黃河三角洲節水農業高質量發展研究

劉國平，張培農

（墾利區農業農村局，山東 東營 257500）

位于黃河三角洲中心地區的東營市土壤以鹽化潮土為主，多是黃河攜帶的泥沙沖擊渤海退海之地而成，土壤質地疏松、保水保肥性差，在灌溉時農業用水的滲漏現象十分嚴重。東營市多年平均降水量為542.9 mm，年際變化在355.3～842.6 mm。黃河三角洲地區水澆地的用水除了小清河以南可以用地下水進行灌溉以外，其余大部分地區都是引黃河水進行灌溉。為了保障黃河入海口濕地生態用水，國家采取了多種措施保證黃河不斷流，但是黃河水除了首先滿足城鄉居民生活用水外［1］，還要保障黃河三角洲濕地生態恢復用水，國家黃河河務部門分配給黃河三角洲地區的用水指標仍不能滿足日益增加的用水需要。同時，農業是耗水大戶，東營市黃河取水總量50%以上都用于農業灌溉，而農業用水中浪費現象十分嚴重，灌溉水的利用率低，灌水定額普遍偏高，多數地塊的灌水量超過農作物實際需水量一倍以上。因此，大力發展節水農業是解決黃河三角洲水資源短缺的根本之策，也是黃河流域生態保護和高質量發展的必由之路。本研究總結了黃河三角洲地區農業節水措施，包括工程節水措施和農藝節水措施，并分析各種措施的優缺點，以期找出更符合黃河流域生態保護和高質量發展的農業節水措施。

1 黃河三角洲工程節水措施及存在的問題

工程節水措施是通過溝渠、水庫等襯砌以及推廣先進的工程節水設施達到農業灌溉用水節約的目的，從而提高灌溉水利用率。黃河三角洲的工程節水技術主要包括“三灌”技術、水庫、溝渠襯砌技術和管道輸水與畦灌相結合技術［2］。

1.1 “三灌”技術

“三灌”技術即噴灌、滴灌和滲灌。以噴灌和滴管為主的高效節水灌溉技術自90年代初引入黃河三角洲以來，大大提高了灌溉水利用率，同時在灌溉過程中還能結合追施水溶性肥料，很快被當地群眾接受，推廣使用面積不斷擴大。如自2019年秋種開始試驗推廣的淺埋滴灌節水技術不再保留壟溝和田間畦埂，而是用小麥播種機加掛鋪設滴灌帶設備，播種、鎮壓后在農田開溝和覆土，將滴灌帶淺埋于地下，播種的同時也完成了滴管管道的鋪設工作，根據作物需水情況適時滴灌，并且結合作物需肥情況，采用水肥一體化技術進行滴灌和施肥。淺埋滴灌技術將傳統的澆地變成澆苗，使用起來更省水、省電、省力，預計比大水漫灌式的傳統澆地方法節省約60%的水，還能科學施肥、精準施肥、增產增效。雖然以滴管為主的“三灌”技術優點較多，但是由于黃河水的泥沙含量比較高，極易堵塞滴頭或噴頭，同時對農耕要求比較高，作業過程稍不注意就會破壞這些灌溉設施，從而增加灌溉成本。此外，東營市多數土壤含鹽量偏高且地下水位較淺，這種灌溉模式很容易造成土壤返鹽而使作物死亡。

1.2 水庫、溝渠襯砌技術

針對黃河三角洲地區農業灌溉輸水過程中跑冒滴漏現象十分嚴重的問題，用混凝土對水庫和輸水管道進行硬化處理后能在很大程度上減少灌溉水的滲漏問題。據水利部門資料顯示，經襯砌后的溝渠比未經襯砌的溝渠減少損失40%以上，同時襯砌技術還能延長儲水、輸水設施的使用壽命。目前，東營市主要的引水灌渠大多經過水泥硬化襯砌。但是經過襯砌的水庫、溝渠由于當地土質疏松的原因維護成本較高，同時襯砌技術僅考慮了減少引水滲漏問題，而淡化了生態保護的問題，這種襯砌技術人為割裂了土壤與水體的關系，使水系與土地環境等分離，這樣就影響到水庫與溝渠的生態功能，與黃河流量生態保護的理念相違背，所以應該選取更先進的灌溉技術來替代襯砌技術［3］。

1.3 管道輸水與畦灌結合技術

黃河三角洲地區尤其是小清河以北的廣大地區，受傳統耕種習慣的影響土地規模一般較大，農民在灌溉過程中習慣采取大水漫灌，有些土壤鹽漬化相對較重的地塊還存在大面積淡水洗鹽的粗放模式，造成嚴重的灌溉水浪費，這也是造成黃河三角洲地區灌溉水利用系數一直較低的主要原因。在生產中應該引導農民逐漸改變這個習慣，改大水漫灌為小面積的畦灌，同時采用塑料管道輸送灌溉水替代溝渠輸水，這樣不僅可以節約大量寶貴的黃河水資源，還能減少大水漫灌過程對黃河三角洲地區地下水位的抬升［4］。

2 農藝節水措施

農藝節水是通過在農業生產中對原本起伏不平的耕地進行土地整平，然后劃成長畦進行灌溉，同時采用地膜覆蓋技術、有機肥替代化肥和水肥一體化等技術達到農業節水的目的。同時，這些技術的實施不僅可以改善土壤條件，減少地表蒸發和地下水抬升，調節田間小氣候，還能減少農作物病蟲草害的發生。這些技術的特點主要概括為以下4 類。

2.1 地膜覆蓋，以蓋保水

地膜覆蓋技術是黃河三角洲地區旱作農業發展過程中具有歷史性意義的一項農藝技術。由于東營市多數土壤地下水位較淺，土壤極易返鹽，鹽分含量過高也使得當地春季土壤溫度回升緩慢，造成播種早農作物有爛種現象。地膜覆蓋技術的推廣很好地解決了這個問題，在普遍提前10～15 d 播種的情況下還可以減少地面蒸發，提高灌溉水的利用率，為作物的生長發育創造了良好的生態環境。從20 世紀70—80年代至今，農用地膜在黃河三角洲農業生產中示范、推廣已有30 多年的時間，最初是在棉花上推廣應用地膜覆蓋栽培技術，人們稱之為“白色革命”。因為地膜覆蓋技術具有增溫保濕、保水保肥、節勞減支、增產增收的特性，尤其在東營市這種旱耕地鹽漬化情況較重的地方推廣地膜覆蓋技術比露地栽培更有優勢。一是可以使低溫更快地回升達到棉花適宜的播種溫度，當地地膜覆蓋棉花比不覆蓋的棉花早播種十幾天，這樣就可以使棉花秋桃在霜降前都達到成熟；二是覆膜栽培保墑抑鹽能力強，每年春播時期正好墾利區水資源比較緊張，并且這個時候由于土壤中水分的蒸發量較大，土壤中的鹽分容易隨著水分的蒸發聚集到地表而對作物產生鹽害，容易造成死苗現象。覆膜栽培能減少土壤中水分蒸發量，從而大大減少作物鹽害現象的發生；三是地膜覆蓋可以有效減少棉田的病蟲草害發生。當地種植習慣是在棉花播前先噴施除草劑，然后播種、覆膜以及施肥同時進行，這樣不但棉田雜草很少生長，肥料由于也在地膜下而揮發減少，無形之中提高了化肥的利用率。地膜覆蓋技術引進以來迅速在棉花、瓜菜、春玉米等作物上推廣普及，根據多年觀察統計，棉花增產30%～40%，瓜菜和春玉米增產30%～50%［5］。

雖然地膜覆蓋技術在農業增產增收方面的作用是“革命性”的，但是也相應產生了一些不良影響，由于現有覆膜生產技術措施不到位，治理措施未能及時跟進，導致農業面源污染加劇。現在使用的地膜多為聚乙烯材料制成，殘膜在土壤中很難自然降解，以前使用的地膜較厚，農民在春耕播種前用耙等農具將殘膜聚集起來清除出地塊；現在一些農膜生產廠家為了追求利益生產越來越薄的地膜，地膜厚度達0.008 mm，這些使用后的殘膜很難被清除出田塊，殘留在土壤中的殘膜會直接破壞土壤原有結構，降低耕地質量；農田中的殘膜不及時處理還會越積越多，達到一定數量就會影響作物根系的生長，從而影響作物產量的進一步提高。一些種植年限較長的棉田，由于連續多年使用旋耕機進行耕作造成犁底層較淺，在很多地塊的犁底層土壤中還能發現殘存的農膜。此外，農民清除出田塊的廢舊地膜由于缺少有效的回收處理機制，也多是丟棄于田邊地頭的溝渠等地，這些暫時被清除的殘膜極易被風吹散，遍布各田地，同時，路旁溝渠等處綠化帶樹木上也常被掛上廢舊農膜，嚴重影響到鄉村景觀和環境衛生。

2.2 優化施肥，以肥保水

近2年，黃河三角洲地區推廣有機肥替代化肥技術，鼓勵農戶增施有機肥而減施化肥，對使用商品有機肥的農戶給予一定財政補貼。政策的實施提高了農戶使用有機肥的積極性，尤其是一些種植大戶，增施有機肥正在逐漸變成他們的施肥習慣。土壤增施有機肥后不但可以提高土壤肥力，還能增強土壤的保水保肥能力，從而達到提高灌溉水利用率的目的。同時最近比較熱門的水肥一體化技術也在黃河三角洲設施農業中推廣較快，水肥一體化就是運用智能水肥一體化系統，根據田間作物的生長需求，在進行滴管、滲灌的過程中把施肥也一起完成的技術。該技術的推廣真正做到因需澆水、因需施肥、節水減肥，同時作物全生育期都處于良好的水肥環境中，其對病蟲害的抵抗能力就會增強，減少農藥使用同時也能在一定程度上提高農產品品質。

2.3 保護性耕作，以耕節水

黃河三角洲地區的土壤由于開發較晚，土壤較瘠薄且高低不平，蓄水蓄肥能力差，土質較疏松，容易造成表層土壤的流失。傳統的耕作模式是以翻、耙耕作，播種前用旋耕或深耕、深松機械對土壤進行疏松的同時把前茬作物以及雜草翻壓到下面，然后進行整平處理；這種耕作不僅能耗高，還會造成水土流失嚴重，破壞生態環境，整個黃淮海地區春季沙塵暴發生或多或少與這種耕作模式也有關系。保護性耕作技術又稱少耕或免耕，是在滿足作物生長條件的基礎上盡量減少田間作業，將秸稈粉碎還田，采用機械化和半機械化措施保證播種質量，以達到減少水土流失、培肥地力、保護環境和資源的目的。保護性耕作技術能提高土壤的蓄水保水能力，使灌溉水的利用率提高30%以上，同時還具有增強土壤的蓄水保水和提高降水利用率的功能。由于大量的秸稈殘茬覆蓋地表，切斷了土壤毛管與大氣之間的聯系，減弱了土壤空氣與大氣之間的交換強度，從而減少了地表水分蒸發，增強了土壤的蓄水功能，起到了抗旱保墑的作用，既節約了大量的灌溉用水，還降低了生產成本。同時保護性耕作還能增加土壤有機質含量，提高土壤供肥能力，保護性耕作中的秸稈覆蓋能顯著增加土壤的有機質含量，據測算，每667 m2覆蓋300 kg 秸稈能使土壤耕作層的有機質含量增加0.06個百分點。此外，免耕還減緩了土壤有機質的分解，保持了土壤肥力。通過對比試驗可以看出，保護性耕作地塊土壤各種養分含量都有顯著增加，同樣施肥，保護性耕作地塊出苗齊、長勢好。

2.4 改變種植模式，推廣耐旱作物種植

調整種植結構，改水稻、蓮藕等高耗水作物為耐旱特色作物。黃河口大米以其優良的品質馳名國內外，但是由于耗水量巨大，黃河三角洲的黃河水引用指標有限，所以發展前景一般。選擇耐旱作物代替水稻、蓮藕等耗水量大的作物勢在必行，耐旱作物是指具有較強的耐旱抗逆性，在干旱缺水的情況下能正常生長發育，保持或接近正常產量的作物。耐旱作物的形態主要表現在葉窄小，有的遇到干旱能卷成筒狀，把氣孔卷在里面；有的葉片上氣孔又少又小，干旱高溫時氣孔能自動閉合；有的葉片上有茸毛，表皮層和角琢層厚，能反射陽光；還有的氣孔鉀陷入表皮層內。適合在黃河三角洲地區種植的耐旱糧食作物有粟、薯類等，耐旱蔬菜有秋葵等。薯類也是極其耐旱的作物，20 世紀60—70年代，由于小麥、玉米等糧食作物的產量較低，為了解決溫飽問題，黃河三角洲黃河灘區紅薯的種植規模一直較大，2015年以來墾利區興隆街道后李村引進紫薯種植，這類農產品具有保健功效，深受城鄉消費者青睞，可以大量發展。秋葵是耐旱且營養價值極高的蔬菜作物，其栽培管理比較粗放且適應能力強，可大力發展。

3 結語

通過政府的行政干預手段，采取一定的激勵機制，鼓勵農戶合理灌溉，減少浪費。黃河灘區私自取用黃河水的現象比較嚴重，這不僅會造成黃河水的大量浪費，還會影響黃河入海口濕地生態的恢復保護。所以政府部門要通過行政干預手段，嚴格落實國家相關黃河水取水用水制度，促進黃河流域農業節水高質量發展。此外，黃河三角洲地區節水農業的發展不僅要依靠節水等的科技進步，還要增強當地群眾的節水意識，通過大力的宣傳，使人們都能認識到黃河的生態功能至上，保證黃河安瀾。總之，只有全面樹立節水意識和觀念、增加節水技術投入、普及節水技術的運用，再探索配套行之有效的制度管理框架，才能使黃河三角洲地區的農業節水技術和措施真正落到實處。