乡村振兴战略背景下成都平原节水农业发展现状与路径研究

李辉，罗敏，付克兰

(1.成都农业科技职业学院机电信息学院，成都，611130；2.四川水利职业技术学院信息工程系，四川崇州，611231)

前言

随着2020年全面建成小康社会目标的逐步实现，国家提出以农业农村现代化为总体目标的“乡村振兴战略”也在逐步统筹推进。习近平总书记提出乡村振兴战略的总要求为“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”，要完成这个总要求必须要以农业产业兴旺作为首要目标。农业以土而立、以肥而兴、以水而旺。四川是一个农业大省，农业产业的兴旺和绿色发展关系到乡村振兴战略的实施。成都平原是四川省率先实行农村改革的地区，也是农业产业化起步比较早、发展比较快的地区。成都平原属于长江流域岷江沱江水系，虽然水资源禀赋良好，但存在地势差异显著、全年降水量不均衡、区域性缺水、工程性缺水和配置性缺水等问题。成都平原农业用水占总用水量近50%，因此大力发展高效节水农业，已成为解决缺水问题的战略选择。开展节水农业研究，是国家农业产业绿色、生态、可持续发展的重要途径，是助推乡村振兴战略的重要举措。针对成都平原发展高效节水农业面临的问题和解决途径进行研究，既有助于保障地区粮食安全、转变农业发展方式、减轻农田水利建设的工作量、节约土地和水资源，促进农业高产稳产、优质高效，增强成都平原的经济实力和经济效益，又有利于保护和改善农业生态环境和生态效益，促进生态文明建设，保障农业生产持续、稳定、健康发展，还有利于提高社会效益，推进农业现代化建设，达到民富国强的目标。

1 成都平原发展节水农业的必要性

1.1 成都平原水资源特点

成都平原位于四川省中部，水资源丰富，年均水资源总量为304.72亿m3，多年平均地下水资源总量为42.98亿m3[1]。成都平原水资源主要有以下特点：

(1)河网密度大。成都市有岷江、沱江等12条干流及几十条支流，河流纵横，沟渠交错，河网密度高达1.22km/km2；加上驰名中外的都江堰水利工程；更有库、塘、堰、渠星罗棋布。

(2)水质优良。成都平原地处长江流域上游，河水主要由大气降水、地下潜流和融雪组成，在流入成都平原之前，河道主要在高山峡谷之间，受人为污染小，因而水质格外优良，绝大部分指标符合国家地面水二级标准的要求。

(3)成本低，利用方便。位于成都市郫县的成都市自来水六厂，是国内规模最大的重力自流节能型水厂，日供水140万t，是成都市的主力水厂。水六厂地理位置得天独厚，取水口毗邻都江堰水系的徐堰河、柏条河，双水源取水保证了原水四季不断。由于地势高差，水六厂取水和向成都市供水都采用重力流方式，是国内独具特色的重力自流节能型水厂。

1.2 成都平原水资源利用存在的问题

成都平原虽然水资源丰富，但近年来随着城镇化进程加快，人口激增，经济发展飞速，用水量激增，全市多年平均缺水率为1.2%，成都平原水资源各种问题逐渐突显，主要体现在以下方面。

(1)水资源开发强度大。据《成都市水务发展“十三五”规划》称，岷江上游来水减少10%，而水资源开发强度已达80%，已远远超过国际公认的40%水资源开发警戒线。一些河流最小生态流量已不能满足多年平均流量10%～30%的生态基流要求，甚至出现断流或干涸，水资源供需矛盾将进一步凸显[2]。

(2)水资源污染问题愈来愈突出。随着工业化和城镇化的进程加快，以及农业和农村污染的日益增加，地下水和地表水资源环境恶化趋势严重。全市每日排放的各类废水、污水多达100多万t，废水处理量约为40万t，约60%的废水、污水未经处理便直接排入河道，河道水污染加剧，河流生态整体恶化、废污水排放增加、黑臭水体等各种水问题逐渐突显，水生态环境保护与治理形势十分严峻[3]。

(3)严重的水土流失。四川省目前是全国水土流失最严重的省份之一，全省水土流失面积12.1万km2。成都平原过垦指数高达60%，由于土地过垦，植被遭到严重破坏，进而加剧了水土流失。川西高原与成都平原过渡地带地形地貌复杂多变，雨季较长，降雨量大，工程建设极易产生大量水土流失。

成都存在工程性缺水、区域性缺水、水质性缺水、配置性缺水等问题，是全国实实在在缺水的城市之一。这已经直接影响到成都市的经济可持续发展和区域环境质量，迫切需要对水资源和水环境进行科学合理地利用与改善。

2 成都平原节水农业发展现状与存在的问题

2.1 水资源利用率低

成都平原水资源总量丰富，但多年平均水资源利用率仅为12%，与全国平均值20%相比，还有很大的开发利用空间。水资源重复利用率仅为50%左右，而发达国家已经达到70%以上[4]。农业是用水大户，约占总用水量的75%以上，但农业仍然采用传统的大水漫灌的灌溉方式，对水资源的利用率极低，造成水资源的巨大浪费。

2.2 田间灌溉节水利用率低

成都平原农业用水量大，但灌溉水利用率极低。截至2015年，都江堰灌溉区灌溉水利用率不超过0.5，低于0.53的全国灌溉水利用系数。2014年，我国节水灌溉面积达到0.29亿hm2，占灌溉面积的比重为41.07%[5]。其中，喷灌、微灌占灌溉面积的比重为11.1%，与世界节水农业发达的以色列、德国相比还有很大差距，这些国家在2002年这一比率就达到了100%。通过对田间不同灌溉技术的节水潜力进行计算，如果采用节水灌溉技术，可节约用水量19.66亿m3～49.15亿m3，节约的水量可以新增有效灌溉面积40.57万hm2～101.42万hm2，提高有效灌溉率10%～28%[6]。

2.3 水分生产率低

成都平原地区水资源利用形式比较粗放，用水效率较低。成都平原粮食生产的水分生产率为0.9kg/m3(生产1t粮食要消耗水1111m3)，低于我国平均水分生产率1kg/m3(生产1t粮食要消耗水1000m3)，远远低于世界上先进国家的水平[7]。如果按照我国平均水分生产率1kg/m3的标准计算，成都平低原可节水37.84亿m3。由此可见，在农业用水日益短缺的情况下，通过提高水分生产率实现节水增产，这是现代农业绿色高效、可持续发展的根本出路。

2.4 渠系水利用率低

成都平原农田供水灌渠输配系统浪费严重，管理粗放，灌溉水渠利用率仅为53.37%，接近一半的灌溉水在输配过程中被损失掉，属于典型的“工程型缺水”。以2015年农业用水为基础，在大、中、小三个不同目标下，成都平原可节约用水量为9.95亿m3～32.21亿m3，节约水量可新增有效灌溉面积20.55万hm2～66.44万hm2。通过渠道防渗技术能有效减少渠道渗漏损害，提高渠道水利用系数和农业水利用率，如采取浆砌石防渗、混凝土护面防渗、膜料防渗、暗管输水等不同的防渗技术[8]。

3 成都平原节水农业发展路径

成都平原水资源丰富，但利用率低，与农业生产布局分配不协调。农田基础建设水平低，单位面积耕地供水量低，水资源供需矛盾较突出。水土保持功能较弱，自然灾害特别是旱灾的危害越来越大。因此，应因地制宜地采用各种节水措施，实现农业水资源的可持续利用，可依靠增修农田水利设施、改土改田，建设旱涝保收的基本农田。还要通过利用节水灌溉、保护性耕作、化学抗旱等措施，构建与成都平原农业资源状况相适应的节水型农作制度，从而达到高效节水、增产增收的目的。

3.1 以保护水土为重点的保护性耕作技术

成都平原农业生态环境比较脆弱，水土流失较为严重，土层浅薄，保土保水能力差，已成为制约该地区农业生产发展的主要因素。因此，应推行保护性耕作措施，控制农田土壤、水分和养分的流失，这是节水型农业的重要发展方向。

农田覆盖是改善农田小气候、促进作物增产的重要措施之一。成都平原以稻麦两熟为主，在秋季增种一季生育期较短的菜用作物。小麦以免少耕为主，水稻以旋耕为主。水稻秸秆以覆盖还田的方式得以合理利用，耕作与秸秆两个因素相结合，对稻麦播栽立苗和周年稳产高产有极大的促进作用。水稻旋耕有助于破除地表硬壳，每年平均节水2600m3/hm2,还可以增加灌溉面积15000hm2～21000hm2，实现了节水、高产、高效[9]。同时，成都平原地区推行的横坡耕作、地膜覆盖、稻秸覆盖、垄作、植物篱护边等技术，均可拦截降雨使其就地入渗，变地表径流为地下径流，具有良好的保水保土效果。保护性耕作的实质就是改善土壤结构、减少水蚀风蚀和养分流失，保护土壤，减少劳动力，机械设备和能源的投入，达到高产、高效、低耗、优质、可持续发展的目的[10]。成都平原地区采取一年两熟或三熟的模式，秸秆还田和免耕相结合；小麦、油菜、马铃薯免耕和稻草覆盖还田相结合，小麦和油菜产量分别增产195kg/hm2和374kg/hm2；采用“垄作+秸秆覆盖+腐熟剂”处理，粮食总产高3140kg/hm2，这说明秸秆覆盖与垄作措施有助于增产和提高水分利用率。

3.2 以水资源高效利用为重点的现代农业节灌技术

成都平原农业水资源利用投资大、效益低，因此，灌溉农业应积极发展节水灌溉。旱地灌溉应以软管浇灌和微型自压喷、滴灌为主；多年生经济作物可利用自然地势落差，以滴灌为主；蔬菜和常规旱地作物可利用自然地势落差，结合小型加压设备，进行喷灌[11]；经济条件较差的地区可采用软管浇灌，解决季节性干旱。此外，大力发展旱坡地集雨补灌工程，是开源节流、提高区域降水资源化程度、实现降水时空调配、增强旱地农业抵御自然灾害能力的有效途径。建设小水窖、小水池，小山塘等微型水利工程，具有投资少、就地取材、技术简单、管理方便等特点，为水土保持、节灌工程、节水农业生产发展提供了有力保障。现代农业节灌技术可以充分发挥作物的生产潜力和耕地的综合生产能力，达到优质、高产、高效的目的。喷灌、滴灌、微喷灌技术是现代农业节灌模式中应用最广的高效节水技术[12]。根据成都平原地貌特点，主要采用固定式喷灌和半移动式喷灌系统为主，固定式喷灌适用于地势平坦，耕地相对集中连片，种植经济作物和果树为主的坡耕地，喷洒半径10m～15m，每小时可喷水1m3～3m3,平均每公顷投资15000元～22500元，节水省工效果十分显著；半移动式喷灌，适用于相对分散的坡耕地和大田作物，具有体积小、喷洒高度、角度和半径可调，使用方便、节水省工等优点。

3.3 以多熟种植为特色的高效节水种植技术

两季田固定厢沟双免耕模式主要适用于有水源保证的“稻-麦(油菜)”两熟两季田。该模式把免耕连作、秸秆还田、水稻旱育秧、旱育抛秧、浸润灌溉等技术融为一体，以节水和培肥地力为主要内容的综合模式。模式中水稻采用浸润式灌溉，不需犁田、田、泡田，因此可大量节约用水。

3.4 以农业资源充分合理开发为重点的立体农业技术

成都平原气候温和、土地肥沃，但日照不足，土地资源匮乏。根据成都平原农业发展的有利条件和不利因素，针对其“三季不足、两季有余”的环境，主要采取以小春大田生产为依托，以科学技术为手段，进行综合性的深度开发，走立体农业的路子。在小春间套和晚秋增种，以充分合理利用水、土、肥等资源，小春作物主要为油菜和小麦，油菜间的间套，一般采用不同开厢方法和分行栽培技术，间种套种油菜、大白菜、白萝卜、菠菜、莴苣、胡豆等20多个品种；晚秋增种一般是小麦为前作，间作芹菜、秋红苕、秋黄豆、秋玉米等。大春时节以水稻田为依托，把水稻种植业和水产养殖业相结合，通过人工创建的稻鱼共生生态系统，极大程度提高经济效益和综合效益。

3.5 以提高农作物抗旱能力为重点的化学调控抗旱保水技术

化学调控抗旱保水技术是提高水资源利用效率、提高农作物产量、发展旱作农业的关键技术之一[13]。主要是利用保水剂、抗旱剂、种子化学解决办法、地面蒸发抑制剂等化学物质，通过幼苗蘸根、施沟、地面喷洒、叶面喷洒等方式直接施到泥土中或叶面上，使其吸收泥土和空气中的水分，在遇旱时作物保留的水分能迟缓释放出来；或通过调控叶面气孔开张度以降低蒸腾强度，促进根系生长发育以增强作物吸水能力，增强土壤保湿蓄水性能，达到节水抗旱、增产增效的目的。

4 结语

发展节水农业是我国乡村振兴战略背景下实现农业可持续发展的必然选择，同时也是建设现代化农业的主要途径。水土资源的高效利用不仅关系国家粮食安全和区域经济发展，还涉及环境、生态、社会效益等多方面因素。根据地区水资源状况和农业需水规律进行节水技术和路径探究，可以有效节水、提升水资源的利用率，达到节水省工、增产增效的目的，逐步建立起一个符合我国国情的、适应现代社会和现代农业发展需求的农业供水机制。