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節水滴灌實際應用與發展的幾點分析

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作為節水效果最好的灌溉技術之一,滴灌在我國引起重視並得到了前所未有的推廣與應用。特別是最近10年,其發展速度之快居世界前列,推廣面積從九十年代中期的數十萬畝發展到2005年底的600萬畝左右。相信伴隨社會主義新農村建設的推進和建設節約型社會的發展要求,滴灌技術的應用會更加普及。為促進滴灌技術健康發展,筆者結合現實情況,提出如下一些分析意見和大家共同思考。

節水滴灌實際應用與發展的幾點分析

一、應用優勢的分析

1、提高節水效果是滴灌推廣的基本出發點。毋庸質疑,國內政府和用户紛紛接受並採用滴灌的初衷就是看到這項技術具有顯著的節水作用。文獻報導和相關試驗表明,與傳統漫灌相比,滴灌可以省水50%-80%,一畝漫灌的耗水量能滿足2-4畝滴灌用水,這對我國廣大缺水地區無疑具有吸引力。使用滴灌有效避免了輸水過程損失和深層滲漏損失,局部濕潤減少了地面蒸發,低灌水速率避免了徑流損失,且幾乎沒有噴灌和微噴灌出現的空中水分漂移。在北方特別是西北沒有灌溉就沒有農業的乾旱地區和集雨農業地區,推廣滴灌的意義顯而易見。但是,由於缺乏節水意識,加上運行管理不力,實際上已建工程的滴灌節水率普遍沒有達到設計的節水效果,其節水潛力值得挖掘。水價低廉的現實遠未能喚醒基層的節水意識,該節約的水沒有很好地節約下來。

2、優質的灌溉質量是增產增收新的保障條件。推廣實踐表明,用户採用滴灌,節水不是唯一的目的,有時甚至不是主要目的,關鍵是要通過使用產生效益,這才有吸引力。滴灌能按照作物需水規律適時適量均勻灌水,使作物根層土壤經常保持最佳的水分、通氣和養分狀態,為作物生長髮育創造了良好環境。而且滴灌結合施肥非常方便,肥料可以根據作物消耗直接施到作物根系附近,使土壤養分保持在最佳平衡狀態,省肥30%,增產20%~100%。另外,滴灌還能有效改善產品質量和收穫期。憑藉滴灌優異的灌水效果尋求增產增收已經成為現實,應該説這也是用户一個最重要的願望。沒有利益的驅動,滴灌不可能得到長足發展。農民常説:節水是政府的事,省錢增收才是自己的事。

3、嶄新的生產環境強化了人的調控功能。採用滴灌技術,無疑是實現了種植技術的一次革命,帶給生產者對生產過程控制的全新感受。温室大棚中使用滴灌能明顯降低濕度20%,保持冬季地温相應節能30%。工作環境發生很大變化,温室大棚裏冬季灌溉見不到霧氣,作物行間土壤乾爽,便於行走勞作。局部灌溉既能有效地抑制雜草生長,又能減少病蟲害交叉傳染。而且滴灌作物生長整齊,大田裏便於機械化收穫。滴灌還有一個很大的優點是在傾斜地塊實現均勻灌溉。即使在坡度為25%的陡坡地上,也可以採用壓力補償滴灌系統進行均勻灌溉。管道可以直接佈置在坡地和地勢不平的地段進行灌溉,不需要象漫灌那樣精心平整土地,築埂打畦,節省了勞力。特別是採用自動灌溉控制後,灌水變成一件十分輕鬆的工作,而且一個人就能控制百畝甚至上千畝的面積。滴灌技術應用正在改變着農業生產的調控能力。

二、應用對象的分析

滴灌目前主要應用在大田棉花、温室大棚、果園及綠化帶等。近年來,滴灌應用領域出現了一些新的變化勢頭,如,由温室大棚滴灌室內小單元滴灌向室外露地的大單元滴灌擴展;由蔬菜滴灌向多種經濟作物滴灌延伸;除了高附加值作物滴灌,一般作物滴灌也開始有應用。此外,城市和道路綠化地帶、礦山等非農領域也開始嘗試應用滴灌技術。歸納起來,國內滴灌應用主要有下列三種應用對象類型。

1、室內滴灌主要指應用在沒有自然降水的日光温室、連棟温室和塑料大棚等室內的滴灌。室內滴灌系統推廣目前主要分佈在北方地區的日光温室、連棟温室和塑料大棚。日光温室一般長度50~120m,寬5~13m,目前普遍是採用南北短壟布管,每條滴灌管鋪設長度約5~10米。盆栽花卉較多采用滴箭滴頭,比較靈活,有利於調整灌水位置。為節省能源,便於農户小規模分散滴灌,日光温室重力滴灌技術在一些地區也開始應用,每棟温室安裝重力滴灌系統一套,管理便捷。室內作物生長期短,種植品種雜茬口多,換茬時要求滴灌管行距應隨之調整。事實上滴灌管行距調整完全滿足種植要求是有難度的,所以有的用户不得已只好增加其它灌溉方式補充。就是説,滴灌在温室內部幾乎不能做到週年利用,僅僅適用一部分株行距規範的作物。

2、果園滴灌果樹是多年生植物,非常適合滴灌一次鋪設多年使用的特點。目前果園滴灌系統已經推廣應用到山地或平原的多種果樹種植,如葡萄、蘋果、梨、柑桔、桃、板栗等。果樹植株一般較大,行距多在3~6米,株距多在1~4米,多年生長,不需要調整滴灌管的行距,和温室滴灌相比具有很大的優越性。目前常用的果園滴灌灌水器有兩類:一是管上式滴頭或壓力補償滴頭,特別是壓力補償式滴頭能滿足不同壓力下均勻灌水的要求,適合山區或地勢起伏大的果園。二是壓力補償和非補償滴灌管,安裝比較方便,更適合株距小且整齊的果樹。果樹為多年生作物,要求滴灌管壁厚相對厚一些,使用壽命應達5~10年。目前果園滴灌中以小株距的葡萄樹滴灌應用較多。鑑於滴灌流量小,灌水時間長,蘋果等大株距果樹的灌溉上用户往往更傾向採用小管出流或微噴,這也使得滴灌在果樹應用範圍上受到一定限制。

3、大田滴灌相比之下,大田滴灌起步較晚,但最近7-8裏年發展很快,主要集中在西北尤其是新疆的棉花產區。新疆的滴灌發展可謂創造了我國滴灌史上的一個神話,吸引了全國乃至全世界的眼球,一時間,全國滴灌看西北,西北滴灌看新疆。新疆棉花產區屬於典型的灌溉農業,沒有灌溉就無法種植,節水自然成為重中之重,造就了發展滴灌的獨特環境。特別是兵團農場面積大,種植連片,機械化水平高,人員素質較好接受能力和管理能力強,為滴灌應用提供了良好的條件。大田作物單條距離長,滴灌灌溉均勻的優點得以充分體現,而且容易實現機械作業鋪放滴灌管,施工效率大幅度提高,受到歡迎。這幾年由於國內市場上出現了價格低廉的薄壁滴灌管,壁厚僅0.15~0.3mm,使一次性畝投資由1000元下降到500元甚至更低,使得棉花等經濟作物有可能大面積採用滴灌。目前,新疆棉花普遍推廣膜下滴灌,地下滴灌少量應用。大田除了棉花,加工型番茄、苜蓿等種植也開始進行滴灌應用。從發展情況看,全國大田糧食作物大面積採用滴灌的可能性仍然不大,選用滴灌的仍將是那些經濟價值稍高的大田經濟作物。新疆的成功給我們太多的啟示和鼓舞,但並不意味着其它省市可以輕易照搬和模仿。因為新疆兵團特有的管理機制是其它許多地方所不具備的。

此外,近年公路鐵路沿線和荒漠風沙治理綠化也開始陸續採用滴灌,設計佈局和果樹滴灌類似。滴灌還進一步應用在城市綠地林木、屋頂花園及金礦礦石浸淋等非農領域,儘管用量較少,但卻為滴灌的今後推廣提供了更為廣闊的市場切入點。

三、制約因素的分析

滴灌技術固有的優勢已經在我國方興未艾的推廣過程中得以體現。然而,我們又不得不承認,推廣過程中還存在着太多的因素在牽扯制約,使滴灌效果的發揮打了折扣。

1、盲目追求低造價降低了滴灌工程應有的功能和質量。在各種節水灌溉工程造價中,滴灌的造價在絕大多數情況下無疑都是最高的。儘管最近幾年隨着滴灌管國產化步驟加快,滴灌畝造價也降至500元左右,但比起其它灌溉技術仍嫌較高。由於農村用户獨立承擔滴灌工程投資的意識淡薄,政府扶持資金有限,加上地方政府配套資金有的不到位,造成滴灌工程資金普遍不足,許多地方出現了盲目追求低造價的勢頭。一方面,各種原材料在連續漲價,另一方面業主又在拼命壓低工程造價,其結果只能是簡化滴灌系統配置、選用低等級管道、施工質量下降,造成系統功能不全,管網三天兩頭維修。難怪有人稱現在的滴灌項目招標就是一場低價大戰。

2、小規模農村種植管理模式制約滴灌系統合理有效使用。目前,滴灌用户主要有三類,一是的國有或集體農場;二是新興的農業股份公司;三是農村成片温室大棚種植户和果樹種植户。農場和農業股份公司利於統一管理,輪灌製度有保證,滴灌效果突出。然而,那些大量分散經營的農户自身面積都很小,很難成片,相互之間不易協調,滴灌推廣使用面臨不少困難。農村原有機井基本上是按管灌或渠灌方式佈置,使得一家一户獨立搞滴灌缺乏基本的水源配套條件。滴灌滴水時間一次長達5-15小時,少量農户搞滴灌容易出現大馬拉小車,省水不省電,造成單位面積耗電增加。就成本開支而言,農户更關心耗電多少,並不太在意節水量大小。以至於有的地方政府為農民配套了滴灌設施,可農民使用的積極性並不高,個別的甚至還拒絕使用仍沿用原來的灌管和渠灌。該現象值得反思。

3、滴頭堵塞一直困擾滴灌系統的正常應用。滴頭流道直徑一般小於1mm,防堵塞一直是滴灌面臨的主要困難之一。滴頭堵塞主要是由懸浮物(沙和雜質)、溶解鹽(主要是碳酸鹽)、藻類有機物等引起。目前市場上過濾器品種少,規格不全,即使配套過濾也主要解決泥沙等物理性堵塞,生物堵塞和化學堵塞解決缺乏招術。調查中發現,一些工程設計過分簡化了過濾器配置,過濾功能不強;有的用户對過濾器作用認識不足,私自取消網式或疊片過濾器的濾芯。據查,現有報廢滴灌工程中有1/3的原因是過濾出了問題。此外,目前適合滴灌用的肥料很少,多數肥料溶解性差,也是滴灌出現堵塞問題的一個原因。可以説,滴灌技術發展的歷史本身就是一個如何有效克服滴頭堵塞的漫長過程,這一點與其它灌溉技術存在本質區別。

4、滴灌和農藝的矛盾降低了滴灌的作用。大家越來越發現,由於滴灌行距調整困難,其使用範圍正在受到農藝栽培模式的制約。温室裏滴灌主要適合番茄、黃瓜等行栽蔬菜,滴灌管也大多按這些作物行距佈置。當密植油菜、白菜、芹菜或育苗時,滴灌管行距被迫變窄,結果用管量多,成本增高,使用也不方便。特別是變換行距、行向後,滴灌管的行距、行向也要跟着相應變化,很難做到滴灌-種植相互適應,非常被動。農户一家一棟或二棟大棚温室,面積小,自主經營,種植作物品種雜,換茬勤,很大程度上制約了系統的有效運行和購置使用滴灌設備的積極性。調查過程中,經常在農村温室裏看到鋪放凌亂的滴灌管和閒置在一旁的滴灌管,説明使用的效果並不太理想

5、技術指導薄弱,用户認識有限,盲目滴灌效果差。由於滴灌屬於新的節水技術,講求少灌勤灌,和傳統灌水方式相比差別較大,各種作物應何時灌水,一次灌多長時間,如何滴灌施肥,農民不能一下子完全理解和準確掌握操作要領。調查中看到使用時操作人員隨意操作,很多運行操作不到位,管理較粗放,灌溉制度形同虛設。當地農業技術推广部門也普遍缺乏滴灌相關知識,很難給農民正確及時的指導。而且滴灌廠家和承建單位又大多隻重視設備安裝,忽視後期對用户的技術指導和培訓。建設和使用環節脱節,導致滴灌應有的作用沒有完全發揮出來,影響了滴灌的聲譽,令人惋惜。

6、維護修理滯後拖了滴灌系統運行的後腿。目前滴灌推廣中普遍存在重建設、輕管理現象。一旦建設項目完成驗收結款就算萬事大吉,缺乏配套必要資金建立相應的維修管理支撐體系。使用過程中缺乏必要的維護檢查,容易留下隱患。當出現管網損壞漏水或設備故障後,用户要麼不知如何修理,要麼當地買不到可供維護替換的器材,有的甚至根本無錢購買,結果是做不到及時修理。因為局部管道管件損壞造成整個系統停用甚至報廢的例子並不鮮見。當然,目前滴灌器材質量良莠不齊,部分器材根本達不到製造標準,也給維護修理增加了難度。

四、建議

滴灌是一項好的節水技術,具有良好的市場潛質。滴灌技術推廣既有其優勢,也存在一定侷限性,應該因地制宜客觀實際地發展滴灌技術。提出以下建議供大家參考:

1、不能單純地為立項目而發展滴灌。滴灌工程的論證設計必須科學合理,講求實用性和系統性,切忌盲目立項,用於不適宜的作物和地塊,要充分顧及當地滴灌協調管理能力。合理立項後,要加強系統設計配置上的監管,除了合理佈局滴灌管、滴頭等灌水器,還應合理配備過濾、施肥、調壓控制及監測等設備,絕不能為節省投資而任意減少或簡化設備環節。預計今後滴灌畝造價繼續降低的空間越來越小,不能一味單純追求降低造價。滴灌推廣不能搞運動強迫農民接受。實現農民自主大量投資滴灌和使用滴灌還需一個較長的過渡階段,對此,應有清醒認識,不可一蹴就。

2、滴灌工程不僅要建設好,更要管理使用好。要按三分建設,七分管理原則管理好,做到建設一處,完善一處。既要重視項目立項,也要重視項目驗收;既要抓好設備安裝,也要配套運行管理制度,搞好操作培訓,完善後續管網維護。滴灌設計施工單位要建立健全工程回訪機制,派人進行長期跟蹤指導。同時要積極探索並形成科學有效的當地滴灌灌水制度和用水管水運行機制,通過建立用水者協會等形式建立良性灌水利益機制,使滴灌技術管好用好,真正做到增產又增收,節水也節能,讓用户切實獲得滴灌帶來的種種利益。國外如以色列的農業灌溉技術服務體系的做法值得學習和借鑑。

3、要講求滴灌技術與種植技術及其它節水灌溉技術的融合應用。切忌一説滴灌最省水,就説滴灌最好而排斥其它技術。實際上許多場合滴灌自身有侷限,如温室大棚裏,僅有滴灌是不夠的,葉類菜採用微噴更適合;在某些大株行距的果園,小管出流或微噴或許更好些;在地塊分散的農户種植,管灌方式雖然粗放,可便於管理協調,農民照樣歡迎。滴灌的特點是省水,流量小,一次運行時間長,灌溉制度繁瑣,而且滴頭容易堵塞,滴管妨礙耕作,維護管理難度大。這些特點應能符合農民現實的接受水平。如果不適應,應該推薦其它灌溉形式。同時應積極想辦法探索適合滴灌與農藝相適應的栽培模式。國內外成功的實踐表明,僅僅在現有的種植上鋪上滴灌管是不夠的,必須根據滴灌的特點形成一整套的新的栽培技術模式。

滴灌的市場發育還很不完善,相當長一段時間裏,還需要依賴政府的扶持、調控和引導。對於發展滴灌,廣大農村用户總體還缺乏主動性,節水認識不到位,自主投資的能力仍十分有限。那麼,如何利用好已有的大大小小的滴灌工程,正確示範引導農民提高節水意識,進一步規範工程質量,走出一條適合我國國情的發展滴灌的適宜路子,值得大家特別是業內人士共同思考。