陕西省节水灌溉试验研究存在问题与建议

2014-08-15李志军蔡焕杰胡笑涛张富仓

陕西水利 2014年6期

李志军蔡焕杰胡笑涛张富仓

（西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌 712100；中国旱区节水农业研究院陕西杨凌 712100）

近年来，随着我国水资源的日益紧缺，农业用水比例下降，相应的农业结构、作物布局和耕作栽培技术均发生了较大变化，传统的仅仅追求单产最高的丰水高产型农业正在向节水高效优质型农业转变，作物灌溉也由传统的丰水高产型灌溉向节水优产型非充分灌溉转变[1]。陕西省地处干旱半干旱及半湿润地区，农业灌溉方式、灌溉技术和种植结构变化较大，面临着节水灌溉技术研究及推广应用中的诸多共性问题，所以分析研究灌溉试验中存在的问题及解决方法，并尽快开展相关研究，对加快陕西省节水农业发展，实现环境资源的协调与社会进步具有重要意义。

1 陕西省节水灌溉试验研究的现状

陕西省最早系统性的开展灌溉试验研究是在1953年，在各大灌区及陕北榆林、延安，陕南的汉中、安康等气候、作物种植结构差异较大的特征地区建设了15个试验站，结合全国的灌溉试验研究，开展了作物需水量、作物的适宜土壤水分、灌溉制度、灌水技术以及地下水利用等方面的试验观测工作，并在灌区用水管理方面，开始根据供水和需水的预报，编制灌区用水计划，取得了许多重要的成果[2]。20世纪80年代后，由于灌区体制改革、试验站管理不到位以及经费等方面的原因，全省协同灌溉试验研究工作没有持续开展。一直以来，陕西省灌溉试验中心站依托西北农林科技大学农业水土工程研究平台，立足陕西，面向我国西北干旱与半干旱地区，在旱区作物高效用水生理调控、低压滴灌、山地灌溉、农业虚拟水与作物水足迹演变、渠道防渗抗冻胀与量水技术等方面进行了大量的理论研究和技术创新，为陕西节水灌溉试验研究提供了较好的技术及人才支撑。

2 陕西省节水灌溉试验研究存在问题

从全国范围来看，尽管节水农业技术研究已经取得了重要进展，但在不同地区和情况下，推广应用中仍存在诸多重要的瓶颈，主要表现为：缺乏不同灌溉分区节水农业发展的基础数据资料积累和对农业用水状况的有效监测与控制；从纯基础到应用层面的应用基础研究还不充分：信息化技术应用水平较低，农业节水管理的信息采集、传输的可靠性差等[3]。通过对陕西省的灌溉试验研究进行分析，主要存在以下四个方面的问题。

2.1 未进行长系列、系统性、代表性的节水农业基础数据采集

进行节水灌溉研究需要长系列的灌溉农业基础数据作为支撑。长期以来，由于陕西省灌溉试验站网还没有建立和运行，陕西省当前的数据观测基本上是局限于各相关单位课题及项目研究的需要，项目一结束数据就停止观测，数据量小，更未形成长时间的数据系列，区域代表性差。另外，数据观测和采集方法不统一，主要数据观测仪器型号规格不同，数据观测的标准化、规范化程度较差。在灌溉农业数据采集的作物选择上，当前陕西省能查到的数据，基本上是各单位根据各自承担任务的需要而选择的试验作物，数据采集点、采集时间、采集项目等的选择，都无法代表陕西省主要特征气候区域内的代表性作物，这样导致的结果是，无法进行长系列、规律性的研究与分析，更无法代表区域内灌溉农业所涉及的气候、作物、管理及经济效益水平。

2.2 非充分灌溉条件下的作物需水规律及非充分灌溉制度研究不够全面和深入

随着大量新技术的开发与应用，农田灌溉条件已发生了很大的变化。灌溉基础设施不断得到完善，特别是喷灌和微灌技术的应用，使农田供水和用水过程发生了质的变化。另外，过去占主导地位的粮食作物的种植比例在大幅度下降，而经济作物和饲料作物的比例则在不断增加，作物种植结构也更趋于多元化。近年来，陕西省经济林果面积有了很大的增长，2012年水果种植面积达1327.4万亩，是1978年的12倍，总产量达940.2万t，是1978年的42倍，其中，苹果业种植面积全国第一，蔬菜、茶叶、蚕桑、中药材、花卉等区域特色产业种植面积也有了很大增长。种植结构的变化，使当地的需水状况发生了较大变化，但对这些种植结构新成员的需水规律及灌溉管理技术还未进行深入细致的研究，缺乏基本的具有指导性、可操作性的非充分灌溉制度及技术实施方案。

2.3 不同节水灌溉技术灌溉效应对比、技术集成等还缺乏系统性研究

经过近30多年的研究发展，我国已初步建立了较为完备的节水灌溉技术储备，但对于陕西省来说，不同节水灌溉技术对不同地区的适用性研究及几种技术的对比应用效益研究还未得到系统性的开展，使得各地在节水灌溉技术选择上存在盲目性和随意性；而且各灌区技术应用程度较低，节水灌溉技术的有机集成还未成体系，特别是节水灌溉技术、农艺节水技术和用水管理技术组装配套应用后的整体效益难以发挥，且在各单项技术之间缺乏有机的连接和集成，缺乏适宜于不同气候区域及水土条件的节水农业标准化技术集成体系和高效应用模式，导致节水农业技术体系的整体效益难以发挥，这方面相关研究不够系统和全面。

2.4 节水灌溉新技术推广及应用体制还未形成，服务体系不健全

近年来，我国已经初步形成了适合不同类型区发展节水灌溉的工程技术模式，节水灌溉技术有较大面积的推广应用，但节水灌溉新技术推广及应用体制还未形成。由于灌区实行水费收入与效益挂钩，又没有专门的技术推广资金，不能调动管理单位节水的积极性，节水灌溉技术推广在灌区存在阻力。另外，没有建立专门的节水灌溉技术推广体系，导致节水灌溉技术知识不普及，培训工作滞后，技术队伍单薄，推广技术的措施单一。对于技术推广中存在的问题研究不够深入，缺乏具体的改进措施。

3 开展陕西省灌溉试验研究的几点建议

3.1 尽快开展节水农业基础数据的采集与监测

节水农业基础数据是反映陕西省当前节水农业发展状况的重要依据，是评定区域节水农业发展效果及效益的重要指标，所以必须建设全省灌溉试验站网体系，由陕西省的中心站、重点站，采用统一的标准，在各农业生态区域范围内选择若干基础数据采集点，定期采集节水农业相关的灌溉水量，灌水次数，农业气象等基础数据，进一步分析计算作物水分利用效率、灌溉水利用系数、灌溉投入产出效率等方面的指标，以反映代表区域的水资源利用状况和灌溉农业生产水平，为区域水资源利用规划及有关政策法规的制定和管理提供服务。

3.2 开展全省各特征区域的作物需水规律及非充分灌溉制度的协作研究

全省应采用统一协作试验方案，由中心站组织各重点站对气候特征地区的主要农作物、规模种植的经济作物及林、果作物开展定位研究，系统确定新的品种、新的灌溉模式及较高的产量水平下作物的需水量及需水规律，以及相关的优化灌溉制度、灌溉控制指标、作物水分生产函数等项目进行研究。进行主要粮食作物限水条件下的灌溉控制指标研究，建立陕西省代表区域的适用于主要粮食作物的非充分灌溉制度及田间标准技术操作规范，为高效用水技术措施及综合技术模式的制定，提供必要的基础数据资料。开展高效设施农业主要经济作物需水量、需水规律制度研究，为设施农业发展和灌溉用水管理提供基础参考资料。

3.3 开展不同节水灌溉技术灌溉效应研究及节水灌溉信息化与智能控制技术配套研究

随着陕西省近几年水利重点县高效节水灌溉项目的实施，高效节水灌溉面积逐年加大，同时对灌区及设施的信息化管理业提出了较高要求，有必要结合陕西省各灌区主要作物、水源条件，在不同代表性区域开展节水地面灌、喷微灌等灌溉技术的节水效应试验，以及不同节水灌溉技术组合的节水效应及其作物生理生态指标变化试验。要针对目前大力发展高效节水灌溉的现状，在重点研究当前较先进的节水灌溉设施的选择与使用、高效节水灌溉新技术与灌溉用水科学管理的单项技术的同时，再研究这些技术要素之间的最优组合方式，并进一步集成现代信息技术、传感器技术、智能控制等技术，开展农业用水基础数据监测网络与共享、作物需水信息感知、渠系水情信息监测与智能输配水、大田作物及设施农业精量灌溉控制等技术的研究和应用。

3.4 加强节水灌溉新知识、新技术的传播与推广

陕西现已发展高效节水灌溉面积1322万亩，但低压管灌、喷灌、微灌及其他节水技术所占面积仅451万亩，高效节水灌溉的推广仍较为缓慢，需要充分研究节水灌溉技术推广中的体制、资金以及技术人员培训问题。建立以灌溉试验站网为基础的节水灌溉技术推广体系，将新的节水灌溉知识与技术，以及结合当地实际开发的农业节水新措施与模式，如节水耐旱品种、节水高效灌溉制度、节水灌溉综合技术等，在试验站所在地区进行示范、推广，指导和促进当地节水农业的健康发展[4]。