構轉型的重要基礎。針對滴灌發(fā)展中存在的滴灌系統(tǒng)運行管理模式落后、先進的灌溉制度和施肥制度不合理等關鍵問題，在調研的基礎上做了深入分析，從改變生產力與生產關系不適應根本點出發(fā)，提出在加強輸配水硬件基礎設施的基礎上，尋求適合的滴灌系統(tǒng)運行管理模式，才能將灌溉制度、施肥制度、自動化技術等先進的節(jié)水配套技術應用于實際生產中，從根本解決節(jié)水灌溉提質增效問題，使新疆的名優(yōu)特產的品質更加提高。

滴灌工程；運行管理；自動控制；灌溉制度

在國家西部大開發(fā)優(yōu)惠政策扶持下，新疆土地資源得到了充分開發(fā)利用，尤其是在農業(yè)種植方面，需要大量的水資源進行農業(yè)灌溉，然而新疆處于西北內陸干旱地區(qū)，水資源有限，且時空分布不均。

隨著社會經(jīng)濟轉型，新型城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的發(fā)展，對水資源的需求越發(fā)緊迫，在這種情況下，政府以期通過農業(yè)節(jié)水將節(jié)余的水量用于發(fā)展工業(yè)和服務業(yè)。“十一五”、“十二五”期間，地方和兵團田間高效灌水技術發(fā)展迅猛，截止到2016年，滴灌和高效灌水技術應用面積已突破4000萬畝，但是，在高效灌水技術推進過程中，先進的灌水技術與落后的灌溉管理模式不適應，導致未能發(fā)揮應有的效益，這是當前急需解決的關鍵問題[1-2]。

1 新疆滴灌工程運行管理存在的主要問題

新疆屬內陸干旱地區(qū)，多年平均降雨不足200 mm，多年平均蒸發(fā)量高達1261 mm～2704 mm，為年降水量的10～15倍，日益緊缺的水資源和獨特的自然條件為新疆農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來巨大挑戰(zhàn)，隨著農業(yè)灌溉技術的發(fā)展，節(jié)水型農業(yè)成為當前最好解決辦法，尤其是膜下滴灌技術的成熟，為大面積推廣滴灌節(jié)水技術創(chuàng)造了條件。在新疆，兵團是農業(yè)節(jié)水技術發(fā)展的先鋒隊，其在節(jié)水技術發(fā)展中面臨的問題具有代表性，為解決地方節(jié)水技術發(fā)展提供參考。

1.1 先進的灌溉技術對應著落后的管理模式

隨著新疆經(jīng)濟實力的不斷增長，土地資源得到了高度開發(fā)利用，為提高田間灌溉水的效率和滿足農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展需求，節(jié)水灌溉技術得到了快速發(fā)展，先后經(jīng)歷了管道灌溉、無壓滴灌（俗稱“小白龍”）、滴灌、地下滴灌、小流量滴灌等發(fā)展過程，當前應用最多的為滴灌技術，而在實際滴灌系統(tǒng)運行管理模式依然落后，未能隨著滴灌技術的發(fā)展而發(fā)展，導致傳統(tǒng)配水與現(xiàn)在灌溉系統(tǒng)渠系配水不配套、滴灌灌溉制度未落實等問題，未能充分發(fā)揮節(jié)水增產效益。一方面，滴灌灌溉制度客觀要求很高的灌水保證率，尤其是渠灌區(qū)，調配水情況決定了灌溉制度的選擇，當前在作物需水集中期，存在著調配水困難等諸多不利因素，因此只有充分合理開發(fā)利用水資源，完善渠系配套，先進的灌溉管理技術才能得到保障，才能使現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)更好地發(fā)揮效益，使地方和兵團各農牧團場可持續(xù)發(fā)展[3]。另一方面，當前滴灌系統(tǒng)管理主要由農戶自行管理，自身缺乏灌溉技術、施肥技術、農藝措施等專業(yè)知識，作物是否需水、是否需肥根據(jù)傳統(tǒng)灌溉經(jīng)驗來決定，達不到滴灌要求的精細化管理、精準灌溉施肥的要求。除此之外，一個合理的滴灌系統(tǒng)需要具備一定的規(guī)模，約700～1000畝，而一家農戶的土地多則幾十畝，少則幾畝，一個建成的滴灌系統(tǒng)往往覆蓋了幾十戶，集約化程度不高，除了統(tǒng)一灌水之外，統(tǒng)一施肥，統(tǒng)一田間管理還未實現(xiàn)，仍為“各家自掃門前雪”，不利于發(fā)揮滴灌的效益。尋求一種合適的管理模式，既能將田間灌水與渠系配水結合起來，又能實現(xiàn)田間內部的統(tǒng)一管理和經(jīng)理，仍然是當前一段時期面臨的主要問題。

1.2 施肥制度影響肥料使用效率

隨水施肥是普遍采用的一種施肥方法，滴灌技術將肥料的使用率推向一個新的高度，灌溉制度與施肥制度運用是否合理決定了作物的產量和品質。先進的灌水技術不僅適時適量灌溉，而且實現(xiàn)了精準的施肥灌溉，根據(jù)作物的需肥規(guī)律進行施肥灌溉，可以進一步改善農作物產量和品質。以棉花種植為例說明：目前北疆皮棉產量為150 kg/畝，滴灌與施肥同步進行，每次施用尿素3 kg/畝，尿素用量為33 kg/畝。南疆皮棉目標產量為200 kg/畝，尿素用量45 kg/畝～50 kg/畝。磷肥和鉀肥可以通過底肥施用，但尿素底肥不應超過5 kg/畝。經(jīng)調查，普遍存在底肥施量過多的現(xiàn)象，個別地區(qū)達到20 kg/畝，而棉花生長期滴灌肥僅需10 kg/畝～15 kg/畝，在滴灌過程中，如果水量超過20 m3/畝/次，在30 m3～40 m3/畝/次條件下，將產生深層滲漏損失，既浪費了肥料，污染地下水，又使作物減產[5]，得不償失，目前急需解決灌溉制度與施肥制度匹配問題。

1.3 灌溉制度影響作物品質和產量

滴灌技術的核心理念是“勤灌少灌”，在作物的不同生理階段根據(jù)作物的需求灌溉不同的水量，即采用高頻次低水量的灌溉方式，才能更接近于作物水分需求過程。比如在某作物的滴灌過程中，傳統(tǒng)滴灌大約灌溉10～12次，灌水定額30 m3，灌溉定額將大于300 m3，如果采用先進的滴灌灌溉制度，整個生育期要求滴灌20次，甚至更多，灌水定額10 m3～20 m3不等，灌溉定額約250 m3～300 m3，相比傳統(tǒng)滴灌灌溉制度，先進的灌溉制度效率更高，更節(jié)約水量，同時增加作物產量。研究表明，滴灌條件下采用傳統(tǒng)的灌溉制度將會犧牲農作物產量和品質[3-4]。

新疆的林果業(yè)發(fā)展迅猛，尤其是環(huán)塔里木盆地的林果業(yè)，但要進一步提高競爭力，還需提高果實品質，優(yōu)化灌溉制度和施肥制度為實現(xiàn)果樹的優(yōu)質高產提供了解決方案。新疆果樹滴灌品質和產量不高或不成功，糾其原因，主要是灌溉制度不合理。果樹滴灌根系深約1 m，壤土條件下可儲存水量為24 m3/畝，滿足作物蒸騰，果樹的行間距為4m～6 m，濕潤比為0.3～0.5，實際存儲水量僅7m3/畝～12m3/畝，低于大田棉花的儲水量12m3/畝～15m3/畝，因此果樹灌溉間隔應為2～3天，灌水定額8m3/畝～12m3/畝，沙壤土應該1～2天灌一次，灌水定額5m3/畝～8 m3/畝，而且需每次隨水施肥，尤其在盛果期，施用鉀肥提高果品的品質和產量。農戶在果樹滴灌系統(tǒng)管理中，8～10天灌溉1次，每次灌溉20m3/畝～30 m3/畝，實際上第3天或第4天就發(fā)生土壤水分脅迫，同時約50%～60%的水產生深層滲漏，將養(yǎng)分也淋洗到根區(qū)以外，影響了果實的品質和產量。

2 對策及建議

目前新疆農業(yè)用水比重很大，占用水總量的95%，為調整產業(yè)結構，加快經(jīng)濟發(fā)展，需減少農業(yè)灌溉用水，增加工業(yè)、服務業(yè)以及生態(tài)環(huán)境用水，才能實現(xiàn)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。在發(fā)展高效農業(yè)用水過程中，渠系配套等相關硬件基礎設施逐漸完善，但在運行管理中存在明顯短板，已影響和制約了節(jié)水農業(yè)的經(jīng)濟效益。因此要在可持續(xù)發(fā)展的原則上，建立和完善水資源的規(guī)劃與管理，重視水資源的承載能力以及水的良性循環(huán)。其次要“以效為本，合理用水”實現(xiàn)渠系水資源的統(tǒng)一管理和優(yōu)化配置，使水資源的利用與目前農業(yè)高效用水灌溉技術相適應，只有這樣，才能真正發(fā)揮水資源在農業(yè)中的效益。

2.1 尋求專業(yè)化灌溉管理是根本點

隨著渠系、首部等配套設施逐漸完善，如何將各技術組裝集成起來，發(fā)揮“系統(tǒng)”優(yōu)勢成為當前的難點。灌區(qū)由渠系末端一個個成百上千畝的滴灌系統(tǒng)組成，將有限的水資源根據(jù)作物需水分配到滴灌系統(tǒng)，在一個個滴灌系統(tǒng)之間形成大的輪灌組，保證每個滴灌系統(tǒng)所需的水資源，這一過程當前主要由農民用水者協(xié)會或松散的群眾性組織實現(xiàn)，滴灌系統(tǒng)的運行管理主要由農戶負責，在水量計算、系統(tǒng)管網(wǎng)維護、渠系配水等方面達不到滴灌專業(yè)化管理的要求，需要委托專業(yè)技術人員進行管理，而基層技術人員普遍缺乏，建議委托專業(yè)的灌溉服務公司進行管理，類似于政府購買服務的方式，由灌溉服務公司提供專業(yè)化管理，其在水量計算、系統(tǒng)運行維護以及與灌區(qū)水管單位溝通等方面具有更大優(yōu)勢，尤其是在田間新技術的應用方面，將推動農業(yè)節(jié)水提質增效。

2.2 采用先進的灌溉制度

以棉花種植為例說明：作物產量與騰散量有關，根據(jù)多年試驗結果，每蒸散1 m3水量，可產皮棉0.508 kg/畝。對于北疆氣候條件，皮棉產量150 kg/畝時，作物需水量為294 m3/畝。考慮到灌溉效率等，灌溉量為324 m3/畝，如果考慮到降雨等因素，灌溉量不低于300 m3/畝。改變傳統(tǒng)的灌溉制度，將過去8～10天灌一次改為3～4天灌一次；將過去每次灌溉30 m3/畝～40 m3/畝，改為每次灌溉10 m3/畝～20 m3/畝。目前灌溉制度影響棉花產量，灌水10次，每次30 m3/畝～40 m3/畝，實際上有40～50%水產生深層滲漏損失，棉花在這種灌溉條件下，從第4天發(fā)生水分脅迫而受旱使作物開始減產。在不同地區(qū)的氣候條件下作物需水量一定的情況下，要勤灌少灌，改變過去不合理的灌溉制度，不能以犧牲農作物品質和產量為代價節(jié)水[6]。

2.3 采用滴灌自動控制技術

實現(xiàn)自動化滴灌能使新疆農業(yè)實現(xiàn)優(yōu)質高產、提質增效。大田農作物的合理滴灌灌溉制度是3到5天灌一次，一次不超過15～20 m3/畝。而果樹在沙壤土灌溉須1～2天灌溉一次，每次灌5 m3/畝～8 m3/畝。對于新疆北疆地區(qū)一般棉花滴灌灌溉300 m3/畝，灌溉20～25次。新疆南疆地區(qū)滴灌灌溉20～30次，灌溉量400 m3/畝～500 m3/畝。目前的滴灌系統(tǒng)由于單位米長流量過大，毛管鋪設距離短，出水栓多，人工很難實現(xiàn)高頻次灌溉。滴灌自動控制系統(tǒng)通過電磁閥，實現(xiàn)對出水栓的自動控制，為高頻灌溉提供了解決方案。對于地下滴灌和果樹滴灌長期使用的灌溉系統(tǒng)，可采用大型的智能灌溉中央控制系統(tǒng)實現(xiàn)“勤灌少灌”的灌溉制度，可以根據(jù)不同氣候和作物的生長季節(jié)調節(jié)灌溉量，達到更高的品質和效益。

在傳統(tǒng)滴灌系統(tǒng)中，出水栓多，改為滴灌自動控系統(tǒng)投資高，因此在改建滴灌自動化過程中，需要采用小流量滴灌技術，通過優(yōu)化設計減少出水栓數(shù)量，降低成本。目前新疆1000畝地將近160多個出水栓閥門，如采用大管徑小流量滴灌帶，通過優(yōu)化設計1000畝地出水栓閥門只需要20～50個。

2.4 將灌溉制度與施肥制度相結合

采用先進的灌水技術為農作物生長提供水、肥、氣、熱可以實現(xiàn)農業(yè)高效用水，而實現(xiàn)農作物優(yōu)質高產，必須要加強灌溉管理、施肥管理和栽培管理以及配套設施建設。將灌溉制度與施肥制度結合起來，例如在棉花不同生長期，根據(jù)作物需肥要求，在灌水期間同時施肥，給土壤提供適宜含水量讓鉀肥和磷肥離子溶解被作物根系利用，摒棄傳統(tǒng)單獨施肥、單獨灌水思想。配套建設包括改建和改進目前的干、支、斗、農渠道防滲和配套設施，使渠系適應現(xiàn)代灌溉管理的配水要求，通過先進灌水技術和灌溉管理，實現(xiàn)農作物產量的提高和品質的改善[1-2]。

3 結語

在新疆節(jié)水農業(yè)發(fā)展中，形成了一系列先進的節(jié)水技術，研發(fā)出了核心的配套設備，但在節(jié)水技術發(fā)展的同時，節(jié)水系統(tǒng)運行管理方式卻未發(fā)生根本性改變，影響了先進灌水技術效益發(fā)揮，只有尋求合理的運行管理模式才能從根本上改變生產力與生產關系不適應的局面，才能將灌溉制度、施肥制度、自動化技術等先進的節(jié)水配套技術應用于實際生產中，才能讓農民真正從高效農業(yè)用水中得到實惠，使新疆的名優(yōu)特產的品質更加提高，在國際上更具有競爭力。

[1]馬學良.創(chuàng)新體制機制扎實推進農田水利改革與發(fā)展[J].新疆水利，2016,01:15-17.

[2]覃新聞.深化改革加快發(fā)展努力打造新疆水利“升級版”——在2014年全疆水利工作會議上的講話[J].新疆水利,2014,01:1-9

[3]劉宇,黃季焜,王金霞,ScottRozelle.影響農業(yè)節(jié)水技術采用的決定因素——基于中國10個省的實證研究[J].節(jié)水灌溉,2009(10):1-5.

[4]王昱,趙廷紅,李波,范興業(yè).西北內陸干旱地區(qū)農戶采用節(jié)水灌溉技術意愿影響因素分析——以黑河中游地區(qū)為例[J].節(jié)水灌溉,2012 (11):50-54.

[5]高雷.農戶采納行為影響內外部因素分析——基于新疆石河子地區(qū)膜下滴灌節(jié)水技術采納研究[J].農村經(jīng)濟,2010(5):84-88.

[6]劉持博,韓曉燕,呂杰.半干旱地區(qū)農民采納節(jié)水灌溉技術意見及其影響因素分析——以阜新蒙古族自治縣134個農戶為例[J].沈陽工業(yè)大學學報,2014,16(3):257-261.

The Existed Problems and Its Countermeasures in the Course of Operation and Management of the Dripping irrigation Project in Xinjiang

Wang Chengfu,Jing Shaobo,Luo Hao
（General station ofXinjiangwater conservancyscience and technologypromotion Urumqi 830000,Xinjiang）

The water-savingirrigation is one ofthe strategic means to realize the sustainable development ofagriculture in Xinjiang and the key foundation of economic restructuring.There are some issues such as operation and management mode backward of the system,the advanced irrigation and fertilization system is not reasonable for development of dripping irrigation. The article did deeply analysis on the basis of investigation.It begins from changing inadaptability between the productive forces and production relations.It is based on strengthening transmission and distribution of water hardware infrastructure, searching for suitable operation and management mode for the dripping irrigation system,in order to the irrigation and fertilization system,the automation technology,the advanced water-saving supporting technology applied to the actual production.It totally solved the problemofthe quality and efficiency of the water-saving irrigation and made famous specialty to improve the quality ofthe more Xinjiang.

The drippingengineering；operation management；auto-control and the irrigation system

S274

C

1673-9000（2017）02-0018-02

2016-12-20

王成福（1970-），男，四川南充人，高級工程師，主要從事水利項目管理和水利新技術示范推廣。