新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)棉花膜下滴灌技術(shù)的形成與發(fā)展

關(guān)鍵詞：棉花 膜下滴灌 節(jié)水增效 

　　自1996年起，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)(以下簡稱兵團(tuán))試驗、應(yīng)用和推廣棉花膜下滴灌技術(shù)，至今已取得了突破性的進(jìn)展。2000年達(dá)到1．665萬h㎡(24．98萬畝)，2001年猛增到5．228萬h㎡(78．42萬畝)。2002年，統(tǒng)計至5月底，又新增6．107萬h㎡(91．60萬畝)，總面積已達(dá)11．335萬h㎡(170萬畝)，成為全國大田作物應(yīng)用滴灌技術(shù)規(guī)模最大的片區(qū)。

1 棉花膜下滴灌技術(shù)的產(chǎn)生 

　　棉花膜下滴灌技術(shù)是滴灌技術(shù)與覆膜植棉技術(shù)的結(jié)合，加壓的水流經(jīng)過濾設(shè)施濾“清”后，進(jìn)入輸水干管(常埋設(shè)在地下)、支管、毛管——鋪設(shè)在地膜下方的滴灌管(帶)，再由毛管上的灌水器滴入棉花的根層土壤，供棉花根系吸收。 

1．1 問題的提出

　　兵團(tuán)棉花膜下滴灌技術(shù)始于農(nóng)八師，該師又稱石河子墾區(qū)，地處新疆天山北麓，全國第二大沙漠——古爾班通古特沙漠的南緣。該區(qū)年降雨量100～200mm，蒸發(fā)量高達(dá)2000～2400mm，屬干旱——干涸地帶，沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè)。

　　本區(qū)屬新疆工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的天山北坡經(jīng)濟(jì)帶，但水資源相對匱乏。要維持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，維護(hù)生態(tài)平衡，唯一的出路就是節(jié)水。由于農(nóng)業(yè)用水量比高達(dá)95％，因此，節(jié)水的首要對象是農(nóng)業(yè)節(jié)水。

　　由于農(nóng)八師目前作物的灌溉定額在兵團(tuán)乃至新疆是最低的，因此，需要尋找一種更有效的節(jié)水技術(shù)，才能達(dá)到進(jìn)一步節(jié)水的目的。滴灌是世界上最先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)之一，于是，他們選擇大田棉花進(jìn)行膜下滴灌試驗。

1．2 科學(xué)試驗開路，棉花膜下滴灌技術(shù)脫穎而出

　　1996～1998年，結(jié)合生產(chǎn)在棉花地里進(jìn)行初試、小試、中試3個階段的膜下滴灌技術(shù)試驗。

　　1996年在121團(tuán)1．667h㎡(25畝)棄耕的次生鹽漬化地下進(jìn)行首次膜下滴灌試驗研究。結(jié)果為棉花生長期凈灌溉定額2700m3／h㎡，比地面灌節(jié)水50％以上，單產(chǎn)皮棉1335kg／h㎡，是鹽堿地上從未有過的產(chǎn)量。

　　1997年試驗擴(kuò)大到相距各為100多km，處于不同地點的三個團(tuán)場的42．8 h㎡(642畝)棉田上進(jìn)行，土地大部分是鹽堿地或次生鹽漬化地，土壤質(zhì)地差，土壤肥力為中下等，結(jié)果是平均省水50％，平均增產(chǎn)20％，其中低產(chǎn)田增產(chǎn)達(dá)35％。

　　1998年進(jìn)行中試。面積擴(kuò)大到99．133 h㎡(1487畝)，其中13．333h㎡(200畝)是蕃茄，試驗內(nèi)容深入到探索合理的灌溉制度、滅蟲、化控、施肥、防滴灌帶堵塞、與農(nóng)業(yè)技術(shù)措施緊密配合、降低成本等等。試驗在上述各方面均取得進(jìn)展，并進(jìn)一步驗證了前兩年所取得的成果。

　　經(jīng)過連續(xù)3年試驗，且一年邁出一大步，大田棉花膜下滴灌技術(shù)在農(nóng)八師取得了成功，并以其明顯的節(jié)水增效優(yōu)勢吸引了千家萬戶。

1．3 研制廉價滴灌器材，打牢物資基礎(chǔ)

　　滴灌技術(shù)核心的部位即滴灌帶，試驗時使用的是可多年使用的內(nèi)鑲式滴灌帶，質(zhì)量雖好，但每公頃地需用11100m，按每1m1元計需11100元以上，加上首部過濾器和至毛管的各級管道，每公頃概算首次投入需16020元，若采用國外的滴灌帶，則每公頃投入高達(dá)30000元以上，農(nóng)戶只能望“洋”興嘆。滴灌器材，尤其是滴灌帶的價格較高是阻礙該技術(shù)大面積推廣應(yīng)用的“瓶頸”。為了降低滴灌造價，在兵團(tuán)的支持下，農(nóng)八師組建了天業(yè)股份有限公司(以下簡稱“天業(yè)”)走“引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新”之路，潛心研究了國內(nèi)外滴灌帶的生產(chǎn)狀況，于1998年下半年試制成了一次性邊縫式薄壁滴灌帶——“天業(yè)”牌滴灌帶。該種型式的滴灌帶價格僅0．3元／m，使滴灌首次每公頃投入下降為8250元左右，農(nóng)戶在種植棉花時有利可圖，每公頃凈增收2250元左右。因此，“天業(yè)”牌滴灌帶一問世，立即受到兵團(tuán)廣大農(nóng)戶的歡迎，為這項棉花膜下滴灌技術(shù)在大田作物中推廣應(yīng)用打開了一條道路。

1．4 各方通力合作科研結(jié)碩果

　　從1998年起，由兵團(tuán)科委、水利局等有關(guān)部門負(fù)責(zé)就“干旱區(qū)棉花膜下滴灌結(jié)合配套技術(shù)研究與示范”課題開展了3年研究工作，由兵團(tuán)農(nóng)墾科學(xué)院、兵團(tuán)石河子大學(xué)、兵團(tuán)農(nóng)八師和農(nóng)一師(地處南疆阿克蘇地區(qū))4個承擔(dān)單位。80多位各學(xué)科、各單位的中高級科技人員，通力協(xié)作攻關(guān)，田間觀測與室內(nèi)試驗并舉，研究與示范相結(jié)合，勝利完成試驗研究任務(wù)，取得干旱區(qū)棉花膜下滴灌配套技術(shù)成果。由中國水利學(xué)會農(nóng)田水利專業(yè)委員會微灌學(xué)組專家參加主持的成果鑒定結(jié)論是“本課題總體水平為國內(nèi)領(lǐng)先”，“具有很好的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)效益，有廣泛的推廣應(yīng)用前景”。

2 棉花膜下滴灌技術(shù)效果

　　膜下滴灌能在兵團(tuán)大面積推廣應(yīng)用，首先源于這一技術(shù)本身，是真正對作物進(jìn)行有效的灌水，其產(chǎn)生的效果不光是水的節(jié)約，而是綜合效益的提高。兵團(tuán)近幾年的生產(chǎn)實踐和研究顯示，與地面灌相比，棉花膜下滴灌有以下十個方面的明顯效果。

2．1 省水

　　滴灌是一種可控制的局部灌溉，可適時適量的灌水。水滴滲到作物根層周圍的土壤中，供作物本身生長所需。由于棉田實施覆膜栽培，抑制了棵間蒸發(fā)。滴灌系統(tǒng)采用管道輸水，減少了滲漏。所以，在棉花生長期內(nèi)，比地面灌省水40％～50％。如石河子地區(qū)2000年測試，平均每公頃省水3000m3，節(jié)水率44．7％。另一個明顯優(yōu)點是可適時適量灌水。如花齡期后，棉花仍需少量水分、養(yǎng)分補(bǔ)充，因地面灌難以控制水量，8月中旬后就被迫停水以免棉花旺長，影響吐絮和成熟，而滴灌就可以控制灌水量大小、灌水時間和灌水次數(shù)，小水量灌溉，以滿足后期棉花對水分養(yǎng)分的需求。

2．2 省肥

　　肥料隨滴灌水流直接送達(dá)作物根系部位，易被作物根系吸收，提高了利用率；亦可做到適時適量，對作物生長極為有利，平均可省肥20％左右。
2．3 省農(nóng)藥水在管道中封閉輸送，避免了水對蟲害的傳播。另外，地膜兩側(cè)較干燥，無濕潤的環(huán)境滋生病菌。因而除草劑、殺蟲劑用量明顯減少，可省農(nóng)藥10％～20％以上，殺蟲效果好。

2．4 省地

　　由埋入地下及地面移動的輸水管道代替地面灌時占地的農(nóng)渠及田間灌水渠道，可節(jié)省地5％左右。

2．5 省工和節(jié)能

　　地面灌時，挖土堵口，工作條件差，勞動強(qiáng)度大，一個農(nóng)工管理棉田2h㎡(30畝)左右。采用滴灌后，主要工作是觀測儀表、操作閥門，工作條件好；滴灌能隨水施肥、施藥，膜下及旁側(cè)雜草難以生長，土壤不板結(jié)，田間人工作業(yè)(包括鋤草、施肥、修渠、平埂、病害治理等)和機(jī)械作業(yè)大大減少，人工管理定額大幅度提高，一個農(nóng)工可以管理4～6h㎡(60～90畝)或更多的棉田，勞動生產(chǎn)率提高。 

2．6 有利于利用鹽堿地

　　棉花膜下滴灌可使作物根系周圍形成低鹽區(qū)，利于幼苗成活及作物生長。由鹽堿地上的試驗可看出，不僅脫鹽效果好，而且脫鹽用水量比地面灌明顯減少，還能獲得較高產(chǎn)量，這對鹽堿地的使用很有價值。

2．7 有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力

　　因作物從下種、出苗起，就得到適時、適量的水和養(yǎng)分供給，棉花各類生長指標(biāo)均優(yōu)，抵抗力強(qiáng)。如2001年7月下旬，正是棉花生長的旺盛期，北疆地區(qū)突然連續(xù)幾天降雨、降溫，地面灌棉花大幅度減產(chǎn)，而滴灌棉花減產(chǎn)幅度相對較小。

2．8 增產(chǎn)

　　由于科學(xué)調(diào)控水肥，土壤疏松，通透性好，并經(jīng)常保持濕潤，棉花生長條件優(yōu)越，結(jié)鈴率高，單鈴重增加。因此，棉花普遍可增產(chǎn)10％～20％，低產(chǎn)田可增產(chǎn)25％以上。石河子墾區(qū)2000年對5個團(tuán)場0. 277萬h㎡(4．16萬畝)棉田調(diào)查，籽棉每公頃增產(chǎn)858kg，增產(chǎn)率23％。

2．9 棉花質(zhì)量提高

　　膜下滴灌營造了棉花良好的生長條件，因而，不但產(chǎn)量高，而且品質(zhì)好，如棉花的成熟度好，纖維長度增加0．4～0．7mm，纖維的整齊度高，外觀光澤好。

2．10 綜合效益好

2．10．1 經(jīng)濟(jì)效益

　　膜下滴灌棉花增產(chǎn)20％以上，按籽棉價3．5元／kg，每公頃增收2850元。節(jié)省水、肥、農(nóng)藥、人力、機(jī)力，每公頃平均節(jié)支1425元，除去工程投資年折舊費和年運行費每公頃3225元，則每公頃凈增收1050元。若棉花價格提高，則盈利更多。

2．10．2 生態(tài)效益

　　膜下滴灌節(jié)水50％，減少深層滲漏，能較好地防止土壤次生鹽堿化。滴灌隨水施肥、施藥，既節(jié)約了化肥和農(nóng)藥，又減少了對土壤和環(huán)境的污染。節(jié)約下來的水可還水于生態(tài)，這對改善新疆脆弱的生態(tài)環(huán)境來說是頭等需要的。

2．10．3 社會效益

　　由于滴灌水的利用率提高，滴灌面積不斷擴(kuò)大，兵團(tuán)水資源緊缺的壓力開始緩解。因膜下滴灌技術(shù)適應(yīng)性較強(qiáng)，因而，兵團(tuán)已開始利用這一技術(shù)在沙漠邊緣種植經(jīng)濟(jì)林、草，如石河子地區(qū)在沙漠地上種植梭梭、沙棘、枸杞等耐旱植物，既會產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，又能改善生態(tài)環(huán)境。以這項技術(shù)為龍頭還有效地帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如滴灌器材、滴灌專用肥、過濾設(shè)施生產(chǎn)、銷售等在兵團(tuán)迅速發(fā)展起來。它提高了勞動生產(chǎn)率，解放了勞動力，有利于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和集約化經(jīng)營，具有較強(qiáng)的綜合帶動效應(yīng)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代化方向邁進(jìn)。

3 棉花膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用前景

　　兵團(tuán)棉花膜下滴灌技術(shù)已日臻成熟。自2001年起，兵團(tuán)啟動了“十五”期間建設(shè)26．667萬h㎡(400萬畝)噴、微灌工程計劃(其中微灌面積16．667萬h㎡)，至今已完成微灌建設(shè)面積9．667萬h㎡(145萬畝)，為計劃總量的58％，范圍擴(kuò)展到天山南北兵團(tuán)所屬的各師及農(nóng)場，作物對象除棉花占絕大多數(shù)外，甜菜、玉米、加工蕃茄等大田作物，果樹、蔬菜、瓜類、生態(tài)林、經(jīng)濟(jì)林等均有應(yīng)用。初步統(tǒng)計，這部分作物的應(yīng)用面積達(dá)十余萬畝，效果很好。這表明，膜下滴灌技術(shù)模式在兵團(tuán)正向著廣度和深度發(fā)展。可以預(yù)計，兵團(tuán)“26．667萬h㎡(400萬畝)”計劃將提前并超額完成，到2005年，兵團(tuán)微灌總面積可突破20萬h㎡(300萬畝)。

　　新疆氣候干熱少雨，蒸發(fā)量大，是典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)。其土壤為風(fēng)沙土，滲漏嚴(yán)重，耕地中鹽漬化面積占30．58％。新疆是全國最大的商品棉基地，又大量種植哈密瓜、葡萄等瓜果作物，這些條件很適合發(fā)展滴灌。因此，棉花膜下滴灌技術(shù)模式在新疆極具推廣價值。

　　西北地區(qū)中的內(nèi)蒙、陜西、甘肅、青海、寧夏的自然狀況，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和特點與新疆相類似，“農(nóng)業(yè)用水占西北地區(qū)用水總量的80％～90％，灌溉定額偏高，水資源利用率較低”。因此，滴灌節(jié)水技術(shù)在這些省區(qū)同樣有其實用價值。這兩年，兵團(tuán)“天業(yè)”在內(nèi)蒙古阿善盟左旗、寧夏銀川市林業(yè)研究所、甘肅定西縣和陜西延安等縣市進(jìn)行了膜下滴灌技術(shù)種植果林、蔬菜、棉花等作物的試驗性推廣應(yīng)用，很受歡迎，規(guī)模最大有133．333h㎡(2000畝)，說明這項技術(shù)在這些省區(qū)乃至北方水資源緊缺地區(qū)推廣應(yīng)用有著廣闊的前景。

4 棉花膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)重視解決的問題

4．1 降低滴灌產(chǎn)品價格仍是進(jìn)一步推廣大田滴灌技術(shù)的關(guān)鍵

　　目前，兵團(tuán)使用的滴灌帶主要是由天業(yè)公司生產(chǎn)供應(yīng)，一年更換一次，每公頃2250元，占年分?jǐn)偼顿Y費用的70％，正常年份，每公頃棉花可增收1050元。但若遇較重的災(zāi)害而減產(chǎn)或棉花滯銷降價，則將無利可圖。因此，滴灌帶價格成為棉農(nóng)獲利多少或投資風(fēng)險的砝碼，“天業(yè)”正在努力使滴灌帶的投資進(jìn)一步降低，這樣，正常年份獲利可增加，輕災(zāi)年份則可保產(chǎn)又保收。

4，2 加強(qiáng)過濾設(shè)施的研制和改進(jìn)

　　滴灌技術(shù)的難點是滴灌帶或灌水器的堵塞。防止堵塞的首部過濾設(shè)施是滴灌工程的心臟。國內(nèi)和兵團(tuán)自產(chǎn)的過濾器性能欠佳，耐久性差，因此，研制和改進(jìn)過濾設(shè)施十分必要。

4．3 加強(qiáng)科學(xué)管理

　　大田滴灌工程科技含量高，需要科學(xué)的管理和相應(yīng)的軟件相配套才能充分發(fā)揮其優(yōu)勢。因此，加強(qiáng)管理人才的培養(yǎng)十分迫切，并應(yīng)加速研制經(jīng)濟(jì)實用的自動化控制設(shè)備。

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