基于节水农业技术应用视角的江淮丘陵地区种植业高质量发展

2024-12-31陆保国胡芹远陈俊阳

安徽农学通报 2024年16期

摘要从自然气候条件和地形地貌特征、土壤类型和蓄水保水能力、农田宜机化改造与种植业用水空间等方面，分析了影响江淮丘陵地区种植业高质量发展的因素。从节水农业技术应用的角度，立足该区域水资源特征，提出通过合理调整种植结构、推行适水种植，推广节水农艺技术、提高水肥利用率，运用综合治理措施、提升土壤蓄水保肥能力，注重创新驱动、推进测墒灌溉技术应用，完善水利设施建设、保障充足灌溉水源等措施，以推进种植业高质量发展。

关键词江淮丘陵地区；种植业；节水农业技术；高质量发展

中图分类号 S278；F326.1" " 文献标识码 A" " 文章编号 1007-7731（2024）16-0141-04

DOI号 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.16.034

High-quality development of crop production in the Jianghuai Hills region based on the

application of water-saving agricultural techniques

LU Baoguo1" " HU Qinyuan2" " CHEN Junyang2

（1Agricultural Technology Extension Center of Huoshan City， Huoshan 237200， China;

2Soil Fertilizer Station of Anhui Province， Hefei 230091， China）

Abstract The factors affecting the high-quality development of agriculture in the Jianghuai Hills region were analyzed from the aspects of natural climatic conditions， topographical and geomorphological features， soil types， and water retention capacity， as well as the transformation of farmland suitable for mechanization and the spatial distribution of agricultural water use. Measures such as reasonably adjusting the planting structure and implementing water-adapted planting， promoting water-saving agricultural techniques and improving the utilization rate of water and fertilizer， applying comprehensive management measures to enhance soil water and fertilizer retention capacity， focusing on innovation-driven approaches and promoting the application of soil moisture-based irrigation technology， and improving the construction of water conservancy facilities to ensure adequate irrigation water sources were proposed from the perspective of the application of water-saving agricultural technologies and based on the regional water resource endowment， in order to advance the high-quality development of agriculture.

Keywords Jianghuai Hills region; planting industry; water-saving agricultural technology; high-quality development

水资源人均占有量较匮乏，农业季节性、区域性干旱缺水等问题较突出，在一定程度上影响了种植业产量的提升。因此，推广和发展节水农业技术具有重要的现实意义。节水农业技术是指综合运用农艺、生物和工程等技术，以优化水资源配置为核心，合理规划农业布局和种植业结构，应用节水灌溉技术和节水保墒技术，采取防旱抗旱措施，以最大限度地节约灌溉用水，提高水资源和肥料利用效率，保障种植业高产、优质、高效和可持续发展的农艺技术措施。李英能[1]总结了提高作物从农田土壤中获取水分形成高产的技术研究进展，提出加强对节水农业新工艺、新配方，以及节水高效灌溉制度与控制灌溉技术研究等措施，加速节水农业新设备及新材料的产业化。王文娟[2]阐述了各类节水灌溉技术，并分析其在农业生产中的应用优势。赵育琴[3]分析了节水农业技术对农业生产、农业环境资源和农业经济效益的积极影响，以及节水农业技术在应用过程中所面临的挑战，并提出推广策略。施六林等[4]对江淮分水岭地区干旱的季节规律、原因及其对农业生产的影响进行研究，提出种植业节水模式调整、工程与农艺节水、污水治理利用以及水资源管理等适合该地区的农业节水技术措施。

江淮丘陵地处沿淮、淮河以南，沿江平原以北，是长江流域与淮河流域的分水岭，处于南北气候过渡带，东部、南部平均海拔（100～300 m）相对较高[5-6]。区域物产丰富，作物种植种类繁多，特别是草莓、西瓜和桃类等优势农产品种植颇具特色；大宗农作物以水稻、冬小麦为主，兼有油菜、玉米和大豆等。该地区地形地貌以起伏不平的丘陵岗地为主，部分相对平缓的河谷平原散布其间。岗地主要分布在中部和西部，海拔50～80 m，由东向西呈拱曲上升状，地面分别向南北倾斜；低山、丘陵主要分布于东部，海拔100～300 m，由北向东呈断续分布；南部则多为冲、畈和圩区[7]。丘陵起伏、岗冲交错的地形地貌使得自然降水难以留蓄，从而造成部分耕层土壤随水流失较严重，耕地表层土壤处于侵蚀剥蚀状态，土壤质量相对贫瘠；同时区域降水时空分布不均，自然灾害偶有发生[8]。为保障区域农业生产灌溉用水，建立了相对密集的储水库、塘和坝，但由于地处大型江河水库的尾部，距离大型水源工程较远、输水线路较长，暂不能完全满足农业灌溉用水的需求，部分地区以蓄集自然降水为主[9]。刘晓华等[10]研究了江淮丘陵区土壤侵蚀分布与环境因子的关系，指出该区域地带性土壤类型为黄棕壤土，且以黏盘黄棕壤为主，质地大多偏黏重，具有供水保水能力以及透气性较差特点，养分贫瘠、黏盘层位置高等特点，一定程度上加剧了水土流失。

本文立足该区域地形地貌特点、水资源禀赋条件、种植结构以及灌溉等现状，结合节水农业发展新成果，针对农作物产量和品质不断提升的现实需求，分析该区域种植业高质量发展的影响因素，并从节水农业技术应用视角提出相关对策。

1 种植业高质量发展的影响因素分析

1.1 自然气候条件与地形地貌特征

研究区地处亚热带和暖温带气候过渡地带，受冷暖空气频繁交汇的影响，过渡性气候特征明显。农业气候的基本特点是温光适宜、雨热同季，多年平均降水量900～1 100 mm，降水量相对丰沛，但降水时空分布不均[11]。空间上，西部多呈湿润性气候，涝灾多、旱灾少；东部属该地区基本气候，发生旱涝灾害概率相近；中部为相对干燥性气候，多发生旱灾。时间上，降水在月、季及年际间分布不均，春季偏多而夏秋偏少，春涝、夏秋旱等气候灾害发生较频繁。秋季多为长时段的无雨天气，经常发生夹秋旱，不利于晚秋作物生长和秋播出苗。查显宝等[12]分析了安徽地区的降水时空分布及变化特征，认为近年来该地区自然降水年际变化较大，降水反常现象增多，春夏交际阴雨寡照天气频发，给夏收作物灌浆结实带来不利影响；夏秋干旱高温热害天气增多，进一步加剧了干旱灾害的发生。此外，该区域地质结构多为砂岩和砂质页岩，含水层发育不良，土体结构相对密实板结，透气性和透水性较差，自然降水过多时较难通过土体下渗和河渠侧渗，且地下水埋藏较深、分布零散，打井难度较大，在农业灌溉用水过程中利用地下水难度较大。

1.2 土壤类型与蓄水保水能力

研究区地形高低起伏较大，总体表现为西南高、东北低，丘岗纵横交叉分布复杂。特别是江淮分水岭岭脊一线及两侧，地势高亢，骨干沟河较少，导致汛期部分水土流失[13]。该区域地下水资源较为匮乏，适合修建大型水库的地形不多，主要依靠塘坝和小型水库蓄水。因此，该地降水丰沛，但难以大量蓄存，雨水流失多，灌溉保证率有待进一步提高。如遇长时段干旱少雨天气，蓄水能力则可能无法满足农作物灌溉用水需求。

研究区土壤类型以水稻土为主，其次是地带性黄棕壤与黄褐土，还有部分砂姜黑土和潮土[14]。淹育型水稻土主要分布于丘岗地区的缓岗或高坡上，由于地势较高，部分耕层和犁底层较浅，雨后储水难，降水流失较严重，抗旱能力不足；黄褐土与黄棕壤呈块状结构，渗水率较低；在北部海拔30 m以下的浅洼平原分布的砂姜黑土，容重大、孔隙小且通透性较差，易干裂跑墒，土壤蓄水能力较低。李鹏等[15]研究表明，该区域土壤总体持水能力较差，水土流失较严重，库塘与河道的蓄水能力弱，在一定程度上加重了旱灾的发生。

1.3 农田宜机化改造与种植业用水空间

丘陵地区田块小而分散，农作物集中连片种植和集约化、规模化经营有难度，在一定程度上影响了农机的推广和普及。钟伦元[16]分析了丘陵地区农村土地宜机化改造，提出农业发展要上一个新的台阶，提高农机化水平、开展农田宜机化改造是有效途径之一。近年来，通过开展耕地整治行动，促进了规模化种植和农田机械化作业。主要措施包括根据当地地形地貌条件、种植制度、周边水源条件以及耕地的承包权属等现状，按照有利于抗旱排涝、减少水土流失和方便农业机械化作业的原则，在将耕作层有效剥离用于回田的基础上，依据等高线将不同田块划分为若干单元，进行阶梯状平整，并增施有机肥料培肥地力，以维持农业生产能力。实践中，多采取推高填低方式将高低不平的地形改造成平面，存在部分原有耕作层剥离和回田难度大，有效培肥地力措施和水利排灌配套设施有待进一步完善等情况，出现旱时灌溉水不足，汛时易内涝的局面。此外，对水资源承载能力有待进一步综合考量，因水制宜、量水发展配套措施有待进一步改进，高耗水产业等在一定程度上可能挤压了种植业用水空间。

2 种植业高质量发展策略分析

针对研究区农业水资源匮乏的现状，提出农业发展的主要方向应从依赖水资源的传统农业，转移到以建设高效节水农业为主的现代农业上[17]。为此，需立足当地水资源特征，以高标准农田建设为基调，采取科学建设宜机化耕地平整措施，建设配套完善的农田蓄水和排灌设施，优化种植结构等，同时，重点推广节水农业技术，有效促进该区域种植业高质量发展。

2.1 合理调整种植结构，推行适水种植

研究区农业以种植业为主，粮食作物种植比重较大，耕作制度以稻—稻、稻—麦（油）一年两熟为主。粮食作物中水稻种植占比较大，且水稻属于高耗水作物，可能在一定程度上影响了水资源供需平衡。根据该区域的地形地貌、耕地类型、土壤种类、灌排条件及水资源状况等特点，因水、因地制宜，实行适水种植，科学调整种植结构，如改双季稻为一季中稻种植等。地势低洼区域如遇秋季多雨年份，提倡种植有利于培肥地力的紫云英等绿肥作物，鼓励选择耗水少且水分利用率高的作物，如扩大旱稻、再生稻和旱地作物种植面积，可一定程度上减少农业灌溉用水。

2.2 推广节水农艺技术，提高水肥利用率

李建锋[18]总结了洛阳市推广旱作节水技术成效，认为通过调整种植结构、推广抗旱作物品种、深耕深松整地、覆盖保墒、增施有机肥和抗旱肥料、改善土壤理化性状以及实施水肥一体化高效节水灌溉等节水农业技术，有利于提升水资源和肥料利用率，实现节本增效。结合研究区实际情况，一是重点推广水肥一体化技术。根据区域地形地貌、土壤类型、作物品种和栽培方式等，重点推广滴灌、微喷带、固定和半固定式喷灌等适合当地的水肥一体化高效节水灌溉技术模式，提高水资源的利用率，有效缓解季节性和阶段性干旱缺水，在保障作物高产稳产和优质的基础上，实现节水减肥和减少生产用工，提高经济和生态效益。二是同步发展保护性耕作。在选择低耗水作物品种和保证播种质量的前提下，大力推广生物可降解地膜和秸秆覆盖保墒，有机肥料代替部分化肥作基肥及叶面追肥替代土壤追肥等抗旱施肥技术，减少田间水分蒸发，进一步提高作物抗旱减灾、节水减肥保丰收的能力。

2.3 运用综合治理措施，提高土壤蓄水保肥能力

研究区部分土壤质地黏重，耕作层和犁底层浅薄，土壤蓄水能力低。因此，重点在于提升土壤的蓄水保肥性能[4]。一是通过深耕深翻打破犁底层，科学构建集中连片梯田，以及合理密植等措施，增强土壤蓄水保肥能力。二是合理布局田间沟渠，保证遇旱情时及时输水灌溉，遇涝时及时排水。三是推广有机肥料、有机无机复混肥料、抗旱肥料、缓释肥料、抗旱保水剂以及功能性水溶肥等抗逆（抗旱、抗涝和防冻）肥料，有效提升土壤保水能力，在改善土壤结构和增强作物抗逆性的同时，培育发达的作物根系，实现根系对深层土壤水分的有效利用。

2.4 注重创新驱动，推进测墒灌溉技术应用

通过开展耕地整治行动，耕地流转速度加快，部分田块已实现规模化种植。鼓励和引导规模化种植户在田间设置土壤墒情自动监测设备，实时监测农田土壤墒情变化动态[19]，如遇墒情不足，通过水肥一体化自动控制系统实现及时自动灌溉，在保障作物健壮生长的同时，提高农田灌溉效率和降低人工成本。

2.5 完善水利设施建设，保障充足灌溉水源

李瑞娟等[20]探讨了西南地区农业节水灌溉技术，提出季节性干旱地区要重视雨水集蓄利用，广泛开展“挖塘打井”行动，合理布局沟塘渠坝，完善骨干水利工程，提高林、草覆盖率，提高拦截雨水和集水蓄水能力，提高水资源利用率。根据丘陵地貌特征，在地势平坦区以打井为主；在丘陵间低洼地区，按照小塘扩大、浅塘加深及低塘改高原则，修建库、塘、坝和窖；依据地形地势就近在田块周边发展软体集雨窖等集雨设施，充分拦蓄径流，扩大自流灌溉，提高沟塘渠坝和集雨设施的使用效率，在降雨较多时段留住降水，在汛期蓄水，供旱时使用，从而满足农业抗旱灌溉用水需求，同时有效防止水土流失。

综上，江淮丘陵地区水资源和用工成本是影响规模化种植发展的主要因素，须依靠科技手段，大力推广节水农业技术，最大限度发挥水资源对作物产量和品质的积极作用，保障种植业高质量发展。本文根据江淮分水岭自然资源特征和目前农田排灌设施条件，分析了影响该区域种植业发展的主要因素，提出了一系列完善措施，为推动该区域种植业高质量发展提供参考。

参考文献

[1] 李英能. 关于我国节水农业技术研究的探讨[J]. 灌溉排水学报，2003，22（1）：11-15.

[2] 王文娟. 对新时期实施节水农业的认识与思考[J]. 山西水利，2010，26（9）：31，33.

[3] 赵育琴. 现代农业中推广节水农业技术的作用[J]. 农业与技术，2016，36（8）：51.

[4] 施六林，王艳，王川. 江淮分水岭地区干旱特点及发展节水农业的对策[J]. 安徽农业科学，2009，37（36）：8186-8187，8203.

[5] 方灿华. 基于GIS的江淮丘陵岗地地区耕地地力评价研究：以安徽省明光市为例[D]. 合肥：安徽农业大学，2009.

[6] 宋洪炳，郭伟玲. 基于最小数据集的江淮丘陵区土壤质量综合评价[J]. 农业与技术，2023，43（12）：93-98.

[7] 黄大国. 江淮丘陵地区水土流失治理与可持续发展研究[J]. 安徽农业科学，2009，37（25）：12137-12138，12141.

[8] 武鹏. 江淮丘陵区土壤质量及作物产量对水土流失的响应[D]. 淮南：安徽理工大学，2022.

[9] 黄义德，武立权，黄雅丽. 安徽省江淮丘陵地区单季中稻旱灾原因浅析及对策[J]. 安徽农业科学，2005，33（12）：2223-2224.

[10] 刘晓华，刘潘伟，胡续礼，等. 江淮丘陵区土壤侵蚀分布与环境因子的关系[J]. 水土保持通报，2018，38（1）：281-286.

[11] 郝安宁. 安徽省江淮分水岭地区水资源问题及对策[J]. 安徽地质，2001，11（1）：60-63.