季节性干旱区（共4篇）
季节性干旱区 篇1
0 引言
漳卫南运河水系位于太岳山以东,滏阳河、子牙河以南,黄河、马颊河以北,由漳河、卫河、卫运河、漳卫新河和南运河组成,流经山西、河南、河北、山东4省从天津市入渤海,流域面积37 700 km2。流域地处温带半干旱、半湿润季风气候区,流域年平均气温在1.5~14.0℃,年平均相对湿度50%~70%;冬季受西伯利亚大陆性气团控制,寒冷少雪;春季受蒙古大陆性气团影响,气温回升快,风速大,气候干燥,蒸发量大,往往形成干旱天气;夏季受海洋性气团影响,比较湿润,气温高,降雨量多,且多暴雨,但因历年夏季太平洋副热带高压的进退时间、强度、影响范围等很不一致,致使降雨量的变差很大,旱涝时有发生;秋季为夏冬的过渡季节,一般年份秋高气爽,降雨量较少[1]。
漳卫南运河区域多年平均年降雨量为549 mm,水资源总量102.1亿m3,全流域人均212.0 m3,低于海河流域350.0 m3的人均值,不足全国的1/9,年平均陆面蒸发量470 mm,水面蒸发量1 100 mm。是我国水资源严重短缺的地区之一,而且时空分布不均,水生态环境状况恶化程度高[2]。针对日趋严重的水资源供需矛盾,如果利用漳卫南运河季节性洪水资源,将洪水资源化,对缓解海河流域水资源供需矛盾、促进社会经济持续发展具有重要意义。
1 数学模型
河网水位流量过程求解的基本方程采用明渠非恒定流连续方程和运动方程联合求解[2]。
明渠非恒定流连续方程中,可理解为流量随流程的变化率,为断面面积随时间变化率。qL为单位长度上的旁侧汇流流量,汇入流量取正号,出流流量为负号,连续方程如下:
式中:Q为明渠流流量;s为距离;A为断面面积;t为时间。
明渠非恒定流运动方程如下:
式中:K为流量模式,;C是谢才系数;R是水力半径;g重力加速度;Z为水位。
堰闸按自由出流、淹没出流2种方式计算。对于自由出流(孔流或堰流)有计算公式:
式中:m为综合流量系数;b为闸孔净宽;h0为闸前水深;h为计算过流水深,对于堰流h=h0,对于孔流h=a,a为闸前水头或总水头。
水头a计算公式如下:
式中:a0为行近加速度;ν0为行近流速。
对于淹没出流有计算公式:
式中:Zi,Zi+1为断面i和i+1的水位;Ф 为淹没出流系数。
由Preissmann隐式格式推导公式Z=p- νQ ,计算推导系数p,ν 值已知,以堰闸为内节点,联合求解可得ƒ(Q)=0函数。其中,Z为水位,Q为流量。
利用迭代公式可求得Z,Q。
2 计算水系结构
漳河上游支流众多,水系呈扇形分布,主要支流有清漳河与浊漳河2支,2条河在合漳村汇合后称漳河,流域面积19 220 km2,山区约占95%。合漳村以下漳河2岸山谷陡峭,水流湍急,比降1/100~1/300,至岳城水库出山区进入平原后,河底平均坡降约1/2 430。漳河在岳城水库以下干流河道长约115.38 km。卫河发源于河南省辉县苏门山之百泉,先后纳左岸的淇河、汤河、安阳河等十余条梳齿状山区支流,于徐万仓与漳河交汇。卫河干流全长275.00 km,流域面积15 142 km2,其中山区约占60%。卫河左堤与漳河右堤之间的三角区为大名滞洪区。漳、卫2河于徐万仓相汇后称卫运河。卫运河是蜿蜒型河道,自徐万仓至四女寺枢纽河长161.50 km,中间无支流汇入。四女寺枢纽上游、卫运河右岸有恩县洼蓄滞洪区。漳卫新河自四女寺南、北进洪闸向东至大口河入渤海,河道长257.00 km,是人工开挖的比较顺直的微曲型河道。漳卫新河上段分为岔河、减河2支,河长分别为44.00,53.00 km,岔河、减河于大王铺汇合,漳卫南运河河网结构如图1所示。
该研究中漳卫南中下游为研究对象,漳河的岳城水库出流、卫河的元村断面来水为计算上边界,漳卫新河辛集蓄水闸为下边界。
流域上游山区洪水经水库调节后进入平原,这部分水库弃水可以利用中下游的湖泊洼地、河道存蓄起来,提高洪水资源的利用率。漳卫南运河水系中下游河道堤岸建设标准较高,且沿途建有多个闸坝,有较强的蓄水能力,具备了较好的洪水资源利用条件。沿程有漳河、卫河、卫运河、南运河、岔河、减河、漳卫新河,其中卫运河有祝官屯蓄水闸、四女寺枢纽,岔河有七里庄蓄水闸、吴桥蓄水闸,减河有袁桥蓄水闸,漳卫新河有王盘营蓄水闸、罗寨蓄水闸、庆云蓄水闸、辛集蓄水闸[4];该研究以岳城水库出库流量及卫河元村站流量为模型上边界,模型下边界为下游水闸的水位流量关系,沿程侧向引水及由四女寺节制闸泄流至南运河流量均作为侧向流量处理。
1)河道共6条,1漳河,2卫河,3卫运河,4岔河,5减河,6漳卫新河。
2)河流交汇节点6个,(1)、(2)、(6)为外节点,(3)、(4)、(5)为内节点。
3)水闸节点:卫运河的祝官屯枢纽(A),岔河的七里庄蓄水闸(B)、吴桥蓄水闸(C),减河的袁桥蓄水闸(D),漳卫新河的王营盘蓄水闸(E)、罗寨蓄水闸(F)、庆云蓄水闸(G)、辛集闸(H)。
河网节点处理方法如表1所示,分内外节点处理。外节点包括上、下边界条件,模型上边界有岳城和卫河元村流量过程,下边界为辛集闸的水位流量关系。对内节点根据河网关系分别处理。
3 节点模拟处理
季节性水资源来得快、猛,利用不当很容易造成灾害,因此尽可能对中小洪水利用。尽量利用水库、拦河闸坝、自然洼地、人工湖泊、地下水库等蓄水工程拦蓄洪水;延长洪水在河道、蓄滞洪区等滞留时间;恢复河流及湖泊、洼地的生态环境,并最大可能补充地下水[5]。
该调度模拟针对洪水特点,常规调度时,蓄水闸均为开闸泄洪,为了提高洪水结束后河道蓄量,模拟计算时,蓄水闸的调度方式做适当调整。在洪水调度计算结束时间的n小时以前,水闸为全开调度;计算的最后n小时,蓄水闸采用水位控制,当满足允许最高水位和闸上下允许最大水位差时,水闸为关闭状态,否则来水量全部下泄。符合以下条件之一时闸门关闭:1)上、下游水位差在允许范围内,闸门顶高程与上游水位差大于预先设定值,且上游水位大于下游水位;2)上游水位不大于堰底高程。
当不具备关闭条件时,闸门开启,分为淹没、自由出流进行计算。当下游水位大于堰底高程为淹没出流,淹没出流系数一般选择0.4~0.5。自由出流时,当闸门开启高度与上游水深比值大于0.65时为堰流,否则为孔流。堰流系数一般选择0.4~0.5。该调度控制方式可保证蓄水闸在洪水过后达到理想的最大蓄量,并为实际调度提供平均过闸流量,具有实际应用价值。
洪水泄流期间从排洪河道2侧引水可有效提高洪水资源利用量,漳卫南运河水系洪水主要由上游山区暴雨产生,洪水期中下游2侧通常仍具有引水蓄洪能力,因此,可在模型中增加侧向引水,模拟提高洪水资源利用量。
漳卫南运河实行跨水系侧向引水途径主要有入白洋淀、衡水湖、沧州地区等通道,以及漳南渠、民有渠等,在技术可行方案合理情况下可适当启用大名泛区、恩县洼。河道2侧的引水闸、扬水泵站等,也是洪水资源利用的有效引水工程,运河2侧采用多年平均引水流量统计,闸站总引水流量可达60 m3/s,若启用蓄滞洪区及跨流域引水,总引水流量可达240 m3/s。
4 结语
该模型整理分析了1996、2000年漳卫南运河洪水资料,模型采用1996年资料进行模型参数率定,使用2000年资料进行模型验证,经过了多次调参试算,得到了1套计算结果较为理想的参数,洪峰水位率定误差小于0.50 m,洪峰流量相对误差小于12%。该模型适合计算多种情景洪水及引水利用过程,计算效率、精度可满足实际调度要求。
利用好季节性洪水资源,可适度缓解供需矛盾,补充地下水,为此,应加快季节性洪水资源利用研究与实践。
摘要：漳卫南水系地处海河流域南沿,大部分属于半干旱半湿润地区,下游区年产流深仅数十毫米,使得季节性洪水资源利用的意义尤为突出,采用模型计算分析,可模拟季节性各种洪水资源利用方案的利用效率,通过比选便于制定合理的利用方案。根据漳卫南运河中下游水文气象特征,建立实时调度数学模型,并对所采用的数学模型方法及模型河网中的各类节点处理方法进行介绍,该模型可用于汛期实时调度,能为合理蓄存洪水资源提供辅助决策支持。
关键词：半干旱区,季节性水源,实时调度,调度模型,计算水力学
参考文献
[1]水利部海河水利委员会.[EB/OL].[2011-04-01]http://www.hwcc.gov.cn/pub/hwcc/static/lygk/lyzs.htm.
[2]漳卫南运河管理局.[EB/OL].[2011-03-01].http://www.zwnj.gov.cn/main3.php?menu=基本情况&menuid=1&xwlx=流域概况&id=2233&lx=流域概况.
[3]李家星.水力学[M].南京:河海大学出版社,1995:168-188.
[4]水利部海河水利委员会.海河流域重点防洪工程基础资料汇编(河道堤防)[R].2004:136-216.
[5]南京水利科学研究院,中国水利水电科学研究院,水利部海河水利委员会,等.海河流域洪水资源安全利用关键技术研究[R].2005:174-223.
季节性干旱区 篇2
1 材料与方法
1.1 试验品种
供试玉米品种为中糯304。
1.2 试验地概况
试验于2007年在湖南省土壤肥料研究所试验基地进行,供试土壤为第四纪红色黏土发育的红壤,p H值6.7,有机质含量4.89g/kg,速效氮23.1mg/kg,有效磷2.7mg/kg,速效钾138.2mg/kg。
1.3 试验设计
试验设6个处理,分别为:播种期为3月20日(A);3月30日(B);4月10日(C);4月20日(D);4月30日(E);5月10日(F)。3次重复,小区面积20m2,随机区组排列。3月20~30日播种采用薄膜覆盖直播,4月10日至5月10日播种采用露地直播,每小区定苗80株。施肥量为基肥施菜枯2 250kg/hm2,硫酸钾复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶10∶15)750kg/hm2,追肥于拔节期追施尿素150kg/hm2。其他管理措施同常规大田生产。
1.4 试验方法
1.4.1 玉米叶绿素含量测定。
用SPAD-502型叶绿素测定仪测定玉米倒3叶中部的叶绿素相对含量(以SPAD值表示),每小区测30片叶,取平均值。
1.4.2 玉米经济性状考察。
每小区取10株测量株高、穗位高、穗行数、行粒数、穗粒数、棒重等经济性状。
1.4.3 数据统计方法。
数据统计和相关分析用SPSS软件完成。
1.4.4 气象资料。
降水量、蒸发量、气温等气象资料由湖南省气象科学研究所提供。
1.4.5 农业干旱指标。
农业干旱指标用农业缺水率K(%)表示。不同时段内农作物需水量(E)与降水量(R)之差为缺水量(D),缺水量(D)与需水量(E)之百分比即为农业缺水率(K)。农业需水量(E)受多种因子制约,其中温度因子是主要的。因此,本文采用农作物需水量受温度影响为主的计算方法[9,10],即:
E=0.16Σt
式中:Σt是分析时段内日平均气温大于0℃的积温。农业缺水率(K)按下式计算:
K=(E-R)/E=D/E×100%
K值越大表示干旱越严重。其干旱程度分级为:1级,轻旱,K≤25%;2级,中旱,25%
2 结果与分析
2.1 不同播期对春玉米生育期的影响
由表1可知,同一玉米品种播种期不同,其生育期也不同播期。从3月20日至5月10日,随着播种期的推迟和气温的升高,成熟期推迟,生育期缩短。3月20日播种,成熟最早,生育期最长,为106d;5月10日播种,成熟最迟,生育期最短,只有79d。3月20日和3月30日采用地膜覆盖直播,能够在5月下旬进入抽雄期,7月上旬成熟。每推迟10d播种,抽雄期推迟5~8d,成熟期推迟4~6d。说明在适宜播种条件下,春玉米提早播种,能提早成熟,有利于避开季节性干旱的危害。
2.2 不同播期对春玉米叶绿素含量的影响
由图1可知,不同播期的春玉米在抽雄前同一生长时期叶片的叶绿素相对含量差异不显著,但灌浆至成熟期,随着播种期的推迟,叶绿素相对含量呈梯度下降的趋势,特别是4月30日、5月10日播种的玉米生长后期叶绿素含量显著下降。SPAD值比3月20日播种处理抽雄期分别降低了12.5%和19.4%,乳熟期降低了22.3%和32.1%,成熟期分别降低了34.1%和41.2%。主要是干旱导致春玉米生长后期叶片叶绿素含量降低[11,12]。说明春玉米播种期提早有利于避开伏旱,提高叶片叶绿素含量,增强光合作用,促进玉米生长。
2.3 不同播期对春玉米经济性状及产量的影响
由表2可知,玉米经济性状随播种期的推迟而变化。株高、穗位高各处理间差异不显著;穗长、穗粗、行粒数、穗粒数、棒重等性状随着播种期的推迟呈下降趋势;秃顶随着播种期的推迟呈增加趋势。说明提早播种有利于延长植株营养生长期,改善玉米经济性状,为高产打下良好的基础。
注:同列不同小写字母表示在5%水平上差异显著。
由表3可知,春玉米产量随着播种期的推迟而降低。产量以3月30日播种处理最高,为6 501.0kg/hm2,比5月10日播种处理增产1 660.5kg/hm2,增产34.3%。5月10日播种分别与3月20日、3月30日播种处理之间产量差异达极显著水平,与4月10日播种处理之间产量差异达显著水平。说明该区域春玉米最佳播种期为3月中旬至4月上旬。
注:同列不同小写和大写字母分别表示在5%和1%水平上差异显著。
2.4 春玉米不同播期与避旱减灾的关系
玉米生长耗水量大,一般全生育期需水量早熟品种为350~400mm,中熟品种为400~450mm,迟熟品种为450~500mm。玉米不同生育阶段对水分的要求也不相同,前期需水较少,拔节期至灌浆期需水最多,占总需水量的50%以上。湖南虽然降水丰富,多年平均降雨量为1 427mm,但雨量多集中在雨季的3个月时间内,一般占全年的40%~50%。一般年份,湘、资流域雨季在4~6月,沅、澧水流域在5~7月。而7~9月是作物需水高峰期,但降雨稀少,一般只占全年总雨量的20%左右,降雨量的时空分布不均与农作物集中需水期形成了极大的反差,由此形成了湖南干旱的季节性规律:以伏秋干旱为主,春旱次之。一般年份干旱分为2个阶段,第1阶段出现在6月底至7月下旬,第2阶段出现在8月中下旬至9月下旬[13]。春玉米易受伏旱威胁的生育阶段为抽雄至成熟期。本研究春玉米播种期从3月20日至5月10日,根据观察记载结果和农业缺水率分析(见表4),3月中下旬至4月上旬播种的玉米,5月下旬至6月上旬抽雄,7月上中旬成熟,抽雄灌浆阶段与伏旱耦合时间较短,为14~24d,并且此阶段干旱程度为中旱或轻旱,对春玉米的抽雄灌浆影响较少;4月中下旬至5月上旬播种,6月中下旬抽雄,7月下旬成熟,抽雄灌浆阶段与伏旱耦合时间较长,为30~38d,干旱程度达重旱或极旱,对春玉米抽雄灌浆影响较大。春玉米播种期提早,有利于避开6月下旬至7月下旬的干旱影响,提高产量。因此,根据湖南伏旱的规律和特点,春玉米最佳播种期为3月中下旬至4月上旬。
2.5 提早春玉米播种期与种子发芽出苗的关系
玉米种子发芽出苗对温度有一定的要求。玉米种子发芽的最低温度为6~8℃,但发芽速度缓慢,出苗时间长,易霉烂;在10~12℃时即可正常发芽出苗。一般以日平均气温稳定通过10℃的初日为玉米播种的最早日期。因此,湖南大田直播春玉米的适宜播种期,长沙地区在3月23日以后,湘南可提早2~3d,湘北应推迟2~3d。播种过早,温度过低,出苗速度慢,出苗不齐,易出现缺苗和形成弱苗,影响产量;播种过迟,成熟期推迟,生育后期易遇伏旱和干热风的影响而降低产量。采用地膜覆盖播种,因膜内温度比露地直播日平均温度高3.0~3.5℃,其最早播种期的日平均气温应稳定在8℃以上,可比露地直播提早播种8~12d。因此,在采用地膜覆盖条件下,湖南春玉米最早可以在3月中旬播种。
3 结论
在适宜播种条件下,提早春玉米播种期,能提早成熟,有利于避开季节性干旱的危害;同时能促进玉米生长,提高叶片叶绿素含量,增强光合作用,提高产量。春玉米最佳播种期为3月中旬至4月上旬。
摘要：通过春玉米不同播种期试验,探讨了季节性干旱区不同播期对春玉米植株形态、叶绿素含量及产量的影响,分析了春玉米不同播期与避旱减灾和种子发芽出苗的关系。结果表明,随着播种期的推迟,春玉米成熟期推迟,易遇季节性干旱危害,产量降低;在选择早熟品种、适当提早播种、加强培育管理的前提下,能避开季节性干旱,有利于春玉米高产稳产,其适宜播种期为3月中旬至4月上旬。
季节性干旱区 篇3
一、纳雨保墒栽培技术
季节性干旱地区农业的雨养特征十分突出, 防控的关键在于纳住天上雨, 保住土中墒, 提高作物对干旱的抵御能力。同时通过坡改梯、坡面水系治理与雨水蓄集等工程措施, 提高对降雨的时空调控能力, 最大程度防控季节性干旱的危害。
1. 地膜覆盖栽培技术
地膜覆盖不仅能抑制土壤水分蒸发, 减少地表径流, 蓄水保墒, 还能增温保温, 保护土壤表层, 改善土壤物理性状, 培肥地力, 抑制杂草和病虫害, 提高水分利用率, 促进作物生长发育。一般覆膜层下其40cm土层的土壤含水量可提高2%~5% (重量含水量) , 可提高地温2~4℃。
地膜覆盖的方式因当地自然条件、生产季节、栽培习惯及作物种类而不同。根据播种与覆盖程序划分: (1) 先覆膜后播种。即先覆盖地膜, 再打孔播种。优点是不用破膜引苗, 不怕因引苗不及时遇高温而烧苗。操作中应尽量使用铺膜播种机作业, 以保证省工、省时、苗齐。但打孔播种的保温保墒效果不如先播种后覆膜方式好; (2) 先播种后覆膜。即在播种之后覆盖地膜。优点是能保持播种时的土壤墒情, 易于出苗、全苗。人工作业时较先覆膜后播种省工, 但引苗和盖土较费工;放苗若不及时又容易烧苗。
地膜覆盖的方法根据地膜覆盖位置划分: (1) 行间覆盖。即把地膜覆盖在作物行间; (2) 根区覆盖。即把地膜覆盖在作物根系分布的地区。根据栽培方式地膜覆盖还可分为畦作覆盖、垄作覆盖、平作覆盖、沟作覆盖等。
2. 秸秆覆盖栽培技术
秸秆覆盖就是利用作物秸秆、干草、残茬、树叶等枯死的植物覆盖在土壤表面上, 一般多用麦秸和玉米秸秆覆盖。秸秆覆盖能有效地抑制土壤水分蒸发, 使地表免遭雨滴直接的冲击, 防止地表板结, 改善耕层土壤物理性状, 促进微生物活动。同时, 覆盖层能减缓或防止地表径流, 增加雨水入渗时间, 缓解径流与水分入渗的矛盾。秸秆覆盖也是增加土壤有机物投入的方式之一, 多年连续秸秆覆盖还田, 能够增加土壤有机质, 有利于培肥土壤。
秸秆覆盖方法因当地自然条件、作物种类、生产季节而不同。根据覆盖时间划分, 在一年一熟地区, 农田覆盖秸秆的时间可在作物成熟收获后, 也可在作物生育期间, 前者称为休闲期覆盖, 后者称为作物生育期覆盖;在一年两熟地区, 秋收作物多采用免耕秸秆覆盖。
秸秆覆盖材料有麦糠、碎麦秸、碎玉米秸、碎豆秆等。为减少往返运输和秸秆堆放时间, 覆盖材料应就地取材, 以上茬秸秆直接还田, 作为下茬的覆盖材料为好。一般来说, 麦秸或其他作物有机残本, 其长度在30cm以下为好。玉米高粱等高秆作物可采用整株秆用于冬闲地和中耕作物行间覆盖。这样既省工省时, 又不易被大风吹移。
紫色土旱作农业区, 冬干春旱严重。采用覆盖技术, 能有效防治坡耕地水土流失, 保持土壤水分, 增加土温和培肥地力。
二、垄作增厚土层与防蚀耕作技术
我省季节性干旱突出表现为土壤干旱、土壤瘠薄与水土流失恶性循环。显而易见, 增厚土层、防蚀耕作在防控旱灾成灾方面作用重大。
在旱地横坡垄作耕作的基础上提出的适合于西南地区坡耕地的格网式垄作、聚土免耕垄作和“目”字型垄作等耕作技术, 其共同特点是尽可能多地拦截降雨, 使其就地入渗, 延长降雨停留下渗时间, 变超渗产流为蓄满产流, 变地表径流为地下径流, 减弱径流冲刷力, 有效增加土层厚度和土壤水分含量, 减少地表径流与泥沙流失量, 增强土壤抗旱能力。
1. 格网式垄作技术
格网式垄作法是与麦玉苕相配套的防蚀保土耕作法。其具体作法:开厢宽度为1.65m或2m, 小麦为顺坡种植, 其中小麦播面占50%, 播4~6行, 退穴15~20cm, 预留空行可休闲, 也可种植蔬菜、大麦和豌豆、胡豆, 以满足玉米不同播期的选择。空行作物收后移栽玉米, 双行单株 (或双株) , 亩植3 000~4 000株。小麦收后横向与玉米带垂直作垄, 垄沟带宽83cm, 形成封闭式垄沟结构。垄上双行错窝栽苕, 亩栽3 000穴左右。在早夏玉米种植区, 小麦可满土种植, 麦收后1m开厢, 移栽玉米, 单行双株, 亩植3 500株左右。其它农艺措施按常规进行。在8°坡土上, 格网式垄作年土壤侵蚀量为2.9t/hm2, 地表径流损失12.5mm, 比横坡垄作分别减少70.6%和67%。同时, 苕垄光能入射量增加32.7%, 红苕增产幅度为18.4%~40%。苕沟有效容积随坡度增大而减弱, 8°时为100m3/hm2, 20°时为20m3/hm2。
横坡垄作, 一般结合玉米培土进行作垄, 苕垄往往靠近玉米带, 光照条件差;格网式垄作, 因其苕垄与玉米带垂直, 部分苕苗位于玉米宽带中间, 改善了光照条件。据测定, 格网式垄作苕垄光能入射量比横坡垄作增加32.7%, 有助于间作条件下苕苗生长, 促进红苕增产, 增产幅度为18.6%~40%。周年粮食增产4%~7%。
2. 聚土免耕垄作技术
聚土免耕垄作是从川中丘陵实际出发, 深入剖析资源特征、生产问题和开发潜力, 总结历史经验提出的一种旱坡地开发生态工程, 该项技术可与坡改梯工程结合实施。生态上具有防蚀、抗旱、培肥和自调能力;经济上是具有增产增收、节劳省工的高效耕作技术。其主要技术环节如下:
(1) 全土翻耕后沿等高线起垄1m为垄, 1m为沟, 沟内土壤的一半或大部聚于垄上, 垄为弧形, 垄高30cm, 最高不得超过40cm。沟内深耕25cm后炕土。在夏季, 沟内每隔5~7m筑高10cm、底宽15cm的土挡, 以增强沟的拦洪作用。比较粘重易积水的土块也可以与等高线呈一定角度斜聚, 以利沟内排渍, 垄沟比按不同作物可以调整, 但垄不宜小于75cm。
(2) 垄沟强化培肥垄、沟要利用有机物料进行强化培肥, 每亩使用有机物料 (渣肥、树叶、秸秆、土杂肥均可) 约1 000kg, 垄带在聚土翻耕时施入, 而沟带在聚走土后深耕时施入。以后除正常的作物施肥外, 在垄、沟互换时再投入有机肥。
(3) 垄上夏季留茬免耕, 秋季浅耕, 沟内深耕, 3~5年后垄沟互换。
(4) 垄沟分带进行立体种植垄上一般安排矮杆、怕渍、块茎作物。沟内安排需水较多的高杆作物。布局作物时要考虑垄沟间协调, 减少或躲过同时争光时段, 要考虑用养结合, 培肥地力, 形成垄、沟各自的轮作体系。
三、秸秆还田培肥与少免耕技术
1. 固定厢沟双免耕技术
两季田固定厢沟双免耕的核心技术是:用已开发研制的省力有效的专用开沟器规范化一次性开沟做厢, 长期保持高厢深沟格局, 不再犁田、耙田。大小春作物双免耕, 极大地简化耕作程序, 降低劳动强度和生产成本;利用田间深沟直接稿秆还田和厢面稿秆覆盖, 培肥地力, 改善土壤的理化性状, 实现土壤的用养结合, 为晚秋开发创造条件。集成组装农业高新技术, 增加复种指数, 节本增效, 缓解人多地少矛盾。该成果与国内同类研究相比具有先进性和新颖性, 有利于形成高肥力土壤特征, 提高耕作质量和土壤的抗干旱能力。其主要技术环节如下:中稻收割前15天放水晾田, 收获后利用已研制的省工有效的专用开沟器按2.4m开厢 (厢面宽2.15m, 沟宽0.25m) , 沟深0.3~0.5m, 边沟距田坎2m, 背沟距背坎0.8m;排湿难的田, 背沟深0.5~0.6m, 按排水方向开沟, 宽田增开横沟。开沟起出的泥土匀撒厢面, 使厢面平整。厢沟格局搞好后, 浅挖厢面种秋粮 (秋大豆、秋洋芋) 或秋菜, 小春种植视晚秋开发形式采取相应的轮、间、套作模式。油菜选择蜀杂6、7号“双低”品种。水稻收获后, 稻草就地堆放, 种小春时盖在种小麦的厢面上或压于油菜、蔬菜行中;种大春则利用厢沟直接把小春作物稿秆压在沟中还田。水稻收获后, 连同沟中淤泥, 起出撒在厢面上, 培肥土壤。
2. 稻茬小麦稻草覆盖 (免耕) 高产栽培技术
小麦稻草覆盖 (免耕) 高产栽培技术不仅当季小麦省工、节本、增收, 而且对后季水稻也有持续的增产效益。稻草覆盖还田, 有效改良土壤, 培肥地力, 提高土壤抗旱能力。
两季免耕秸秆覆盖是在前茬作物收获后不翻耕, 直接播种, 播后喷除草剂, 然后把前茬作物的秸秆均匀地覆在地面上, 覆盖量为300kg/亩左右。免耕露播稻草覆盖栽培能极显著减少用工量, 大幅度提高劳动效率, 比撬窝点播每亩共减少7.76个工日, 比旋耕机播每亩共减少2.12个工日。露播覆草栽培的单位面积纯收益为383.0元/亩, 比撬窝点播提高82.6元, 增幅27.5%, 比旋耕机播提高125.6元, 增幅48.8%。同时, 由于稻草还田对地力的培肥作用, 对后作水稻有明显的增产促进作用。定位试验表明, 小麦免耕露播稻草覆盖处理后, 稻作措施不变, 水稻产量每年都有显著提高, 第一年增产3.21%, 第二、三、四年分别增产6.29%、7.20%、和7.28%。
四、水肥耦合技术
四川省土壤瘠薄, 在高复种、高产量和高流失的前提下, 形成多种植物营养元素缺乏。就耕地而言, 普遍缺氮, 红、黄壤地区严重缺磷、钾。在施肥上长期重氮肥, 轻磷、钾肥, 尤其是钾肥施用量少。钾肥不仅能提高品质, 还能明显增强作物的抗旱能力, 甘蔗、柑桔施钾能明显提高含糖量。钾肥的来源除化学钾肥外, 更应重视秸秆还田技术的应用。要根据土壤供肥性能和作物需求深入开展测土配方施肥技术, 以水调肥, 以肥促水, 提高水肥利用率, 降低干旱的致灾能力。
五、适雨避旱栽培技术
针对各示范基地的土壤、气候、资源等的实际情况, 有计划、有目的地引进一批抗旱新品种, 充分利用水资源, 达到经济、节水、高产、优质的目的。在研究总结当地干旱规律的基础上, 规范化改制, 通过调整优势农作物播期, 使作物的需水临界期避过干旱高峰, 也可以达到节水抗旱增产的目的。
季节性干旱区 篇4
秭归县位于川东鄂西山区, 地处大巴山, 巫山余脉和八面山坳汇合地带的长江三峡中的西陵峡峡谷地带, 在三峡库区19县中颇具典型的代表性:其山高坡陡, 峡谷纵横, 气候温暖湿润, 关照充足, 雨量充沛, 四季分明, 具有春温多变, 初夏多雨, 伏秋多旱, 冬暖少雨。
秭归上控巴蜀, 下引荆襄, 特殊的地理位置和穿越峡谷的黄金水道, 成就了其悠久的历史和深厚的文化积淀, 是爱国诗人屈原的故乡;其半高山和低山多为紫色土, 独特的地理位置及三峡河谷气候特性非常适于柑橘的生长, 有几千年的柑橘种植历史, 全县12个乡镇有11个乡镇, 18万人种植。截至目前, 秭归县已发展早、中、晚熟柑橘35万亩, 产量31.5万吨, 产量过千吨的专业村80个, 年产量过10吨的户有2500多户, 是中国脐橙之乡, 橘颂文化的发祥地, 中国脐橙的精品园, 柑橘品种的博览园。
秭归是三峡库区坝上库首第一县, 素有八山一水一分田之称, 海拔高度在120米到1200米之间, 山清水秀, 风景独好, 在高温多雨的季节, 水土流失严重, 随之而来的常常是旷日持久的干旱, 素有十年九旱之说, 望的到长江水, 听的到江水流, 旱在山坡上干发愁, 这是广大柑农挥之不去而又要面对的旱魔阴霾。
2 柑橘对水分的要求
柑橘是常绿树, 没有休眠期, 它的生长需要充足的水分, 一年要求年降雨量在1000~1500毫米之间, 相对空气湿度要达到75/100左右, 土壤的田间保水量要达到60/100到80/100, 特别是在春芽萌发期, 果实膨大期是水分的敏感期需要及时灌水, 遇伏秋干旱更应抗旱灌水, 以保丰产和果实正常成熟[1]。果实开始转色成熟时停止灌水, 以利于果实成熟和品质提高。过多的雨量或干旱都不利于柑橘的正常生长, 当湿度适宜时就会种出优良的果实, 反之就会促使劣果产生, 影响秭归脐橙的声誉。
3 秭归干旱规律
秭归一年四季都有干旱发生, 对柑橘产业危害最大的还是伏旱, 秋旱和伏秋连旱。在伏旱期间一般连旱15~20天为小旱, 连旱20~30天为中旱, 连续30天以上为大旱。据气象部门资料显示, 秭归干旱有2~4年连续发生的规律, 大旱灾又有10年左右的周期性。进入20世纪后, 表现的特别明显。如1919年夏旱, 1928年又大旱。1934-1936年连续三年大旱, 1941、1942年又大旱。新中国建立后, 1951-1953连续三年大旱, 1959-1962年连续四年大旱。1971-1972连续两年大旱, 1979-1981年大旱。1989-1990年特大旱, 2000年春旱, 2001年特大旱。2013-2014年大旱。
4 2016年持续大旱
2016年入伏以来, “厄尔尼诺”刚走, “拉尼娜”接力。根据秭归气象局发布的信息, 近期受“拉尼娜”影响, 秭归维持晴热天气, 自7月13日以来到10月13日连续93天无降雨, 与常年降雨量比偏少90/100以上, 温度高, 蒸发量大, 脐橙主产区出现严重干旱, 堰塘干涸, 溪河枯竭, 土地龟裂, 粮食绝收, 对秭归的重要支柱脐橙产业无异于一场严峻的“烤”验。持续旱情, 时间跨度之久, 脐橙成灾面积之巨, 都创历史。使12个乡镇10.9万人受灾, 需生活补助5.38万人, 脐橙受灾9245公顷, 近0.6万亩柑橘枯死绝收, 因灾直接经济损失9473万元。其中尤以晚熟脐橙主产区郭家坝镇最为严重, 8万多亩脐橙田里无水灌溉, 许多农户家里自来水管里一个多月接不到一滴水, 维持生活用水之需还得去临村, 江边拉水度日。
5 秭归现有抗旱模式
水是生命之源, 而民又以食为天。为了旱涝保收, 勤劳的秭归人民在抗旱保收方面做过许多有益的尝试与探索, 干旱缺水成了柑农增收致富道路上的拦路虎和致富增长的瓶颈。
1) 打长江水的主意提水。过去水利部门建过“搬大水, 抗大旱”的一些面子工程, 也建过江边提水站, 但由于投入大, 运行成本高, 现有的泵站只好闲置, 望江兴叹。而有的移民后靠沿江村级泵站老化甚至个别库区村级班子变动、缺位而败坏变卖的也真实存在。
2) 打山泉水主意引水。秭归地处三峡谷地, 境内常流溪河135条, 喀斯特地貌下富含丰富的石灰溶岩, 地表水, 地下水, 山泉丰富, 原有修建的一些引水设施可以利用, 部分区域山泉水, 就地取材采用毛竹或管道引接后流入堰塘水库, 旱灾发生时部分区域的水资源取之不尽用之不竭。
3) 打沟壑堰塘的主意取水。解放以来, 特别是60年代以后, 兴修水利, 各村组都建有农田灌溉设施, 部分村组对现有堰塘清淤加固之后进行了产权制度改革, 利用水库和山塘堤坝拦蓄雨水, 平时蓄水, 旱时缓解急需, 但因立地条件差和国家五项目投入, 也只能整修原有的水库塘坝, 仅能解决少量地区柑橘抗旱所需。
4) 人工补雨。人工增雨可以有效缓解严重的旱情, 秭归现有5个碘化银地面播撒站, 10个高炮站, 2台流动火箭增雨车, 3个固定火箭发射阵地, 但必须选择合适的发射窗口。“人工增雨并非‘人工降雨’, 不是所有的云都可以用来‘播雨’, 所以有时很干旱但无法做到人工增雨。只有当云系发展到一定的厚度且云中拥有丰富的过冷水, 云体外也有充足的水汽, 才适合进行人工增雨[2]。”常常看见明明老爷变了天, 却没有合适的发射窗口或安排不过来, 只能仰天长叹。
5) 小农水项目下的节水灌溉模式。秭归县自2010年-2012年, 利用小农水重点县项目区建设, 按照突出重点产业柑橘, 打造片区亮点, 实现小农水服务大农业的目的, 完成渠道疏浚83.5公里, 维修整治堰塘22口, 新建雨水积蓄20~500立方水池4286处, 埋设管道后进行滴灌, 微润灌。分户建池可以收集雨水和山间洪水, 一口20立方水池可以抵御一个多月的干旱, 但这样的项目只在少数村中进行了实施。
6) 农户小型农机具单家独斗提水抗旱。目前, 95/100以上的柑橘种植户都有小型汽油机或电动机为动力, 配置26以上的柱塞泵为打药机械, 在干旱季节, 变打药机具为抗旱机具, 从沟壑, 堰塘, 溪边, 长江里, 提水上山抗旱。在干旱少雨的旱季, 江边、沟里、坡上、田间, 到处是一片机声隆隆, 夜以继日的人影繁忙景象。2016年10月, 笔者沿郭家坝镇30公里的长江库岸边走访, 近700多套抽水机械依次摆开, 好一派热闹的自救景象。
7) 零星拖水救急。部分农户就地取材, 充分利用三轮车、货车、罐车铺上塑料薄膜后, 不计成本, 人力接水或提水再运到田边抗旱。两河土地庙的农户王大林, 雇人辛苦一天才最多拉水10方, 花费640元, 的确让人心痛。
6 乡镇农机服务现状
乡镇农机部门有着对适宜本地农机机具选择, 推广的管理服务职能。2005年7月15日秭归乡镇综合配套改革后, 乡镇农技推广机构转为中介服务机构, 不再纳入事业机构编制管理, 退出财政供养序列, 取消事业编制。
现有的12个乡镇农机人员中, 大学学历1人, 中专学历7人, 中级职称6人, 由于历年来没有完善的社会化服务体系支撑, 乡镇农机真正一穷二白, 人员无所事事, 地位低下, 改制后许多从事了政府安排的临时性服务工作, 有的离开了农机管理岗位, 在帮助农户选择实用的抗旱农机具, 维修服务, 新机具推广上都是纸上谈兵, 无为更无位[3]。
由于乡镇农机化服务体系的缺失, 大旱之际, 农户购买机具, 管道, 维修配件很不方便, 相反许多经销商乘机抬价销售, 农户往往苦不堪言。农户普遍反映, 乡镇一套机具比县城贵150元以上, 比宜昌贵200元以上, 一卷250米的塑料管道, 更是高的离谱。市场经济下, 农户救急只能就近接受高昂的产品以及价格服务。许多机具一点小毛病都要雇车拉到集镇上, 忙的日子农户等候一天多才能排除, 真的是忙的季节急死了。
7 乡镇农机人员的杞人忧天
据笔者调查, 以现有的农户, 以旧物利用充分发挥打药抗旱机具的最大发挥为例, 一台154F汽油机带一台26型柱塞泵, 从长江边175米左右提水到海拔300米左右的话, 8小时不间断才最多提水12立方, 勉强灌溉50株柑橘树的水量, 消耗汽油10升, 不算人工需投入油料80元成本, 按照最低一个人工150元的工资服侍一套机具算, 每立方水成本近20元。
而采用11KW电机带IS65-40-250A的离心式多级泵提水, 扬程70米, 8小时可以提水100立方, 消耗电近100度, 可维持500株柑橘树的一个轮次的水量, 每立方成本不足3元。但是在长江边, 因为水位的涨落变化, 而移动困难, 架设钢管费时, 投资很高, 适宜合股经营, 或公建私用。
两者相比, 虽然小机具灵活, 前期投入不到3000元, 且搬运方便, 但后期使用综合成本较高, 如果专业合作社或规模种植的话投入产出就不尽合理。
而如果积极引进一批YTSB型三联水泵, 使用柴油机或电动机为动力, 能够以小流量的代价达到高效率 (效率高达83%) 。其运行费用低、架设永久型40mm钢管容易, 配套动力小、用户省钱。当扬程为320米, 流量为6.1吨时配套动力功率不到7.5KW, 而同等扬程与流量的多级泵需功率18.5KW。相比之下, 用三联泵比用多级泵一天可节省柴油90多升, 1吨水节省油钱4.6元 (以每升油7.5元计算) 。因配套动力小, 工程投资费用低, 操作维修方便, 但走出去, 引进来, 大力推广这样的节能实用机具都需要资金政策支持。
8 建议
水是生命之源, 生产之需, 生态之基。秭归现有许多水利基础设施, 由于受山区地形, 地貌影响, 各项目区设施覆盖程度不一, 加之受投资限制, 一些建设规模偏小, 有效灌溉面积有待提高, 而脐橙产业发展中农民实际需求大, 按照农户往年经验, 在立地条件很差的秭归柑橘山区, 干旱季节一株柑橘树一个波次需要补充水200KG, 一个波次按照最短7天计算, 往往是日夜抽水, 劳苦不说, 效果有时候不好, 后面的补充了, 前面的树又干枯了。所以农户自己, 村级实体, (下转第18页) (上接第15页) 各级部门必须加大抗旱的资金建设投入, 扩大水利设施农业机具的覆盖面。
为了秭归的脐橙产业健康发展, 为了农户的低投入高产出, 本着抗长旱, 抗大旱, 抗大灾的意识, 统筹协调水利, 农业、农机、电力等部门的利益, 将基础服务产业发展相对滞后的提水抗旱配套建设作为秭归脐橙的一个重大发展战略, 纳入到三峡移民后期实施规划中;充分发挥各部门工程技术服务人员的优势, 积极走出去引进来一批投入少, 消耗低的适宜机具;鼓励农民购置抗旱机具, 采用以奖代补模式, 按政策给予农机具补贴。
在秭归十三五规划的实施开局之年, 长江经济带建设的全面推进之年里, 在稳妥搞好现有堰塘水池的产权配套改革的基础上, 采取自筹, 合股等多样形式, 在各村建设一片小中型提水灌溉工程, 实现找水、引水、蓄水、提水互为补充的抗旱自救态势, 将溪河之水引过来, 堰塘之水蓄用起来, 长江之水抽上来, 呼吁乡镇农机化服务体系建设, 将提水抗旱纳入秭归脐橙标准化生产过程中不可缺失的重要议程上来, 斗天斗地, 实现抗旱自救、旱涝保收。
参考文献
[1]樊卫国, 李庆宏, 吴素芳.长期干旱环境对柑橘生长及养分吸收和相关生理的影响[J].中国生态农业学报, 2012 (11) :1484-1493.
[2]周立俊.湖北秭归县抗旱救灾工作措施探讨[J].中国防汛抗旱, 2012, 22 (6) :26-28.