五大节水技术模式（精选8篇）
五大节水技术模式 篇1
节水灌溉是指用比较少的水量实施灌溉, 取得更高的生产效益, 提高经济效益。节水灌溉要求提高节约用水的技术水平, 用少量的灌溉模式, 达到高效的灌溉水准。随着国家科学技术的发展, 节约灌溉技术也得到了很大的提升, 不仅促进了我国生产模式的健康发展, 同时也为国家带来了持续的经济效益。本文着重对目前节水灌溉模式进行了分析, 找到了适合我国国情的节水灌溉工程模式, 推进了我国的可持续发展规划, 造福人类社会。
1几种常见的节水灌溉技术
1.1地面灌溉技术
A.膜上灌溉:主要是指用地膜铺盖在地垄沟里, 保持膜内植物的温度, 防止水分流失, 引入灌溉水从地膜上方经过, 将灌溉水利用地膜上的孔洞流入植物的根部, 使得植物有效地吸收水分, 减少水分的蒸发和流失, 提高灌溉水的利用率。膜上灌溉可以有效地节水用水, 提高农作物的产量。
B.尾水回收系统:当土壤渗透速度太小时, 增大每条沟的水入量能使灌溉更均匀, 然而通常当水流至沟尾位置时, 还未能将沟首灌够, 如此便会导致沟尾泄水的情况产生, 如果排掉泄水便会导致灌溉用水的浪费。假如此时将集水系统安装在沟尾, 便能起到收集泄水的目的, 再将之在更低的地块中使用, 又或者用水泵将之抽到高处使用。此种节水方式在我国的应用目前还比较少。
1.2喷灌技术
喷灌技术主要利用压力的作用, 对灌溉水进行加压, 通过喷头将水以水珠的方式, 均匀喷洒在农作物上, 通常根据喷灌的覆盖面积来对喷灌器进行安置, 一般都安置在农作物的中心位置。喷灌基本适合所有农作物的灌溉, 不仅可以为农作物提供水资源, 还可以用来喷洒农药, 防止病虫害的发生。喷灌技术的使用可以将水资源的利用率提高到80%。喷灌技术属于半机械化的灌溉模式, 为实现我国农业机械化发展提供了基本的技术支持。
1.3滴灌技术
滴灌是一种局部灌溉的技术, 将灌溉水用塑料管道通过滴头准确地安放到农作物的根部, 进行局部灌溉, 滴灌被广泛地应用到干旱的地区, 干旱地区降水量少, 水资源缺乏, 因此滴灌是一项非常有效的节水灌溉模式。灌溉水被有效地利用到农作物根部, 防止水资源浪费到土地上, 水资源的利用可以达到95%以上, 保障了农作物的正常生长。滴灌的灌溉模式, 可以保障农作物的根部一直处于吸收水分的最佳状态, 维持了农作物的健康生长, 提高了农作物的产量。但是滴灌有一个缺陷就是塑料管道太细容易堵塞, 因此在灌溉的过程中, 对水质的过滤处理也要引起高度的重视。
2节水灌溉工程模式的应用
2.1引河补源渠井结合模式
在小型河道比较多的地方, 采用渠井灌溉结合的形式非常有效。其形式主要有两种, 一是在灌区上游通过引河水进行灌溉, 而在下游则使用井水进行灌溉。二是在灌区同一土地上不仅用河水灌溉, 同时也使用井水灌溉。在此类灌区进行节水灌溉, 除了可以采用灌水技术和渠道防渗技术使田间灌水损失和渠道输水损失减少, 同时也可采用渠道不防渗, 田间采用传统灌水形式, 而通过管理措施和工程技术来使灌水利用率提升。
2.2纯井灌区的生态农业模式
现如今, 地下水位下降是纯井灌区最大的问题, 在此类灌区节约灌水的目的便在于使水环境得到改善, 从而使农业生产可持续发展得以维持。所以, 在对灌区内作物灌水量进行确定时, 需按照生态要求来确定地下水的开采量。然而在这种状况下, 便无法实现灌区作物的充分灌溉, 要想使这一问题得到解决的方式有两种:一是, 使灌溉面积减少, 在部分灌区仍使用充分灌溉形式, 在剩余灌区则通过雨养农业。二是, 保持灌溉面积不变, 采取非充分灌溉的方式, 也就是在作物对水分需求最大的时候进行充分灌水, 而在其余时期则减少供水。通常情况下, 高效节水灌溉对大田作物采取低压管道输水的方式, 而对经济作物则采取微灌形式。
2.3城郊的设施农业高效节水模式
作为设施农业高效节水模式最为理想的发展地区, 郊区最常使用的滴灌方式为节水灌溉技术。此种技术模式通常包括灌水器、输水管道、日光温室、水源工程、灌溉首部枢纽。灌水器最常使用的是涌水器、滴灌管、滴头, 同时与覆膜相结合来进行膜下灌溉。
在我国, 设施农业节水技术应立足本土, 在对国外先进技术予以吸收的基础上, 开发出与本地发展相适应的设施农业装备。在节水灌溉设备上, 需对成套微灌设备予以重视, 研究出在作物各生育期都适合使用的肥料, 从而使水肥综合效益能得到最大的发挥。
3结语
随着我国节水技术水平的不断提高, 节水灌溉的方式也种类繁多, 本文主要列举了地面灌溉、喷灌、滴灌节水灌溉方式。其中地面灌溉技术又可以延伸到膜上灌溉技术、尾水回收技术等技术的广泛应用, 有效地提高了水资源的利用效率。由于各种节水灌溉模式的地理环境的不同, 因而需要采取不同的灌溉方式。这些灌溉方式也都有自身的优势与不足, 优势方面要加强利用, 不足的方面还需要国家对技术水平进行提升, 尽量弥补这些不足。
参考文献
[1]国亮.农业节水灌溉技术扩散研究[D].西北农林科技大学, 2011.
[2]沈蓓蓓, 龙振华, 程千, 等.适合我国发展的节水灌溉技术工程模式研究[J].农村经济与科技, 2011, (05) :33-36.
五大节水技术模式 篇2
在我国农业生产中，农业水利灌溉模式是支撑其发展的重要动力所在，为切实推动农业经济的健康发展以及保护环境，相关农业部门在水利灌溉过程中将节水技术措施融入其中。本文就农业水利灌溉模式与节水技术措施进行研究分析，具有一定的现实意义。
1优化水利灌溉渠道实现节水目的在整个农业生产作业中，要想真正将农业水利灌溉模式与节水技术措施落实在实际农业生产中，需要加大对农业水利灌溉渠道的维护。渠道的清洁度和畅通性对水资源能否得到充分有效利用有直接性影响，同时也关系到节水成效。因此，要想切实达成节水目标，需要采取有效措施防止渠道发生堵塞[x]。例如，农业相关部门可通过委派具有一定专业技能的工作人员，组成工作团队进入农业水利灌溉区，对当前农业水利灌溉工程应用情况进行全面考察，对渠道淤泥堆积、垃圾杂物等情况进行相应记录，并结合实际采取有效措施进行处理。与此同时，对水资源浪费情况进行详细分析，查找堵塞问题发生的原因，并探讨改善堵塞的方法，制定节水策略。相关部门通过对当前水利灌溉渠道进行优化，对渠道设置进行变更，将以往传统模式下的单一管道输水模式转变为当前的低压管灌模式，能促使水流借助管道流入农田中，一方面可以降低淤泥堵塞问题的发生，提升水利灌溉工作效率的意义；另一方面能减少水资源浪费现象以及不合理使用行为。从整体上来看，将低压管灌节水技术应用在农田灌溉上，具有工程构造简单、成本支出低的优势，可将这种节水技术用于我国大部分区域的农田灌溉作业中。
2健全并完善农业水利灌溉节水设施
从根本上保证水利灌溉模式与节水技术措施落实在实际农田灌溉作业中，其最基础部分就在于农业水利灌溉基础设施，如果基础设施不够完善，那么在实际农业生产作业中就无法发挥水利灌溉设施的节水作用。为推动我国农业的高速发展，提升我国农业生产水平，加快农业现代化进程，相关部门应将完善农业水利灌溉基础设施作为重点工作。就水利灌溉设备更新来讲，以往农业生产中所使用的传统模式下的水利灌溉工程设备都是农户根据实际需要自行采购，所采购的设备缺乏使用科学性，灌溉效果和节水效果不佳。因此，相关部门应根据当前农业需要，加快更新水利灌溉设施设备，根据当前农业生产的实际需求，引导农户科学采购具有节水性能的水利灌溉设备，减少因设备的落后和不完善等因素对水利灌溉作业成效以及节水技术应用效果带来的不利影响。从根本上来讲，只有加快推动农业水利灌溉基础设施的完善建设，才能为水利灌溉模式与节水技术措施的有效应用奠定良好的基础，才能有效推动我国农业经济的现代化发展。
3构建水利灌溉模式和节水技术监督管理体系
随着农业经济的快速发展，现有的农田水利灌溉模式已经无法满足当前农业的发展需求，大力推行水利灌溉模式与节水技术措施，其根本前提就在于监管体系的有效实施，相关部门应不断完善并落实节水技术监督管理体系在水利灌溉工程中的应用。在农业水利灌溉中，若缺乏相对全面的监督管理体系进行农业水利灌溉工程管理，无法切实保证节水目标的实现[x]。改善这一问题，需要相关部门加快速度构建全面的水利灌溉工程监督管理体系。水利灌溉设备处于正常使用状态，才能确保水利灌溉模式与节水技术措施顺利落实到实际农田生产作业中。但就当前实际农业生产现状来看，很多水利灌溉设备存在因长期运行使用出现年久失修或杂质磨损等情况，在实际使用中导致水资源大量浪费。基于此，相关部门应加大对水利灌溉设备的运维管理工作的重视力度，通过制定相应的水利灌溉设备保养工作制度并落实到实际管理工作中，定期或不定期的检查水利灌溉设备的保养和节水工作落实情况，保证水利灌溉设备的正常运行。在检查过程中，发现问题后应及时安排相关工作人员采取有效措施解决，降低水利灌溉设备对农业生产带来的不利影响。
4积极应用生物技术实现节水目标
社会经济高速发展的同时，推动了农业经济的快速发展，在农业生产中，更多的抗旱植物品种不断研发出来，具有抗旱节水性能的农作物需水量更少，对节水农业的发展具有重要的推动作用。农业部门可积极应用先进的生物技术，结合具体区域的水利灌溉工程实际情况以及农业生产环境研究生物循环链条，培育出更多适合该区域种植的具有一定抗旱能力的作物品种，对推动水利灌溉模式及节水技术措施的有效利用具有积极意义。通过生物技术能够从新的层面上转变并创新农业灌溉和节水形式，有助于加快推动农业经济的现代化发展进程。
5将先进的农业技术引入农业生产中
节水灌溉技术和技术模式的分析 篇3
将已送到田头的灌溉水均匀地分布到作物根系活动层中的过程就是田间配水的实现过程,就是灌水方法。灌水方法包括地面灌溉、喷灌、微灌和地下灌溉4种[1]。首先是地面灌溉。作为最传统的灌水方法,它的节水性能还需进一步提升。为了达到较理想的节水效果,需要对沟、畦规格、入畦流量,改水成数这些灌水技术要素进行优化。经试验,“小畦短沟畦”是优化灌水技术要素的一项重要标准。除了优化灌水技术要素之外,淘畦灌水工具的应用也至关重要。目前较先进的沟畦灌水工具是虹吸管、闸门孔管。
2 节水灌溉工程技术模式
由于各个地区的水资源条件、气候土壤地形条件以及社会经济发展水平不一致,所以,应用的节水灌溉工程技术模式也不相同。以下是几种有代表性的节水灌溉工程技术模式。
2.1 城郊设施农业节水高效工程技术模式
对于供城市居民消费的蔬菜、花卉等价格高的作物,会通过保护地栽培来实现。它以人为地创造适于作物生长发育的环境条件为方式达到作物优质、高产和高效的目的。这种设施农业栽培一般会出现在郊区,所采用的节水灌溉技术是滴灌。其工程技术模式除了涵盖水源工程、日光温室之外,还包括水泵、控制设备、施肥设备、输水管道、灌水器等。其中,设施农业节水灌溉工程技术装备应符合我国内的土地资源现状。目前,城郊设施农业节水高效工程技术模式需要解决3个方面的问题:为了提高设施农业用的节水灌溉设备的可靠性和耐久性,需寻找适合普通温室应用的成套微灌设备的材料配方和生产工艺;寻找适用微灌设备施肥的先进技术和装备,为发挥微灌设备在设施农业应用中的优势做基础准备;为了在灌溉过程中发挥最大的水肥综合效益,对设施农业各种作物在各个生育期使用的可溶性肥料进行深入研究。
2.2 纯井灌区生态农业节水灌溉工程技术模式
纯井灌区生态农业节水灌溉工程技术模式的应用存在2个方面的问题,分别是地下水位逐年下降、生态环境恶化。为了改善这种现状,需要以生态要求可供给的地下水开采量为基准确定灌区内的作物灌溉用水量。除了达到这一项要求之外,还需要达到对全部灌溉面积上的作物实行充分灌溉的要求。为此,可通过减少灌溉面积,采用传统充分灌溉方法予以解决,或者通过维持原来的灌溉面积,采用非充分灌溉方法予以解决。在高效节水灌溉技术方面,针对大田作物、经济作物分别采用低压管道输水灌溉、微灌的方法。
2.3 引河补源渠井结合灌区节水灌溉工程技术模式
渠井结合灌溉适用于小型河道较多地区。其中在灌区上游用引河水灌溉,下游用井水灌溉是其中一种形式,灌区内同一地块既用河水灌又用井水灌是另一种形式。前者采用渠灌、井灌2套灌溉工程系统,后者共用一套灌溉工程系统。在小型河道较多地区发展节水灌溉时,为了减少渠道输水损失和田间灌水损失,可通过渠道防渗、先进的灌水技术来处理。
除了上述3种节水灌溉工程技术模式之外,还有一种就是水库灌区自压管道输水灌溉工程技术模式[2]。这种模式采用自压管道输水灌溉工程技术解决各水库周边灌溉水源紧缺的问题。但是针对管材选用、施工技术、渠管联接、防淤积等一些技术问题还需要进一步分析和解决。
3 结束语
综上所述,目前存在的节水灌溉工程技术模式有城郊设施农业节水高效工程技术模式,纯井灌区生态农业节水灌溉工程技术模式,引河补源渠井结合灌区节水灌溉工程技术模式以及水库灌区自压管道输水灌溉工程技术模式。而水灌溉技术的应用是使灌溉管理更加科学和精确的基础保证,因此,需深入研究。
参考文献
[1]黄玉祥,韩文霆,周龙,等.农户节水灌溉技术认知及其影响因素分析[J].农业工程学报,2012(18):113-120.
五大节水技术模式 篇4
农业是阜新地区的主要支柱产业, 人均耕地面积居辽宁省前列。大豆产量的提高对于阜新地区农业高效生产具有保障作用, 而水资源短缺与农业用水损失较大的双重危机严重地制约着产量和效益提高。为了解决这一问题, 需要开展理论和技术研究工作, 增加大豆产量, 提高水分利用效率, 以期为该地区大豆大面积增产提供技术支撑。
二、模式操作规程
1. 关键技术
(1) 土壤保水剂应用。裸地大豆施用土壤保水生化制剂的施用量和施用方法:旱露植保3号, 沟施用量2.5千克/亩;“海礁王”专用保水剂, 沟施用量2千克/亩;博亚超强保水剂, 沟施用量1.5/亩。
(2) 应用化控抗旱制剂。应用抗旱药剂。在苗期、果针期喷洒抗旱剂1号或粉锈宁, 抗旱剂1号每亩用药剂75克对水50千克喷雾, 粉锈宁使用浓度为万分之三。应用化控药剂。在始花后20~25天植株封大行时及时控苗。
2. 节水灌溉
(1) 苗期灌溉。除了播前灌溉以外, 大豆在苗期干旱严重时, 需要灌水。灌溉量隔沟灌20~30立方米/亩, 喷灌20~30立方米/亩;
(2) 开花期灌溉。花拔节期灌水是大豆需水关键期, 需保证充足的供水, 喷灌水量20~30立方米/亩, 沟灌30~40立方米/亩。
(3) 鼓粒期灌溉。鼓粒期需水量大, 是大豆的第二个需水关键期, 需防止干旱。灌水方式和灌水量:喷灌每次20~30立方米/亩, 沟灌每次灌水量30~40立方米/亩。
3. 配套技术
(1) 选用抗旱优质新品种。大豆品种选用适宜于阜新地区种植的辽豆11号、15号、铁丰31号等优良大豆品种。
(2) 灌溉时期和灌溉量。大豆生育期灌溉量为80~120立方米/亩, 灌溉时期为播前、开花期和鼓粒期。
施肥时期和施肥量。 (1) 基肥。肥力中等以下的地块, 每亩施优质有机肥3000~4000千克, 肥力较高的地块每亩施1000~2000千克, 与化肥充分混拌后施用。大豆化肥用量为磷酸二铵10千克/亩, 硫酸钾10千克/亩, 或施入“三元复合肥” (N-P2O5-K2O的有效成分为13%~17%~15%) 10千克。
(2) 追肥。大豆根际追肥在开花前 (6月下旬-7月上旬) 结合趟地追肥, 追肥量为每亩尿素4~5千克。鼓粒初期, 选用尿素500克, 磷酸二氢钾100克, 三料磷10克, 硫酸钾5克溶于35千克水中, 进行叶面喷施。
(3) 病虫草害防治。 (1) 药剂除草。乙草胺50%乳剂。播种前, 每亩用50%的乙草胺乳油70~100克, 加水50~75千克, 喷洒在土壤表面, 施药后浅埋土, 可防治稗草、狗尾草、蟋蟀草菟丝子等杂草。
(4) 适期收获。大豆10月初落叶达到90%时人工收获, 或在叶片全部落尽、豆粒归圆时机械收获。收获时割茬要低, 一般距地面3~4厘米, 不留荚不炸荚, 放铺需规整。为减少损失, 宜在早晨带露水时收割和装车运输。晾晒7-10天, 进行脱粒和籽粒装袋。
(5) 收获后土地整理。10月下旬~11月上旬进行旋耕、灭茬, 为来年播种作准备。
三、田间示范效果
通过三年田间示范应用验证, 针对阜新地区的自然和经济条件, 组装集成的大豆抗旱节水栽培技术模式, 其节水增产效果显著。模式的应用能够实现高产高效益与水资源高效利用的统一, 适宜于阜新地区推广应用。
四、结论
五大节水技术模式 篇5
农业是阜新地区的主要支柱产业, 人均耕地面积居辽宁省前列。阜新地区的花生种植面积约占全省的20%。花生产量的提高对于阜新地区农业高效生产具有保障作用, 而水资源短缺与农业用水损失较大的双重危机严重地制约着阜新花生产量和效益提高。为了解决这一问题, 我们通过多年的单项关键技术研究, 并借鉴相关科研同行的研究成果, 集成了阜新地区花生抗旱节水栽培技术模式, 以期为该地区花生大面积增产提供技术支撑。
二、模式操作规程
1. 关键技术
(1) 播前造墒播种。由于春旱引起土壤干旱严重, 耕层土壤平均含水率小于12%, 为保全苗须进行播前灌溉。灌溉方式和灌溉量为:沟灌灌水量40~60立方米/亩, 喷管或微喷灌30~40立方米/亩, 灌溉后3~5天开始播种。
(2) 薄膜覆盖。当土壤底墒较好 (耕层土壤含水率高于14%) , 或进行了播前灌溉的土地可进行薄膜播种。 (1) 地膜选择。低压高密度超薄地膜, 也称超薄膜:厚度为0.005~0.007毫米, 幅宽90~95厘米, 亩用量4~5千克。 (2) 播种覆膜。较裸地播种早7~10天。先播种后覆膜可采用机械或人工进行。机械作业可一次完成整地、施肥、喷施除草剂、播种、覆膜、压土等工序。人工做畦, 使之成为底宽100厘米、高10~12厘米、面宽70厘米的畦床。膜上每隔3米压土, 防止薄膜破损。每床种两行, 行距40厘米, 植株距畦边15厘米。花生8000~10000穴/亩, 每穴播种2~3粒。
(3) 节水灌溉。 (1) 灌溉时期。除了播前灌溉以外, 在开花结荚期、饱果期土壤水分低于60%时, 及时进行灌溉。 (2) 灌溉方式和灌溉量。沟灌每次30~40立方米/亩, 喷灌20~30立方米/亩, 膜下滴灌15~20立方米/亩。
2. 配套技术
(1) 选用抗旱优质新品种。花生选择经国家或省级审定的中早熟、抗旱性强、产量高、优质抗病品种为主栽品种, 如白沙1016等。
(2) 水肥耦合。灌溉时期和灌溉量, 花生生育期灌溉量为60~90立方米/亩, 灌溉时期为播前、开花期和饱果期。
施肥时期和施肥量: (1) 基肥。肥力中等以下的地块, 每亩施优质有机肥3000~4000千克, 肥力较高的地块每亩施1000~2000千克, 与化肥充分混拌后施用。花生磷肥 (P2O5) 10~15千克、钾肥 (K2O) 15~20千克作基肥, 施用时将种、肥隔离, 防止烧种, 影响出苗率。 (2) 追肥。花生在开花前追施氮肥 (N) 7.5~10千克/亩。
(3) 病虫草害防治。 (1) 农艺措施预防病害。严格进行检疫, 不从病区调种, 不要私人串换种子。彻底铲除病田杂草, 防止交叉感染。同时, 在病区花生应与禾谷类、甘薯实行2~3年的轮作。增强土壤排水能力, 避免田间积水。 (2) 药剂防治病害用甲基环磷按种子重量的0.5%~1%拌种以防治花生根结线虫病;用25%或50%的多菌灵可湿性粉剂拌种以防治花生根腐病;用50%多菌灵可湿性粉剂1000倍液喷雾防治, 每次间隔7~10天, 连续防治2~3次防治花生叶斑病;喷洒75%百菌清500~600倍液防治花生锈病。
(4) 适期收获。当平均气温降到12℃以下时, 花生植株生长停滞, 中下部叶片脱落, 上部叶片昼开夜合的感夜运动不灵敏或消失, 荚果饱果率达65%~75%时, 及时进行收获。阜新地区为9月下旬~10月上旬, 采用机械或人工进行收获。
(5) 收获后土地整理。10月下旬~11月上旬进行旋耕、灭茬, 为来年播种粮食作物作准备。
三、田间示范效果
通过三年田间示范应用验证, 针对阜新地区的自然和经济条件, 组装集成的花生抗旱节水栽培技术模式, 其节水增产效果显著。模式应用的产量分别比常规种植对照增加了412.5千克/公顷, 增产幅度达13.1%, 增产效果显著。水分利用效率较对照提高了7.68千克/公顷·毫米, 幅度达6.8%, 达显著水平。经济效益增加2722.5元/公顷, 提高了13.1%。模式的应用能够实现高产高效益与水资源高效利用的统一, 适宜于阜新地区推广应用。
四、结论
五大节水技术模式 篇6
黑龙江省西部半干旱区地广人稀,耕地资源丰富,为我国重要的粮食生产基地。但自然条件恶劣,生态环境脆弱,降雨时空分布不均,春季干旱,秋季雨量集中,雨强大,造成粮食产量低下,并存在严重的水土流失现象。农田灌溉方法众多,其中地面灌溉是一种古老而又应用最广的灌水方法,它投资省,技术简单,容易为群众所掌握,但灌水定额较大,灌溉水的利用率低,灌水不很均匀,因此改进地面灌水技术,克服地面灌溉的缺点,优化灌溉制度,提高灌水均匀度,是农业节水的关键。目前地膜栽培是干旱地区农业高产的重要途径,而滴灌是目前世界上最省水的一种灌溉方式,将两者结合在一起,可以达到节水、优质、高产的综合效应。李豫新(2001年)从技术经济的角度出发,对膜下滴灌的种植方式从经济、技术、生态、社会等方面进行了综合评价,认为膜下滴灌技术是干旱地区农业可持续发展的重要途径。王立洪等(2002年)对膜下滴灌的节水、增产机理和效益进行了分析,结果表明:与常规灌溉对比,节水35%～63%,平均增产籽棉 1 200～1 500 kg/hm2,增产 18.5%～44.0%。水产比由常规灌的 0.50～0.75 kg/m3提高到0.88～1.64 kg/m3。本文针对风沙化严重、灌溉方法单一的地区,以前人研究为基础,以大田试验为支撑,提出“大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田”(简称DML)和“行间覆膜+露地滴灌+垄向区田”(简称HLL)两种集成模式,探索滴灌条件下在两种集成模式中玉米产量与不同时期土壤水分和灌水量之间的定量关系以及不同模式的技术经济效益分析,寻求出以提高水分利用率为目标的节水、经济、高产的较佳灌溉模式,为较优调控水-土-作物-环境关系提供科学依据。因此,本文在试验区的试验对寻找一套合理灌溉方式和灌水量意义重大。
1材料与方法
1.1项目区概况
试验区选在黑龙江省杜蒙县一心乡,该区位于黑龙江省西南部,地处松嫩平原腹地,地处中纬度,属温带大陆性季风气候。气候基本特点:冬长雪少,天气寒冷;夏短湿热,降水集中;春季风大,气候干燥;秋凉气爽,时有早霜。年平均气温3.6～4.4 ℃,1月份最冷,平均气温-19.5 ℃,7月份最热,平均气温23.4 ℃。月平均气温稳定在 0 ℃以上的日数210 d。平均≥10 ℃的日数148 d。试验区内土壤以风沙土为主,地形坡度5°～ 6°。
1.2供试品种
供试玉米作物品种为先玉335。
1.3模式的田间管理
“大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田”集成模式,整个生育期覆膜,覆膜时间与播种同时进行并同时筑挡;“行间覆膜+露地滴灌+垄向区田”集成模式,在中耕时期进行中耕,并在此时筑挡。其他田间处理两种集成模式均相同。
2试验条件与方法
采用裂区试验设计,在滴灌条件下以不同的覆膜方式与垄向区田技术的组合作为主处理,分别为“大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田”和“行间覆膜+露地滴灌+垄向区田”,灌水量为副处理,主处理所分的小区称为主区,副处理所分的小区称为副区。采用3次饱和D-最优设计,设置了10个试验处理,2次重复,共40个试验小区。其中每小区长均为20 m,宽5.2 m,面积约为104 m2。不同处理灌水方案如表1,在作物苗期、拔节期和灌浆期进行灌水。
每个小区玉米成熟收获时,采收具有代表性的10株植株(地上部分),于自然风干后,分别测定其生物产量和经济产量。每个小区取中间行进行产量测定,之后取有代表性果穗30穗带回室内风干,测定其穗长、穗粗、穗重、穗粒数、百粒重等指标。玉米收获时测定土壤水分含量,与玉米播种前测定土壤水分含量数值进行比较,计算玉米需水量。水分利用效率为经济产量与需水量之比。经济效益(净收入)为产值(玉米籽粒价值)与从播种到收获投入费用之差[3,4]。
3结果与分析
3.1不同集成模式产量及其构成要素比较
从不同集成模式中不同的灌水方案来看(见表2),不论是DML集成模式还是HLL集成模式对玉米的穗长和穗粗的贡献不大,滴灌的主要作用是增加穗粒数和单位面积成穗数,等灌溉量的膜下滴灌较露地滴灌的产量高16.31%～52.7%。各构成要素评价指标对玉米产量的影响程度大小,DML集成模式为穗粒数>单位面积成穗数>百粒重,HLL集成模式为百粒重>单位面积穗数>穗粒数。两种处理的百粒重有差异,但从数据可以看出,DML集成模式的平均单位面积成穗数为549.8万穗/hm2明显高于HLL集成模式的平均单位面积成穗数489.5万穗/hm2,综合可以看出,“大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田”集成模式更有利于高产。
注:B代表DML集成模式,S代表HLL集成模式,数字代表处理,下同。
3.2不同集成模式的经济效益分析[1,4]
从经济效益来看(见表3),DML集成模式的经济效益较高。虽然在前期需要投入地膜和滴灌带等铺设费用,但是DML集成模式的经济效益平均达到3 459.07元/hm2,比HLL集成模式经济效益高出3.7倍左右。而且在DML集成模式中以B2的灌水量进行处理的小区,其经济效益最高,可达4 496.61元/hm2。由于HLL集成模式在中耕时期进行破膜处理,滴灌带比DML集成模式多,耗用了较多的费用,使其成本加高了。
注:地膜市场价格为13.8元/kg;滴灌带市场价格为0.20元/m;水价格2元/m3(含电费),玉米籽粒价格为0.59元/kg;化肥、田间管理、收获、脱粒费用基本一致,计算经济效益时,没有计入。
3.3不同集成模式水分利用效率比较
从图1中可以看出,整体上DML集成模式的各个小区的水分利用效率要高于HLL集成模式,且增幅为6.7%～25.4%。两种集成模式的水分利用效率均高于2.5 以上,说明采用的这两种集成模式都有效地减少了水分流失,利用了天然降雨,提高了水分利用效率。在相同灌水量条件下DML集成模式要好于HLL集成模式,其最高水分利用效率达到了3.756 kg/hm2,也就是说在1 hm2农田上每毫米耗水量可生产玉米37.56 kg。由于地膜覆盖有助于保持土壤水分,提高了玉米对水分的吸收利用,水分的有效利用程度提高。
3.4基于RAGA的PPC模型在集成模式优化[4,5,6,7,8,9,10]
为了更好说明集成模式的优劣,利用RAGA-PPC模型对集成模式进行评价。选定评价指标为5个,即水分利用效率、产量、产值、投入费用与经济效益。具体见表4。
采用MATLAB7.0编程处理数据,对表4中数据建立PPC模型。选定父代初始种群规模为n=400,交叉概率pc=0.80,变异概率pm=0.80,优秀个体数目选定为20个,α=0.05,加速次数为11,得出最大投影指标值为:1.119 8,最佳投影方向a*=(0.446 5,0.476 5,0.494 3,0.019 7,0.573 5),求得不同处理形式下综合评价的投影值z*(j)=(1.935 4,1.937 5,1.038 6,1.306 2,1.176 4,1.301 3,1.454 4,1.509 1,0.820 9,0.704 3,0.138 7,0.119 3,0.327 9,0.106 8,0.434 5,0.600 9,0.686 2,0.378 2,0.701 6,0.236 9)。将z*(j)从大到小排列,可得各个样本的优劣排序,按序号排列为: B2>B1>B8>B7>B4>B6>B5>B3>B9>B10>S9>S7>S6>S5>S8>S3>S10>S1>S2>S4。
根据最佳投影方向,可以进一步分析各个评价指标对综合评价结果的影响程度。将a*值进行排序得到各个指标的贡献率大小顺序依次为:经济效益,玉米产量,产值,水分利用率和投入费用。可见,基本上反映了实际情况。样本优序关系及投影方向见图2与图3。
基于RAGA的PPC模型在玉米节水灌溉集成技术经济效益评价中得以应用,不仅得出不同滴灌和覆膜方式的综合评判优劣排序,而且由优化投影方向反映出各个评价指标对各样本总体评判的重要程度,效果较好,结果令人满意。
4结语
(1)从产量上来看,相同覆膜和滴灌方式下的不同灌水量对玉米产量有较明显的差异,而且不同覆膜和滴灌方式下的相同灌水量对于玉米产量的影响最大。二者均以“大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田”集成模式产量高于“行间覆膜+露地滴灌+垄向区田”。
(2)从经济效益上来看,虽然两中集成模式在前期均有所投入,但“大垄双行覆膜+膜下滴灌+垄向区田”的相对收入要高于“行间覆膜+露地滴灌+垄向区田”。
(3)从水分利用效率来看,整体上大垄双行覆膜处理的各个小区的水分利用效率要高于行间覆膜处理,且增幅为6.7%～25.4%,更有利于保持土壤水分,提高玉米对水分的吸收,而且滴灌技术可以推广到干旱半干旱地区。
(4)基于RAGA的PPC模型在玉米节水灌溉集成技术经济效益评价中,各个评价指标对综合评价结果的影响程度大小顺序依次为:经济效益,玉米产量,产值,水分利用率和投入费用,基本上反映了实际情况。其中各处理中B2表现最好,为以后指导实践提供了依据。
参考文献
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五大节水技术模式 篇7
1 红旗镇不同类型节水灌溉的工程技术模式
1.1 新建井灌区节水增效灌溉工程技术模式
按照“以水定井, 统一规划, 合理开采, 严格管理”的原则, 在新建的井灌区发展节水增效灌溉。以开采有稳定可靠补给来源的浅层地下水为主, 将井灌建设和节水灌溉结合起来, 建设成节水型井灌区, 做到既促进农业的发展, 又防止地下水超采、环境恶化的结果。这种模式是:合理布井, 采用先进的成井工艺提高机井质量, 配套小型移动式喷滴灌机等节水灌溉设施。红旗镇按照这种模式可建成中心灌区26.7hm2, 辐射区80hm2, 项目区建成后灌水定额将会明显下降, 年节水预计10万立方米, 在全部农田实现全生育期灌溉的同时, 地下水将得到有效控制, 灌溉期间地下水位将基本保持不变, 可有效提高农业抗灾能力。由于取消了田间输水土渠, 还可节省渠道占用耕地面积。
1.2 灌区田间工程节水改造模式
由于红旗镇原输水渠道防渗衬砌率低, 田间工程不配套, 灌水方法落后, 是发展节水灌溉的重点区域, 特别是田间工程部分, 由于以群众投入为主, 是当前节水灌溉最薄弱的环节。因此, 这类灌区在对干、支渠等输水工程进行防渗的同时, 对田间工程进行节水改造。改造的模式是:对斗、农渠进行防渗衬砌, 平整土地, 重新确定沟渠规格, 采用小畦灌、沟灌、长畦短灌和波涌灌等先进的地面灌水技术, 并通过开展非充分灌溉、水稻控制灌溉、降低土壤计划湿润层深度和采用覆盖保墒等农业综合节水技术, 实现渠灌区全方位节水。
1.3 节水抗旱灌溉工程技术模式
由于七台河市处在十年九春旱的季节性缺水地区, 这类地区在农作物播种季节经常性地发生干旱, 而在其他生长季节或生育阶段降雨可满足需水要求, 如不采取抗旱灌溉轻者减产, 重者绝收。对这类地区, 采取的节水灌溉工程技术模式为:选用适宜当地的各种节水灌溉技术, 如坐水种、软管灌溉、轻小型移动式喷灌机组等和植树种草培肥土壤、覆盖保墒、合理耕作、采取节水灌溉制度相结合。红旗镇可采用坐水种节水抗旱灌溉模式, 利用行走式注水点播机, 将开沟、注水、点种、施肥、覆土一次作业完成, 主要用于玉米、大豆的抗旱点灌。
2 推广对策
2.1 加强宣传, 提高群众的节水意识
发展节水灌溉必须要加强对节水灌溉技术的宣传普及, 实现干部群众观念上的变革。由单纯的浇地向浇作物、科学节水转变, 用科学技术手段武装农业。同时, 做好节水灌溉的科技交流, 让群众认识到农业节水的必要性和重要性, 采用先进的取水、输水设施, 先进的微灌、喷灌机械, 先进的滴灌、渗灌、微灌方法, 提高水的有效利用率。
2.2 政策配套, 提高灌溉用水管理水平
由于节水法规制度建设相对滞后, 尤其是灌溉用水的市场机制不键全, 农用水价偏低, 不利于节水灌溉工作的开展。在推行节水灌溉中, 管理是最重要的环节, 也是目前最不为人们重视的环节, 重建设、轻管理仍是长期以来没有解决好的一个重大问题。当前, 灌区的农田灌溉水的水价仅为供水成本价的1/3~1/2。据有关部门统计, 目前在水、种、肥农业生产投入三要素中, 种子投入占27%, 肥料占34%, 而灌溉用水只占7%~9%。在一些引河灌区, 水费支出仅占平均纯收入的2.1%。由于水价太低, 导致农民不爱惜水, 不舍得在购买节水灌溉设备上花钱;由于水价太低, 灌溉管理单位收取的水费入不敷出, 反而鼓励农民多用水;由于水价太低, 水利工程难以维修更新, 工程老化失修、带病运行, 效益日趋下降。在节水灌溉管理中, 加快水价改革是最重要的管理措施。1998年中央水利工程供水出库价或河道取水的渠首价平均1.3分/m3;地方水利工程的平均供水价格 (批发价) 为2.9分/m3;农业用水零售价5分/m3, 适当提高水价, 逐步达到成本水价, 是水价改革的方向。目前不少灌区已开始适度提高灌溉用水的水价, 但达到成本水价还很困难。为避免因水价上提, 引起农业生产成本轮番上涨, 应实行鼓励节约用水的科学水价制度, 如容量和计量两部制水价和累进制水价, 对于浪费水资源的行为, 实行惩罚性水价。此外, 在水资源的合理调配和灌溉服务体系的建设方面, 也还远不能适应当地经济和社会发展的需要。因此, 要根据不同的生产条件对不同类型, 特别是小型水利工程因地制宜地实行股份制改造、承包经营、股份合作制、租赁拍卖等多种形式的产权制度改革。大中型灌区要积极推广用水户参与管理的经验, 通过提高水价和加强管理, 逐步实现以水养水, 达到节水的良性循环。要加强灌区内部管理, 精简机构, 分流冗员, 落实多种形式的经营管理责任制, 降低成本, 提高经济效益。
2.3 进一步强调因地制宜, 克服推广中的盲目性
目前可供选择的节水灌溉技术有很多种, 但都有一定的适宜范围, 必须因地制宜, 做好调查研究, 进行充分论证和多方案比较, 特别要考虑当地的实情, 选择最适合本地区发展的节水灌溉技术措施。尽管在发展节水灌溉的过程中, 主管部门一再强调要坚持因地制宜的原则, 但是当前各地在推广应用节水灌溉技术中, 仍然出现一些不恰当的做法。如:不按规律办事, 行政干预较多, 不根据需要和可能, 不充分征求农民群众的意见, 沿国道成线、成片修建仅为供参观用的所谓样板工程或旅游农业;有的农业节水灌溉工程本已有比较完整的低压管道输水灌溉系统, 又在上面重复修建喷灌工程, 上级参观时开喷灌, 实际生产时用管灌;有的井灌区已严重超采地下水, 形成地下水降落漏斗, 本应通过修建节水工程减少地下水用量, 改善和恢复生态平衡, 但却继续扩大灌溉面积, 地下水开采量不但不减少反而增加等。造成投入大量资金建成的节水灌溉工程不但不能发挥应有的效益, 而且还挫伤了农民发展农业节水的积极性或带来负面的社会效应。
3 结语
由于红旗镇地域广阔, 各村经济条件不同, 作物类型有别, 气候差异较大。因此, 发展节水灌溉要从各地的实际出发, 在充分考虑当地自然条件和农村社会经济水平的基础上, 因地制宜地选取各种适宜的节水灌溉技术和模式。发展节水灌溉是一项系统工程, 要将农业措施与水利措施相结合、工程措施与非工程措施相结合、软件建设与硬件建设相结合, 形成各种节水技术的组装、配套与集成。发展节水灌溉还应以经济效益为中心, 以提高水、土资源利用率和增产、增收为目标, 通过发展节水技术促进农业结构的调整、促进各种先进适用技术的应用、促进农业质量和效益的提高, 推进农业现代化和产业化进程, 实现农业增产、增收, 使农民得到更多实惠, 用显著的经济效益引导广大农民群众发展节水灌溉。
摘要：七台河市新兴区红旗镇的水资源现状急需发展节水灌溉, 通过多年来的实践, 总结出了适合当地特色的、不同类型区的节水灌溉工程技术模式, 如果能在生产生活中得到推广和应用, 将会取得显著的节水、增产、增效的效果。同时提出了推广这些节水灌溉模式过程中存在的一些问题及对策。
关键词：节水灌溉,技术模式,推广对策,黑龙江七台河,新兴区红旗镇
参考文献
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五大节水技术模式 篇8
1 黄土高原非耕地集雨利用技术的区域适应性评价
从雨水收集利用技术本身考虑, 只要有天然降水的地方, 这种技术都可以应用, 问题的焦点在于该项技术所带来的效益与其所投的资金是否合理, 如果投资过大, 单方面的造价很高, 显然不合理, 或者如果投资不大, 而汇集的雨水量很少, 所产生的效益很低, 这种技术也没有其存在的生命力。当然还有这种技术实施所带来的环境问题, 甚至还有一种情况, 既不需施加任何措施, 既可达到雨水资源化且可满足当地水资源需求的状况等。因此我们首先认为集雨利用是一个非常复杂的问题, 不能简单地说某一地区可以搞, 某一地区不能搞;而且从集雨利用技术体系本身来讲, 技术也不是单一的, 也不是一种简单的集流场+水窖+灌溉设施的利用方式, 而且要具体情况具体分析。
1.1 低雨量干旱区不宜发展补灌农业
对于多年平均降雨量小于300mm的地区, 不宜提倡发展集雨灌溉农业, 而且注重发展强化降水就地入渗技术与配套农艺高效用水措施;但可利用道路、庭院等雨水, 补灌经济作物, 但要因地制宜。因为这些地区多为干旱荒漠地区, 植被稀少, 甚至没有灌溉农业, 一般蒸发量在2000mm以上, 如果要发展集雨补灌农业, 则需要建造很大的集水面积, 成本很高;因此对于上述地区农业、扭转生态环境建设等用水主要提干开发地下水, 或采取异地调水的办法来解决, 仅靠降雨无法满足其需求。
1.2 半湿润区域或湿润区也不宜发展集雨补灌农业
年降雨量大于600mm以上的地区, 多为湿润或半湿润区, 降水相对充沛, 基本能满足作物需水要求, 作物只是在个别生育阶段存在水分亏缺, 进行集水补灌的边际水分率和投资效益不高, 一般不宜提倡发展集雨补灌农业。但对一些水土流失相当严重的山区和丘陵区, 尤其在暴雨季节, 山洪暴发, 甚至产生泥石流;即使在平原地区, 也因地下水过渡开采形成地下漏斗, 因此对于一些地区雨水集录的发展应重点放在以植被恢复为主的生态环境改善与工程建设方面。对于山丘区降雨地表径流的调节与控制, 应尽量减少地表径流的冲刷作用, 并达到利用的目的, 而对平原地区, 则要设法通过地表径流的调控补充地下水, 使之达到持续利用。
1.3 半干旱到半湿润偏旱区是集雨农业技术的最适发展区
对于多年降雨量在300~600mm的地区, 气候类型由半干旱区向半湿润偏旱区过渡, 在黄土高原地理位置上这种气候类型由西北向东南过渡, 主要集中在黄土高原中西部地区, 作物水分亏缺严重影响产量, 但降水量有一定保证, 通过集水对作物有限补偿灌溉可以明显提高其产量。尤其在严重缺水的山地丘陵区, 也是水土流失严重区, 水资源流失与干旱缺水并存是其面临的主要问题, 也是限制区域发展的主要环境因素, 地表径流的流失与冲刷是导致产生环境恶化的主要原因, 对于这一类地区必须大力发展集雨利用技术。
2 黄土高原雨水利用的适宜节水灌溉技术
由于受地形、降雨资源和经济条件的限制, 不可能用传统的地面灌水方法和某些节水灌溉方式, 也不可能进行充分灌溉, 只能实施灌关键水或救命水的局部灌溉方式, 最大限度地发挥灌溉水的效益。
2.1 微灌技术
微灌 (包括滴灌、微喷灌、涌泉灌) 由于具有省水节能、增产优质、适应性强, 可充分利用小水源等特点, 最适合雨水利用中采用。由于多以一口窖 (窑) 为一灌水系统, 控制面积不大, 规划布置及设计计算较简单, 除对面积较大的窖群要统一考虑规划设计外, 一般不需繁琐计算。
2.1.1 选择适宜的微灌形式
根据窖 (窑) 区地形、土质、作物等情况, 选择适宜的灌水方式。对于菜园 (包括塑料大棚和日光温室) , 适宜用滴灌。对于果园, 适宜用滴灌、微喷灌和涌泉灌。蒸发量大的地方, 不宜用微喷灌。对于庭院种植的花卉、食用菌等, 可考虑用微喷灌。对于粮、棉、瓜类作物, 适宜用滴灌。
2.1.2 选择微灌类形
为节省投资, 有条件的地方, 首先考虑自压方式, 没有自压条件时, 根据经济和电源状况, 考虑用人工手压泵或微型电泵抽水。根据控制面积、作物种类选用固定式或移动式类型。果园、花卉、食用菌、瓜类等, 因行距较宽或灌水次数较多, 经济效益又高, 一般采用固定式。对于密植作物或一些面积较小的庭院种植业, 多采用移动式。
2.2 抗旱坐水种技术
北方干旱、半干旱地区, 在作物播种时期由于雨水少, 土壤墒情差, 往往造成出苗晚或缺苗断垅, 甚至不出苗, 严重影响农业生产。为了保证出全苗、出壮苗, 采用一种称为坐水种的方法。作业程序是刨穴 (或开沟) 、注水、点种、施肥、覆盖和镇压。采用这种方法, 可以适时播种, 提高播种质量, 达到苗齐苗壮的目的, 出苗率可达95%以上, 并能提高抗旱能力, 提高肥效, 促进早熟增产。
2.3 地膜集流穴灌技术
该技术是在抗旱坐水种的基础上进行的, 其作业程序为盖膜;放风;放苗至地膜外;将播种坑扩大为30cm直径的锅形集流坑穴;用砂子封闭播种坑;通过锅形集流坑穴的低洼集水作用收集降雨时降到其它部位地膜上的水, 达到集流穴灌的目的。
2.4 注射灌溉技术
采用特制的灌水器, 直接向根区土壤注水 (或水肥溶液) 的一种方法。安装在农用喷雾器上, 依靠喷雾器的打气压力, 通过喷咀将水注入到作物根区。其特点:一是灌水、追肥、根区施药可以一次完成;二是适宜干旱地区的果树、瓜类、玉米等稀植作物灌关键水;三是可根据作物长势情况进行定量灌溉, 苗期少灌、浅灌、旺盛期多灌、深灌。
2.5 瓦罐渗灌技术
瓦罐渗灌的灌水器是用不上釉的粗粘土烧制成, 四周有微孔 (也有在罐壁按一定间距钻1mm微孔的) , 灌水时需人工向罐内注水, 水从罐四周微孔渗入, 借助土壤毛细管的作用, 水渗入到作物的根区。瓦灌埋深30~40cm, 底面不打孔, 罐壁厚4~6cm, 上口加盖, 盖中心留一10mm的圆孔, 供排气和向罐内注水用。渗水半径随土质不同可达30~40cm。瓦罐制造工艺简单, 可就地取材, 造价便宜。适宜在株行距较宽的作物, 如果树、瓜类、玉米上进行抗旱保苗或关键水用, 播种时随即埋上瓦罐, 果树应埋设在树冠半径的2/3处。
摘要：立足于黄土高原, 以雨水资源为研究对象, 在系统分析和总结相关环境效益评价研究成果的基础上, 对雨水利用环境效益、指标的量化以及评价等进行了研究和探索。提出:旱区的黄土高原中西部丘陵区和石质山区是集雨农业技术的最适发展区;低雨量干旱区利用非耕地集雨技术具有一定的区域适应性;半干旱到半湿润偏旱区不适宜发展集雨补偿农业;半湿润区域和或湿润区也不宜发展集雨补灌农业。
关键词：黄土高原,集雨节灌,雨水利用模式
参考文献
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