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      水肥耦合灌溉模式比較效益分析

      2019-07-03 07:50:46朱雪輝黃喜良
      水資源開發(fā)與管理 2019年6期
      關(guān)鍵詞:節(jié)肥微灌水肥

      朱雪輝 黃喜良

      (1.周口市節(jié)約用水辦公室,河南周口 466000;2.河南省農(nóng)田水利水土保持技術(shù)推廣站,河南鄭州 450003)

      1 引言

      據(jù)不完全統(tǒng)計,我國農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)僅為0.536,用水量占全社會用水總量的55%以上。化肥利用率僅占35.2%,不僅造成嚴重的資源浪費,而且引起了一系列的環(huán)境問題,農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨重大挑戰(zhàn)。大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè),實施化肥使用量零增長行動,推廣普及水肥一體化等農(nóng)田節(jié)水技術(shù),全面提升農(nóng)田水分生產(chǎn)率和化肥利用率,是保障水安全和糧食安全,促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

      水肥耦合灌溉是利用管道灌溉系統(tǒng),將肥料溶解在水中,同時進行灌溉與施肥,適時、適量地滿足農(nóng)作物對水分和養(yǎng)分的需求,實現(xiàn)水肥同步管理和高效利用的節(jié)水農(nóng)業(yè)集成技術(shù),是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的重要組成部分。

      由于我國現(xiàn)存的以家庭聯(lián)產(chǎn)責(zé)任制為基礎(chǔ)的分散經(jīng)營模式,造成了因灌溉工程措施與農(nóng)藝措施融合不足、農(nóng)業(yè)附加值低、建設(shè)成本高等形成的投入產(chǎn)出效益低的問題,制約了水肥耦合灌溉技術(shù)的發(fā)展。輸水管道到田間后,給水栓以下仍然大水漫灌,化肥隨著漫灌的水分肆意流淌,造成面源污染和深層滲漏污染地下水。另一方面,化肥、農(nóng)藥的過量使用增加了生產(chǎn)成本,影響了農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益,挫傷了農(nóng)民種糧的積極性?;谏鲜鰡栴},加強對水肥耦合灌溉集成灌溉效益的研究,分析效益成本形成的機理,提出應(yīng)對措施,為規(guī)?;茝V提供技術(shù)支撐,十分必要。

      2 水肥耦合灌溉與工程節(jié)水灌溉比較效益分析

      利用農(nóng)業(yè)比較效益分析方法,選取同水肥耦合灌溉與工程節(jié)水灌溉模式緊密的因子進行分析,旨在揭示各個因子之間效益形成的機理。農(nóng)業(yè)比較效益是指在市場經(jīng)濟體制條件下,農(nóng)業(yè)與其他經(jīng)濟活動在投入產(chǎn)出、成本收益之間的相互比較,是體現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利潤率相對高低、衡量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的重要標(biāo)準。提高農(nóng)業(yè)比較效益是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化的一個根本支撐點,提高農(nóng)業(yè)比較效益,對于增加農(nóng)民收入、加快城鄉(xiāng)統(tǒng)籌推進、保持經(jīng)濟社會健康可持續(xù)發(fā)展意義重大。

      2.1 經(jīng)濟效益分析

      2.1.1 灌溉增收效益

      灌溉增收效益是指因灌溉措施而提高的糧食產(chǎn)值。本次分析按改善灌溉模式測算,其增產(chǎn)效益為10%。農(nóng)產(chǎn)品影子價格取值主要來源于國家公布的糧食最低收儲價格。根據(jù)科學(xué)測算,農(nóng)田水利對糧食生產(chǎn)的貢獻率為40%左右,化肥對糧食生產(chǎn)的貢獻率為20%左右,因此在計算灌溉效益的基礎(chǔ)上,計算40%的節(jié)水灌溉分攤系數(shù)和20%的化肥分攤系數(shù)后的效益為直接增產(chǎn)增收效益,比較結(jié)果見表1。

      表1 增產(chǎn)增收效益對比分析

      2.1.2 節(jié)水與節(jié)能效益分析

      節(jié)能效益是指節(jié)水灌溉工程項目實施后,由于改進了輸水系統(tǒng),改善了灌溉條件,灌溉用水量減少,用電量相應(yīng)降低,這種因用水量減少導(dǎo)致電能使用量降低而帶來的效益為節(jié)能效益。經(jīng)實際測算,80m深機井,每使用1m3水灌溉農(nóng)田耗電0.3kW·h,換0.50元/(kW·h),計算節(jié)水與節(jié)能效益,見表2。

      表2 節(jié)水節(jié)能效益分析

      2.1.3 節(jié)地效益分析

      節(jié)水灌溉項目中節(jié)地效益的計算,主要考慮由田間灌溉農(nóng)渠、毛渠配水改為低壓管網(wǎng)輸水節(jié)約的耕地面積。噴灌、微灌、水肥耦合灌溉還減少了田間畦埂占地面積。參考實測經(jīng)驗數(shù)據(jù),管道輸水與渠道輸水相比,省地2%,噴灌、微灌、水肥耦合省地3%。單季作物種植節(jié)地占年節(jié)地的50%,具體節(jié)約耕地情況見表3。

      表3 節(jié)地效益分析

      2.1.4 省工效益分析

      根據(jù)經(jīng)驗測算數(shù)據(jù),低壓管灌每公頃年省工30個工日,噴灌每公頃年省工37.5個工日,微灌每公頃年省工45個工日。實施水肥耦合灌溉集成措施后,每公頃年省工90個工日。以初級工定額單價計算,每個工日按20元計,則低壓管灌年省工效益為600元/hm2,噴灌年省工效益為750元/hm2,微灌年省工效益為900元/hm2,水肥耦合年省工效益為1800元/hm2,見表4。

      2.1.5 節(jié)肥效益分析

      實施水肥耦合集成灌溉技術(shù)后,實時精準施肥,肥隨水流,小麥節(jié)肥120kg/hm2,玉米節(jié)肥131kg/hm2,氮磷鉀肥料平均單價1.4元/kg,則年節(jié)肥351元/hm2,見表5。

      表4 省工效益分析

      表5 節(jié)肥效益分析

      2.2 投資分析

      根據(jù)豫中平原井灌區(qū)高效節(jié)水灌溉投資構(gòu)成,以60m水源井為灌溉系統(tǒng),以不同灌溉形式為一個控制灌溉單元,配套機電設(shè)備和首部工程、田間管網(wǎng)、地面灌溉設(shè)備等進行靜態(tài)投資測算,見表6。

      表6 豫中平原區(qū)大田作物灌區(qū)高效節(jié)水灌溉投資分析

      3 效益對比分析

      3.1 經(jīng)濟效益對比分析

      3.1.1 經(jīng)濟效益內(nèi)部各因子之間的比較分析

      對效益內(nèi)部各因子的對比分析見表7,低壓管灌工程效益為水肥耦合灌溉效益的27.41%,噴灌工程效益為水肥耦合灌溉效益的43.03%,微灌工程效益為水肥耦合灌溉效益的54.06%。

      表7 效益內(nèi)部比較分析

      續(xù)表

      3.1.2 投入產(chǎn)出比較效益分析

      對工程投資和年綜合效益的對比分析見表8,低壓管灌的投資回報率為19.92%,噴灌為21.43%,微灌為24.36%,水肥耦合為43.77%。

      表8 效益內(nèi)部比較分析

      3.2 社會和生態(tài)效益對比分析

      3.2.1 社會效益

      a.水肥耦合灌溉模式集灌溉、施肥、管理于一體,可實時灌溉、節(jié)水節(jié)肥增效、減輕勞動強度、提高作物品質(zhì)、增加農(nóng)民收益,調(diào)動農(nóng)民種糧積極性。

      b.促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變。水肥耦合一體化灌溉模式自動化程度高,灌水施肥一次完成,節(jié)省人力投入,可引導(dǎo)農(nóng)民向科學(xué)灌溉、科學(xué)施肥生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變。

      c.促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。水肥耦合一體化灌溉模式,精準灌溉,作物品質(zhì)提高,附加值增加,可引導(dǎo)農(nóng)民實時調(diào)整作物種植品種和種植面積,提高產(chǎn)出水平。

      d.促進土地流轉(zhuǎn)。水肥耦合一體化灌溉省工省時、自動化程度高,使農(nóng)民從灌溉、施肥、撒藥的繁忙生產(chǎn)過程解脫出來,從事其他增值勞動,促進了土地經(jīng)營模式的轉(zhuǎn)變以及土地的流轉(zhuǎn)步伐,為規(guī)?;⒓s化經(jīng)營的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了條件。

      3.2.2 生態(tài)環(huán)境效益

      實施水肥耦合灌溉工程大大提高了灌溉水利用系數(shù),節(jié)約的水量,補充生態(tài)用水;噴灌、微灌可有效改善田間小氣候,增加地面空氣濕度,調(diào)節(jié)溫度和晝夜溫差。水肥一體精準灌溉可減少農(nóng)藥化肥使用量,減少面源污染;精準灌溉,減少深層滲漏,減少農(nóng)藥化肥對地下水體的污染。

      4 結(jié)語

      本文通過對水肥耦合灌溉和節(jié)水工程灌溉效益的分析,揭示了各因子效益形成的機理,在比較分析中顯示了水肥耦合灌溉模式的優(yōu)越性,其增產(chǎn)、增收、節(jié)水、節(jié)肥、減少面源和點源污染效果明顯。因此,在大田糧食作物規(guī)模性發(fā)展水肥耦合灌溉模式,從經(jīng)濟角度完全可行,從社會和生態(tài)考量,與資源節(jié)約型和環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)發(fā)展的理念相輔相成。

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