寧夏紅寺堡揚黃灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌模式研究與實踐

楊 志

（寧夏回族自治區(qū)鹽環(huán)定揚水管理處，751100，吳忠）

寧夏紅寺堡揚黃灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌模式研究與實踐

楊 志

（寧夏回族自治區(qū)鹽環(huán)定揚水管理處，751100，吳忠）

對紅寺堡灌區(qū)蓄水池調(diào)蓄、管道輸水、溫室微灌、農(nóng)藝、節(jié)水管理等農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)進行研究，提出蓄水池調(diào)蓄、管道輸水、設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌模式,并建立了蓄水池調(diào)蓄、設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌模式示范區(qū)。研究取得的成果可為揚黃灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持，建立的示范區(qū)將為寧夏節(jié)水灌溉事業(yè)的發(fā)展提供樣板。

蓄水池調(diào)蓄；管道輸水；設(shè)施農(nóng)業(yè)；微灌；示范

一、灌區(qū)基本概況

寧夏紅寺堡揚黃灌區(qū)位于寧夏中部干旱帶大羅山腳下，涉及中寧、同心、吳忠、靈武等4個縣市7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，東西長約60 km，南北寬約20 km，土地總面積8.807萬hm2。灌區(qū)多年平均年降水量277 mm，降水年內(nèi)分配不均，多集中在 7—9月，占全年降水量的61.8%。多年平均年水面蒸發(fā)量1392 mm，為降水量的5倍。灌區(qū)多年平均氣溫8.4℃，全年日照時數(shù) 2900～3055 h，無霜期 165～183 天，多年平均風(fēng)速2.9～3.7 m/s。紅寺堡開發(fā)區(qū)農(nóng)田灌溉主要為紅寺堡揚水，年可供水量22948萬m3。2008年灌區(qū)灌溉面積2.96萬hm2，年引水量20448 萬 m3。

二、灌區(qū)節(jié)水技術(shù)研究與應(yīng)用

根據(jù)《全國“十一五”蔬菜發(fā)展規(guī)劃》，紅寺堡灌區(qū)被列為寧夏冬春日光溫室設(shè)施生產(chǎn)、西菜東運和出口菜生產(chǎn)基地。自2007年以來，由于設(shè)施農(nóng)業(yè)特有的避災(zāi)增效功能，設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展已成為紅寺堡灌區(qū)的重點產(chǎn)業(yè)之一。紅寺堡揚黃工程供水具有季節(jié)性，而設(shè)施農(nóng)業(yè)是一個全年種植農(nóng)業(yè)，因此為保證灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)的灌溉需水，迫切需要解決冬季設(shè)施農(nóng)業(yè)的用水問題。灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)主要應(yīng)用的技術(shù)有調(diào)蓄技術(shù)、輸水技術(shù)、微灌技術(shù)、農(nóng)藝技術(shù)和管理技術(shù)。

1.揚黃水調(diào)蓄技術(shù)

為保證設(shè)施農(nóng)業(yè)的冬季用水，對水資源的時空調(diào)節(jié)進行研究，探索出揚黃灌區(qū)調(diào)蓄技術(shù)：修建蓄水池對揚黃水進行時空調(diào)蓄，本著長蓄短用的原則，調(diào)節(jié)灌溉水時空分布不均問題，變季節(jié)供水為全年供水，從而保證灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)的大力發(fā)展。同時，蓄水池可起到揚黃水的沉沙作用，從而促進了對水質(zhì)要求較高的節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣。紅寺堡灌區(qū)現(xiàn)已建成蓄水池8座，總蓄水能力97.96萬 m3，控制灌溉面積 3867 hm2。蓄水池的蓄水能力根據(jù)控制灌溉區(qū)的需水而定，為 0.5萬～25萬 m3不等。蓄水池進行防滲處理，池底及坡面鋪設(shè)200 g/0.3 mm/200 g土工布與混凝土板復(fù)合襯砌，減少滲漏損失。

2.管道輸水技術(shù)

紅寺堡灌區(qū)在骨干渠道及渠系建筑物配套的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)，利用紅寺堡灌區(qū)渠道水作為水源，修建調(diào)節(jié)蓄水池，采用低壓管道輸水灌溉技術(shù)，結(jié)合設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)灌技術(shù)的應(yīng)用，提高輸水、灌水效率和效益。近年紅寺堡揚黃灌區(qū)管道輸水技術(shù)發(fā)展較快，單片管道輸水灌區(qū)由以往的數(shù)十公頃發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)千公頃，管道的最大管徑也由以往的300 mm擴大到1200 mm以上。管道輸水主要應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)和節(jié)水補灌農(nóng)業(yè)。

3.微灌技術(shù)

目前，微灌技術(shù)在紅寺堡灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)及高效節(jié)水補灌區(qū)得到廣泛應(yīng)用。紅寺堡灌區(qū)利用的微灌技術(shù)主要包括膜下滴灌技術(shù)與小管出流灌溉技術(shù)。截至2010年12月，紅寺堡灌區(qū)已推行微灌1633 hm2，占灌區(qū)總灌溉面積的5.52%，主要應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)、果樹、蔬菜的節(jié)水灌溉和紅寺堡特色農(nóng)業(yè)的節(jié)水補灌。

4.農(nóng)藝技術(shù)

隨著灌區(qū)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，積極推廣的先進適用的農(nóng)藝技術(shù)主要有：優(yōu)化調(diào)整種植結(jié)構(gòu)、種植抗旱優(yōu)良品種、覆蓋保墑技術(shù)。種植結(jié)構(gòu)調(diào)整按降水時空分布特征、水利工程供水狀況，合理調(diào)整作物布局，選用作物需水與降水耦合性好、耐旱、水分利用率高的作物品種，達到雨熱同步，擴大耐旱、對降水利用率高的釀酒葡萄、紅棗、馬鈴薯等作物的規(guī)模，努力提高水資源的利用效率。推廣的儲水保墑耕作技術(shù)主要有深耕翻、深松中耕、地膜覆蓋技術(shù)。

5.管理技術(shù)

為了提高用水效率，灌區(qū)加大用水管理力度，制定和推行了適宜的量水技術(shù)，實行總量控制、定額管理制度，推行農(nóng)民用水戶協(xié)會管理制度、節(jié)水獎勵機制等管理措施。

三、蓄水池調(diào)蓄、管道輸水、設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌節(jié)水模式研究

由于紅寺堡揚黃灌區(qū)冬季渠道停水，必須建設(shè)調(diào)蓄水池，調(diào)節(jié)灌區(qū)水量，為設(shè)施農(nóng)業(yè)冬季生產(chǎn)提供水源。通過對設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的研究，結(jié)合紅寺堡灌區(qū)的特點，集成設(shè)施農(nóng)業(yè)用水各環(huán)節(jié)的節(jié)水技術(shù)，形成了紅寺堡揚黃灌區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)模式：渠道水源+蓄水池調(diào)蓄+泵站加壓管道輸水+設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌+節(jié)水管理。

該模式中的“渠道水源+蓄水池調(diào)蓄”技術(shù)主要是對揚水干渠在夏秋灌水間歇期的余水進行時空調(diào)蓄，調(diào)節(jié)設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉需水的時空分布，為設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供水資源保證，同時具有沉淀、凈化水質(zhì)、為高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)造條件的作用；加壓泵站提水、管道輸水是實現(xiàn)輸水過程節(jié)水和滿足高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用的基本條件，是保證設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉用水的重要環(huán)節(jié)；設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括設(shè)施溫室內(nèi)高效經(jīng)濟作物膜下滴灌、小管出流灌溉技術(shù)，是提高水分利用效率、降低灌溉定額、改善作物品質(zhì)、達到高產(chǎn)高效目標(biāo)的關(guān)鍵；節(jié)水管理技術(shù)主要包括推廣適宜的量水技術(shù)，實行總量控制、定額管理制度，推行農(nóng)民用水戶協(xié)會管理制度，推行節(jié)水獎勵機制，達到管理節(jié)水。

該模式針對設(shè)施農(nóng)業(yè)用水過程的各環(huán)節(jié)，強化節(jié)水技術(shù)應(yīng)用和提高供水保證率，注重水源的時空調(diào)節(jié)及輸水過程、用水過程、用水管理的節(jié)水，結(jié)合設(shè)施農(nóng)業(yè)高效種植以及其他節(jié)水農(nóng)藝措施的應(yīng)用實現(xiàn)設(shè)施農(nóng)業(yè)全方位節(jié)水，努力提高水分利用效率。在紅寺堡揚黃灌區(qū)，規(guī)劃種植設(shè)施農(nóng)業(yè)面積6667 hm2，因此這種模式在今后一段時間內(nèi)，將是灌區(qū)大力推廣應(yīng)用的節(jié)水模式。

四、節(jié)水模式示范與應(yīng)用

1.示范區(qū)選擇

自2007年以來，紅寺堡灌區(qū)不斷探索設(shè)施農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，通過日光溫室、大拱棚、小拱棚及蓄水補灌等節(jié)水措施的應(yīng)用，提高單位面積產(chǎn)量和質(zhì)量。實踐證明，在紅寺堡發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，可極大地推動灌區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。選擇在設(shè)施溫室比較集中的紅寺堡烏砂塘村建立蓄水池調(diào)蓄、管道輸水、設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌節(jié)水模式示范區(qū)，為紅寺堡灌區(qū)推廣設(shè)施農(nóng)業(yè)提供示范樣板。

2.示范區(qū)基本情況

2008年烏砂塘發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)333 m2，日光溫室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高，選擇其中40棟日光溫室建立示范區(qū)。烏砂塘設(shè)施農(nóng)業(yè)示范區(qū)以新圈三支干渠為水源，結(jié)合高效節(jié)水補灌工程，在示范區(qū)2 km處建有一座蓄水池，為示范區(qū)及周邊設(shè)施農(nóng)業(yè)提供灌溉用水。蓄水池容積25萬m3，池底和池壁均鋪設(shè)200 g/0.3 mm/200 g復(fù)合土工布，上覆混凝土板防滲。灌溉水從新圈三支干渠引至沉沙池，經(jīng)過沉沙，并由加壓泵站輸送到高位蓄水池，經(jīng)過高位蓄水池二次沉沙后，利用自然地形高差通過低壓管道輸入示范區(qū)進行灌溉。

3.示范區(qū)節(jié)水技術(shù)及集成技術(shù)模式應(yīng)用與示范

（1）蓄水池調(diào)蓄技術(shù)應(yīng)用

在渠道引水口修建低位沉沙池，對揚黃水進行一級沉沙；建設(shè)加壓泵站，提水至高位蓄水池，在距示范區(qū)2 km處建設(shè)25萬m3高位蓄水池1座，對揚黃水進行二次沉沙，并安裝水質(zhì)凈化設(shè)備對黃河水中的懸浮物質(zhì)做進一步的凈化處理，使其達到滴灌的灌溉水質(zhì)要求。本著長蓄短用的原則，在水源水量富裕的情況下盡可能多地儲備水量，以彌補水源緊缺時和設(shè)施農(nóng)業(yè)冬季用水。

（2）低壓管道輸水技術(shù)應(yīng)用

從高位蓄水池鋪設(shè)低壓管道，利用自然水頭進行自壓微灌。干、支及田間配水管均采用UPVC管道，沿支管每50 m設(shè)置給水井，井內(nèi)配置給水栓，自給水栓接軟管引入支管兩側(cè)的日光溫室。采用輪灌方式，將40棟溫室劃分為5個輪灌組。示范區(qū)40棟日光溫室凈灌溉面積2.88 hm2，每棟溫室 0.072 hm2，溫室長 85 m，寬 8.5 m，均為鋼架結(jié)構(gòu)。

（3）作物種植

根據(jù)示范區(qū)自然條件、土地類型條件、水資源條件等，日光溫室內(nèi)主要種植番茄、辣椒、茭瓜，其中番茄20棟（編號 1～20）、辣椒 15 棟(（編號 21～35）、茭瓜 5 棟（編號 36～40）。 日光溫室蔬菜一年內(nèi)種植一茬作物，主要為秋冬茬，生育期為頭年10月至次年8月。日光溫室里作物按種植板布置，種植板寬0.9 m，株距為0.3 m。

（4）滴灌系統(tǒng)

日光溫室采用膜下滴灌方式。每棟日光溫室裝有容積為2.2 m3的升溫罐，灌溉水通過管道輸入各溫室升溫罐。滴灌首部系統(tǒng)與升溫罐連接，滴灌系統(tǒng)首部配置過濾器、水表、壓力表、施肥器和控制球閥等。輸水管按溫室長度方向沿溫室后墻鋪設(shè)，長度為 80 m，選擇 φ40 mm黑PE管，設(shè)計流量為5.52 m3/h。滴灌管選用內(nèi)鑲式滴灌管。根據(jù)作物種植行間距，滴灌管間距為0.9 m，長度為8.0 m。滴灌管布置在同一種植板上、雙行作物的中間，滴頭間距為0.3 m，流量為2.1 L/h。

（5）推行節(jié)水灌溉定額

設(shè)計灌水周期為6天左右，灌水定額 150～225 m3/hm2， 年灌水 27～30次，灌溉定額為 5100～5700 m3/hm2。

4.示范區(qū)試驗監(jiān)測

每次灌水通過水表來計量日光溫室的灌水量，在監(jiān)測的40棟日光溫室里，三種作物各生育階段性狀良好。統(tǒng)計不同作物灌水量、產(chǎn)量見表1。

5.效益評價

（1）節(jié)水效益

灌溉水利用系數(shù)：示范區(qū)由于采用低壓管道輸水技術(shù)、微灌技術(shù)以及節(jié)水灌溉管理技術(shù)，灌溉水利用系數(shù)達到0.80。

節(jié)水量：通過對示范區(qū)用水情況進行監(jiān)測，示范區(qū)每棟溫室平均灌溉用水為5010 m3/hm2。根據(jù)調(diào)查，在揚黃灌區(qū)日光溫室溝灌定額為6300 m3/hm2，則采用膜下滴灌可節(jié)水1290 m3/hm2，示范區(qū)40棟日光溫室可節(jié)水3730 m3。

表1 紅寺堡烏砂塘設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌示范區(qū)作物灌水量、產(chǎn)量測定

表2 紅寺堡烏砂塘設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌示范區(qū)現(xiàn)金流量表 單位：元/棟

水分利用效率：示范區(qū)40棟設(shè)施溫室，2010年灌溉用水量 14414 m3，設(shè)施蔬菜年產(chǎn)量 333057 kg，水分利用效率為23.1 kg/m3。

（2）經(jīng)濟效益

示范區(qū)日40棟溫室2010年蔬菜總銷售收入為57.53萬元，平均每棟日光溫室銷售收入1.44萬元。

（3）效益評價

紅寺堡烏砂塘設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)灌示范區(qū)年投入、收入見表2。示范區(qū)靜態(tài)投資靜態(tài)還本年限為5年，動態(tài)還本年限為6年。設(shè)施農(nóng)業(yè)前期投入較大，但其長期效益較大，經(jīng)濟效益顯著。

（4）社會效益

單棟溫室年產(chǎn)值在13000元以上，年效益在7000元以上，是大田產(chǎn)出的7～10倍，成為農(nóng)民脫貧致富的重要產(chǎn)業(yè)。大力推動設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對推動灌區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有重要的作用。在紅寺堡灌區(qū)實施設(shè)施農(nóng)業(yè)項目后，示范區(qū)群眾的生產(chǎn)、生活條件得到顯著改善，促進了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，為維護社會穩(wěn)定、加強民族團結(jié)起到了積極的推動作用。■

[1]何寶銀，劉學(xué)軍.寧夏中南部旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[J].寧夏農(nóng)林科技，2008（6）.

[2]張建寶,楊維仁，劉學(xué)軍.寧夏節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)與節(jié)水模式研究 [J].寧夏農(nóng)林科技，2007（5）.

[3]劉學(xué)軍，鮑子云.寧夏引黃灌區(qū)節(jié)水戰(zhàn)略研究[J].寧夏農(nóng)林科技，2003（3）.

責(zé)任編輯 張瑜洪

Study and practice on microspray modes of industrialized agriculture in Ningxia Hongsibu Irrigated Area

Yang Zhi

This paper studies the irrigation technologies such as reservoir regulation and storage,pipeline and water diversion,greenhouse microspray,agronomy and water-saving management,proposes reservoir regulation and storage,pipeline and water diversion,and microspray modes of industrialized agriculture,and sets up demonstrative areas of reservoir regulation and storage,and microspray modes of industrialized agriculture.Research outputs can be used to provide technological support for agricultural development in Hongsibu Irrigated Area,while the demonstrative areas can serve as reference for the development of water-saving irrigation in Ningxi Hui Autonomous Region.

reservoir regulation and storage；pipeline and water diversion；industrialized agriculture；microspray；demonstration

楊志，高級工程師。

S275.5

B

1000-1123（2011）09-0026-03

2011-02-16