新疆滴灌工程运行管理存在的问题及解决对策

王成福，景少波，罗浩

新疆滴灌工程运行管理存在的问题及解决对策

王成福，景少波，罗浩

（新疆水利科技推广总站，新疆乌鲁木齐830000）

节水灌溉是实现新疆农业可持续发展的战略手段之一，是经济结构转型的重要基础。针对滴灌发展中存在的滴灌系统运行管理模式落后、先进的灌溉制度和施肥制度不合理等关键问题，在调研的基础上做了深入分析，从改变生产力与生产关系不适应根本点出发，提出在加强输配水硬件基础设施的基础上，寻求适合的滴灌系统运行管理模式，才能将灌溉制度、施肥制度、自动化技术等先进的节水配套技术应用于实际生产中，从根本解决节水灌溉提质增效问题，使新疆的名优特产的品质更加提高。

滴灌工程；运行管理；自动控制；灌溉制度

在国家西部大开发优惠政策扶持下，新疆土地资源得到了充分开发利用，尤其是在农业种植方面，需要大量的水资源进行农业灌溉，然而新疆处于西北内陆干旱地区，水资源有限，且时空分布不均。

随着社会经济转型，新型城镇化、工业化的发展，对水资源的需求越发紧迫，在这种情况下，政府以期通过农业节水将节余的水量用于发展工业和服务业。“十一五”、“十二五”期间，地方和兵团田间高效灌水技术发展迅猛，截止到2016年，滴灌和高效灌水技术应用面积已突破4000万亩，但是，在高效灌水技术推进过程中，先进的灌水技术与落后的灌溉管理模式不适应，导致未能发挥应有的效益，这是当前急需解决的关键问题[1-2]。

1 新疆滴灌工程运行管理存在的主要问题

新疆属内陆干旱地区，多年平均降雨不足200 mm，多年平均蒸发量高达1261 mm～2704 mm，为年降水量的10～15倍，日益紧缺的水资源和独特的自然条件为新疆农业的可持续发展带来巨大挑战，随着农业灌溉技术的发展，节水型农业成为当前最好解决办法，尤其是膜下滴灌技术的成熟，为大面积推广滴灌节水技术创造了条件。在新疆，兵团是农业节水技术发展的先锋队，其在节水技术发展中面临的问题具有代表性，为解决地方节水技术发展提供参考。

1.1 先进的灌溉技术对应着落后的管理模式

随着新疆经济实力的不断增长，土地资源得到了高度开发利用，为提高田间灌溉水的效率和满足农业生产的可持续发展需求，节水灌溉技术得到了快速发展，先后经历了管道灌溉、无压滴灌（俗称“小白龙”）、滴灌、地下滴灌、小流量滴灌等发展过程，当前应用最多的为滴灌技术，而在实际滴灌系统运行管理模式依然落后，未能随着滴灌技术的发展而发展，导致传统配水与现在灌溉系统渠系配水不配套、滴灌灌溉制度未落实等问题，未能充分发挥节水增产效益。一方面，滴灌灌溉制度客观要求很高的灌水保证率，尤其是渠灌区，调配水情况决定了灌溉制度的选择，当前在作物需水集中期，存在着调配水困难等诸多不利因素，因此只有充分合理开发利用水资源，完善渠系配套，先进的灌溉管理技术才能得到保障，才能使现有的灌溉系统更好地发挥效益，使地方和兵团各农牧团场可持续发展[3]。另一方面，当前滴灌系统管理主要由农户自行管理，自身缺乏灌溉技术、施肥技术、农艺措施等专业知识，作物是否需水、是否需肥根据传统灌溉经验来决定，达不到滴灌要求的精细化管理、精准灌溉施肥的要求。除此之外，一个合理的滴灌系统需要具备一定的规模，约700～1000亩，而一家农户的土地多则几十亩，少则几亩，一个建成的滴灌系统往往覆盖了几十户，集约化程度不高，除了统一灌水之外，统一施肥，统一田间管理还未实现，仍为“各家自扫门前雪”，不利于发挥滴灌的效益。寻求一种合适的管理模式，既能将田间灌水与渠系配水结合起来，又能实现田间内部的统一管理和经理，仍然是当前一段时期面临的主要问题。

1.2 施肥制度影响肥料使用效率

随水施肥是普遍采用的一种施肥方法，滴灌技术将肥料的使用率推向一个新的高度，灌溉制度与施肥制度运用是否合理决定了作物的产量和品质。先进的灌水技术不仅适时适量灌溉，而且实现了精准的施肥灌溉，根据作物的需肥规律进行施肥灌溉，可以进一步改善农作物产量和品质。以棉花种植为例说明：目前北疆皮棉产量为150 kg/亩，滴灌与施肥同步进行，每次施用尿素3 kg/亩，尿素用量为33 kg/亩。南疆皮棉目标产量为200 kg/亩，尿素用量45 kg/亩～50 kg/亩。磷肥和钾肥可以通过底肥施用，但尿素底肥不应超过5 kg/亩。经调查，普遍存在底肥施量过多的现象，个别地区达到20 kg/亩，而棉花生长期滴灌肥仅需10 kg/亩～15 kg/亩，在滴灌过程中，如果水量超过20 m3/亩/次，在30 m3～40 m3/亩/次条件下，将产生深层渗漏损失，既浪费了肥料，污染地下水，又使作物减产[5]，得不偿失，目前急需解决灌溉制度与施肥制度匹配问题。

1.3 灌溉制度影响作物品质和产量

滴灌技术的核心理念是“勤灌少灌”，在作物的不同生理阶段根据作物的需求灌溉不同的水量，即采用高频次低水量的灌溉方式，才能更接近于作物水分需求过程。比如在某作物的滴灌过程中，传统滴灌大约灌溉10～12次，灌水定额30 m3，灌溉定额将大于300 m3，如果采用先进的滴灌灌溉制度，整个生育期要求滴灌20次，甚至更多，灌水定额10 m3～20 m3不等，灌溉定额约250 m3～300 m3，相比传统滴灌灌溉制度，先进的灌溉制度效率更高，更节约水量，同时增加作物产量。研究表明，滴灌条件下采用传统的灌溉制度将会牺牲农作物产量和品质[3-4]。

新疆的林果业发展迅猛，尤其是环塔里木盆地的林果业，但要进一步提高竞争力，还需提高果实品质，优化灌溉制度和施肥制度为实现果树的优质高产提供了解决方案。新疆果树滴灌品质和产量不高或不成功，纠其原因，主要是灌溉制度不合理。果树滴灌根系深约1 m，壤土条件下可储存水量为24 m3/亩，满足作物蒸腾，果树的行间距为4m～6 m，湿润比为0.3～0.5，实际存储水量仅7m3/亩～12m3/亩，低于大田棉花的储水量12m3/亩～15m3/亩，因此果树灌溉间隔应为2～3天，灌水定额8m3/亩～12m3/亩，沙壤土应该1～2天灌一次，灌水定额5m3/亩～8 m3/亩，而且需每次随水施肥，尤其在盛果期，施用钾肥提高果品的品质和产量。农户在果树滴灌系统管理中，8～10天灌溉1次，每次灌溉20m3/亩～30 m3/亩，实际上第3天或第4天就发生土壤水分胁迫，同时约50%～60%的水产生深层渗漏，将养分也淋洗到根区以外，影响了果实的品质和产量。

2 对策及建议

目前新疆农业用水比重很大，占用水总量的95%，为调整产业结构，加快经济发展，需减少农业灌溉用水，增加工业、服务业以及生态环境用水，才能实现经济社会的可持续发展。在发展高效农业用水过程中，渠系配套等相关硬件基础设施逐渐完善，但在运行管理中存在明显短板，已影响和制约了节水农业的经济效益。因此要在可持续发展的原则上，建立和完善水资源的规划与管理，重视水资源的承载能力以及水的良性循环。其次要“以效为本，合理用水”实现渠系水资源的统一管理和优化配置，使水资源的利用与目前农业高效用水灌溉技术相适应，只有这样，才能真正发挥水资源在农业中的效益。

2.1 寻求专业化灌溉管理是根本点

随着渠系、首部等配套设施逐渐完善，如何将各技术组装集成起来，发挥“系统”优势成为当前的难点。灌区由渠系末端一个个成百上千亩的滴灌系统组成，将有限的水资源根据作物需水分配到滴灌系统，在一个个滴灌系统之间形成大的轮灌组，保证每个滴灌系统所需的水资源，这一过程当前主要由农民用水者协会或松散的群众性组织实现，滴灌系统的运行管理主要由农户负责，在水量计算、系统管网维护、渠系配水等方面达不到滴灌专业化管理的要求，需要委托专业技术人员进行管理，而基层技术人员普遍缺乏，建议委托专业的灌溉服务公司进行管理，类似于政府购买服务的方式，由灌溉服务公司提供专业化管理，其在水量计算、系统运行维护以及与灌区水管单位沟通等方面具有更大优势，尤其是在田间新技术的应用方面，将推动农业节水提质增效。

2.2 采用先进的灌溉制度

以棉花种植为例说明：作物产量与腾散量有关，根据多年试验结果，每蒸散1 m3水量，可产皮棉0.508 kg/亩。对于北疆气候条件，皮棉产量150 kg/亩时，作物需水量为294 m3/亩。考虑到灌溉效率等，灌溉量为324 m3/亩，如果考虑到降雨等因素，灌溉量不低于300 m3/亩。改变传统的灌溉制度，将过去8～10天灌一次改为3～4天灌一次；将过去每次灌溉30 m3/亩～40 m3/亩，改为每次灌溉10 m3/亩～20 m3/亩。目前灌溉制度影响棉花产量，灌水10次，每次30 m3/亩～40 m3/亩，实际上有40～50%水产生深层渗漏损失，棉花在这种灌溉条件下，从第4天发生水分胁迫而受旱使作物开始减产。在不同地区的气候条件下作物需水量一定的情况下，要勤灌少灌，改变过去不合理的灌溉制度，不能以牺牲农作物品质和产量为代价节水[6]。

2.3 采用滴灌自动控制技术

实现自动化滴灌能使新疆农业实现优质高产、提质增效。大田农作物的合理滴灌灌溉制度是3到5天灌一次，一次不超过15～20 m3/亩。而果树在沙壤土灌溉须1～2天灌溉一次，每次灌5 m3/亩～8 m3/亩。对于新疆北疆地区一般棉花滴灌灌溉300 m3/亩，灌溉20～25次。新疆南疆地区滴灌灌溉20～30次，灌溉量400 m3/亩～500 m3/亩。目前的滴灌系统由于单位米长流量过大，毛管铺设距离短，出水栓多，人工很难实现高频次灌溉。滴灌自动控制系统通过电磁阀，实现对出水栓的自动控制，为高频灌溉提供了解决方案。对于地下滴灌和果树滴灌长期使用的灌溉系统，可采用大型的智能灌溉中央控制系统实现“勤灌少灌”的灌溉制度，可以根据不同气候和作物的生长季节调节灌溉量，达到更高的品质和效益。

在传统滴灌系统中，出水栓多，改为滴灌自动控系统投资高，因此在改建滴灌自动化过程中，需要采用小流量滴灌技术，通过优化设计减少出水栓数量，降低成本。目前新疆1000亩地将近160多个出水栓阀门，如采用大管径小流量滴灌带，通过优化设计1000亩地出水栓阀门只需要20～50个。

2.4 将灌溉制度与施肥制度相结合

采用先进的灌水技术为农作物生长提供水、肥、气、热可以实现农业高效用水，而实现农作物优质高产，必须要加强灌溉管理、施肥管理和栽培管理以及配套设施建设。将灌溉制度与施肥制度结合起来，例如在棉花不同生长期，根据作物需肥要求，在灌水期间同时施肥，给土壤提供适宜含水量让钾肥和磷肥离子溶解被作物根系利用，摒弃传统单独施肥、单独灌水思想。配套建设包括改建和改进目前的干、支、斗、农渠道防渗和配套设施，使渠系适应现代灌溉管理的配水要求，通过先进灌水技术和灌溉管理，实现农作物产量的提高和品质的改善[1-2]。

3 结语

在新疆节水农业发展中，形成了一系列先进的节水技术，研发出了核心的配套设备，但在节水技术发展的同时，节水系统运行管理方式却未发生根本性改变，影响了先进灌水技术效益发挥，只有寻求合理的运行管理模式才能从根本上改变生产力与生产关系不适应的局面，才能将灌溉制度、施肥制度、自动化技术等先进的节水配套技术应用于实际生产中，才能让农民真正从高效农业用水中得到实惠，使新疆的名优特产的品质更加提高，在国际上更具有竞争力。

[1]马学良.创新体制机制扎实推进农田水利改革与发展[J].新疆水利，2016,01:15-17.

[2]覃新闻.深化改革加快发展努力打造新疆水利“升级版”——在2014年全疆水利工作会议上的讲话[J].新疆水利,2014,01:1-9

[3]刘宇,黄季焜,王金霞,ScottRozelle.影响农业节水技术采用的决定因素——基于中国10个省的实证研究[J].节水灌溉,2009(10):1-5.

[4]王昱,赵廷红,李波,范兴业.西北内陆干旱地区农户采用节水灌溉技术意愿影响因素分析——以黑河中游地区为例[J].节水灌溉,2012 (11):50-54.

[5]高雷.农户采纳行为影响内外部因素分析——基于新疆石河子地区膜下滴灌节水技术采纳研究[J].农村经济,2010(5):84-88.

[6]刘持博,韩晓燕,吕杰.半干旱地区农民采纳节水灌溉技术意见及其影响因素分析——以阜新蒙古族自治县134个农户为例[J].沈阳工业大学学报,2014,16(3):257-261.

The Existed Problems and Its Countermeasures in the Course of Operation and Management of the Dripping irrigation Project in Xinjiang

Wang Chengfu,Jing Shaobo,Luo Hao
（General station ofXinjiangwater conservancyscience and technologypromotion Urumqi 830000,Xinjiang）

The water-savingirrigation is one ofthe strategic means to realize the sustainable development ofagriculture in Xinjiang and the key foundation of economic restructuring.There are some issues such as operation and management mode backward of the system,the advanced irrigation and fertilization system is not reasonable for development of dripping irrigation. The article did deeply analysis on the basis of investigation.It begins from changing inadaptability between the productive forces and production relations.It is based on strengthening transmission and distribution of water hardware infrastructure, searching for suitable operation and management mode for the dripping irrigation system,in order to the irrigation and fertilization system,the automation technology,the advanced water-saving supporting technology applied to the actual production.It totally solved the problemofthe quality and efficiency of the water-saving irrigation and made famous specialty to improve the quality ofthe more Xinjiang.

The drippingengineering；operation management；auto-control and the irrigation system

S274

C

1673-9000（2017）02-0018-02

2016-12-20

王成福（1970-），男，四川南充人，高级工程师，主要从事水利项目管理和水利新技术示范推广。