高标准农田水利建设对耕地质量影响评价分析

隋晓慧

(朝阳市龙城区水利工程项目办公室,辽宁 朝阳 122000)

在当前国土资源有限的情况下,对农业生产需要更有效率地利用耕地、水等有限的资源,注重农业生态环境的保护,重视农业可持续发展。因此,为了实现目标需要加强农业生产的科学技术研发、提高农民的职业技能和管理水平、优化农业产业结构等方面的工作,通过引进外来的先进技术和经验,不断提高我国农业的竞争力和可持续性发展水平。节水增粮工程是稳步提升农业生产能力、推动农村经济和现代农业发展的重要举措[1-3]。鉴于此,文章以朝阳市龙城区节水增粮工程为例,通过全面分析节水增粮项目区实际条件及其建设内容,研究评估了工程实施对提升耕地国家利用等和粮食产能的影响,旨在为进一步优化节水增粮工程方案提供指导与参考。

1 项目区概况

1.1 基本情况

朝阳市龙城区位于低山丘陵区,多阶地、丘陵和低山。该区域为暖温带半干旱季风型大陆性气候,年均降水量469 mm,日照时数2861.7h,年内雨水分布不均,其中夏季占79%,从空间分布上总体呈自东南向西北递减的变化趋势。土壤主要为棕壤土和砂壤土,腐殖质较厚,土质结构和通透性好,土层后度处于55～150cm,耕作层平均深度25cm,田间最大持水率26%,土壤干密度1.45～1.52g/cm3,最大冻层深度为1.5m。

农业生产对经济发展起着重要支撑作用,尤其是近几年发展节水灌溉、改善种植结构和改造中低产田工程成为首要任务,必须大力发展现代高效农业,建设高质量的微灌工程,推广高效节水灌溉技术。研究区农业生产经营模式如下:农户委托村级组织或者农村土地承包经营权流转中心流转的土地较少,造成流转无序和中心流转地较少,规模化发展较低,流转使用效益不高。

1.2 水文地质条件

大凌河及其四条支流是组成龙城区地表水资源的主要部分,支流主要包括大庙河、下三家河、东五家子河和老虎山河,这些水源水质达到Ⅱ级标准,主要用于农业灌溉和工业生产。地下水主要为水质良好、水量丰富的基岩裂隙水和孔隙水,这是农田灌溉和饮用水的关键水源,含量最丰富的为大凌河和十家子河两岸。

1.3 农田水利现状

截至2019年龙城区已经建成一系列农田水利设施,包括617口灌溉井和2条灌渠,这些设施有效灌溉面积达到8880hm2,占耕地的59%。此外,还建有1座小(2)型水库,库容是64万m3。另外,当地针对山洪灾害完成34处广播站建设,并安装30处简易雨量站和水位站以及14处自动水位站与雨量站,还建立了1处多要素气象站,对于提高农业生产的水资源供应发挥着重要作用,并提高了当地山洪灾害防范能力。

然而,早期建设的农田水利存在技术设备落后、标准低、配套不全等诸多问题,同时多年来对设施只进行简单维修或不维修,导致损坏和老化问题严重,使设施的效益明显下降。此外,由于建设资金不足和配套标准较低,导致干旱时农民无法及时进行灌溉。乡镇水利的建设标准较低导致供水能力不足,无法满足农业生产所需的大量水量,已有的水源工程多年来未得到修缮出现一定的损坏,而配套提水设备老化且效率低下,这严重影响了当地的正常农业生产。因此,为了改善农田水利设施问题,需要增加资金投入,提高配套补助标准,确保农民能够及时获得灌溉所需的水源。同时,应该提高乡镇水利建设标准,确保水源工程能够正常运行,提高供水能力。此外,还需要修建灌溉水源和相应的灌溉设备,以减轻农业对天灌的依赖程度。

1.4 工程建设内容

朝阳市龙城区2017年节水增粮工程发展节水灌溉总面积373.33hm2,共4片区,分别是大平房镇片区240hm2、联合镇片区6.67hm2、七道泉子镇片区100hm2、召都巴镇片区26.67hm2。工程建设内容如下:新建机电井16眼,维修机电井17眼(其中深井15眼,大口井2眼),维修蓄水池1座,配套水泵27台套、利用原有水泵6台套,新建井房15座、维修井房11座、利用原有井房7座,埋设地埋管路33431.5m,新建泄水井33座,新增变压器7台(其中50kVA变压器4台、30kVA变压器3台),架设高压线路1105m、低压线7022m等。

1.5 水土资源供需平衡分析

朝阳市龙城区2021年节水增粮项目区改善灌溉面积373.33hm2,分别对每个项目区进行灌溉水源量的平衡分析,如表1所示。

表1 项目区水土资源平衡分析

通过对比分析可知,项目区总供水量大于总需水量,且每个乡镇供水量均大于需水量,从计算结果看出项目区水资源量是有保证的。

3 耕地质量评价及产能估算

3.1 对耕地质量影响

经调查分析,朝阳市龙城区2017年节水增粮工程项目的实施提高了土壤的有机质含量,增加土壤的含水性,改善了项目区的农业基础设施和生态环境,有助于实现改善作物生长条件及实现水土资源的高效利用,降低自然灾害频率[4]。另外,节水灌溉工程的建设有效避免了深层渗漏的出现,大大降低了土壤养分流失,对土壤结构的优化调整具有积极作用,为实现旱涝保收奠定坚实基础,为项目区生态环境向良性、健康、循环发展创造较好的条件[5]。

3.2 产能估算

根据项目区土地利用现状图和《农用地质量分等规程》等相关资料,对节水增粮工程实施范围内耕地分等指标参考标准相同、现状差异不大、地类一致且相对集中连片的划定成1个评定单元[6-7]。依据耕地图斑将耕地提升类项目作为1个评定单元,由此划分的评定单元共12个,各单元的具体信息如表2所示。

表2 项目区评定单元信息

表3 耕地分等影响因素与权重

结合相关资料,确定谷子和玉米作物的耕地分等指标及权重如表2所示,结果显示土壤有机质、灌溉保证率和有效土层厚度对分等的影响较大,而排水条件、灌溉水源和表层土壤质地的影响较低。

根据省高标准农田建设有关文件,计算评定项目区耕地产能。然后按照每提升1个等级可以增加粮食产能1500kg/m2的标准,计算评估节水增粮工程实施后的耕地利用等和产能提升情况,如表4所示。

表4 项目实施后的耕地利用等和提升产能

从表3可以看出,节水增粮工程的实施可以将项目区耕地国家利用等提升到9～10等,相较于项目实施前的11等提升1～2个等级,经估算节水增粮弓藏的实施可以实现粮食新增产能1001700kg。

4 结 论

通过节水增粮和土地整理工程,可以为高标准农田建设以及现代农业机械化作业、规模化经营创造较好的条件,具有减少农业生产成本、增加粮食产量的显著效果。朝阳市龙城区2017年节水增粮工程可以将耕地国家利用等提高1～2个等,增加粮食产能1001700kg。然而,由于耕作层土壤养分含量较低,需要在工程建成后的首年进行有机肥与无机肥的配合施用,其中无机肥可以快速提供植物所需的营养元素,有机肥则具有增加土壤有机质、提高土壤保水保肥能力和改善土壤结构的作用。然后通过长期的养分培育措施逐渐改善土壤质量,从而更好地满足农作物的生长需求,提高农业产量和提升土地的可持续利用能力。