关于建设灌区节水高效灌溉制度的几点思考

  灌区是粮食安全生产的重要保证,随着人口的一直增长和水资源的日益短缺,发展节水高效农业成为灌区发展主要目标。本文通过对陕西洛惠渠灌区小麦、棉花、玉米等作物不同生育期需水量的研究,制订科学合理节水灌溉制度,运用灌区工程设施,充分的发挥水对作物的作用,为作物高产稳产创造良好的水分条件,也为灌区供用水管理提供借鉴。

  洛惠渠灌区位于关中平原东部,于1934年动工兴建,1950年开灌受益,灌溉渭南大荔、蒲城、澄城三县31个乡镇及3个农场共74.3万亩。灌区黄土覆盖层较厚,塬面较平坦。土壤以黄绵土为主,夹少量褐色卢土,土壤有机质含量0.883%,酸碱度适中,质地、结构良好,空隙率为50%,蓄水保墒能力强,适种性广泛。灌区属大陆性季风气候,常年多风,平均气温12.2℃,多年平均降雨量549.2mm,平均蒸发量1192mm,年日照时数2547h,光照充足,无霜期202d。灌溉工程修建,从根本上改变了旱源缺水状况,农业生产门槛得到较大改善,作物产量大幅度提高,产业体系迅速调整,并愈趋合理,目前灌区已成为小麦、玉米、棉花、油菜、瓜果、蔬菜生产基地,年创产值达十亿元以上。

  洛惠灌区地处陕西渭北旱塬,由于来水与用水不协调,属资源性缺水灌区,灌区现有256条,分引渠4686条,总长2463km,衬砌率仅为35%,且上个世纪70年代渠道防渗衬砌板已破损、脱落,灌区仍有1601.44km长的斗分引渠为土渠断面,灌溉期间跑、冒、滴、漏等现象时有发生,致使灌溉水浪费严重,严重制约了灌区农业经济的发展。续建配套与节水改造“十一五”项目工程实施后,虽然解决了部分骨干渠道“卡脖子”及险工段工程等问题,但剩余量较大,且灌区田间工程配套不全,斗渠衬砌完好率较低,田面宽畦,灌水不科学,水资源浪费,直接制约着灌溉效益充分的发挥。就灌区发展而言,若不走节水灌溉之路,灌区的维持与发展将难以为继。

  3.1作物灌溉制度。农业灌溉需水量有严格的时间性要求,常与水资源的时空分布规律相矛盾。作物需水低峰或不需水时,往往丰涝同步偶合;作物需水高峰时,却又旱缺并逢。一定要采取相应的技术措施,对天然水资源进行时空再分配。所以说作物灌溉制度是为了促使农作物获得高产和节约用水而制定的适时、适量的灌水方案,它既是指导农田灌溉的重要依据,也是制定灌溉规划、设计灌溉工程及编制灌区用水计划的基本依据。作物灌溉制度包括:农作物播种前及全生育期内的灌水次数、灌水时间、灌水定额和灌溉定额。其中灌水定额是指单位耕地面积上的一次灌水量,而灌溉定额是指单位耕地面积上农作物播种前和全生育期内的总灌溉水量。

  3.2节水高效灌溉制度内涵。高效灌溉制度是把有限的灌溉水量在作物生育期内进行最优分配,以提高灌溉水向根层贮水的转化效率和光合产物向经济产量转化的效率。制定节水高效灌溉制度一般不要增加投入,只是根据作物生长发育的规律,对灌溉水进行时间上的优化分配,农民易于掌握,是一种投入少、效果非常明显的管理节水措施。对旱作物可采用非充分灌溉、调亏灌溉、低定额灌溉、储水灌溉等。其中非充分灌溉的优化灌溉制度是在水源不足或水量有限条件下,把有限的水量在作物间或作物生育期内进行最优分配,确保各种作物水分敏感期的用水,减少对水分非敏感期的供水,此时所寻求的不是单产最高,而是全灌区总产值最大。

  4.1冬小麦的需水规律。冬小麦各生育期由于时间长短、天气特征情况各异,因而各阶段总需水量与阶段日需水强度不同。需水量最多的阶段是抽穗～成熟期,即灌浆阶段。灌浆期需水量大的原因是由于该阶段生长期长,而且日需水强度高。但日需水强度最大的阶段是在拔节～抽穗期,是因为此期间冬小麦由营养生长阶段转为生殖生长与营养生长并进的阶段,生长旺盛、需水强度大,属于需水敏感期。因此保证这一阶段的水分需求,对冬小麦的增产、增收十分重要。

  4.2冬小麦的灌溉制度。冬小麦生长期很长,一般为240～260天,生长期正是少雨季节,灌溉是冬小麦获得高产的重要保证,把有限的水量在冬小麦生育期内进行最优分配,确保冬小麦水分敏感期的用水,减少对水分非敏感期的供水,此时所寻求的不再是丰产灌溉时的单产最高,而是在水量有限条件下的全灌区总产量(值)最大。

  5.1棉花需水特性。棉花从苗期、蕾期到花铃期,随气温的逐渐升高,棉株叶面积逐渐增大,日需水量逐渐增多;吐絮以后,由于气温较低,植株蒸腾面积减少和蒸腾强度降低,日需水量随之减少。植株蒸腾所占总需水量的比例,苗期最小,开花到吐絮期最大。

  5.2棉花灌溉制度。棉花生长期灌溉应根据各生育阶段的需水规律和气候、土壤墒情、棉株形态以及水分生理指标等适时适量进行。特别是棉花花铃期灌水,因气温高,植株生长旺盛,是一生中需水最多,对缺水最敏感的时候,当植株出现缺水症状时,要及时灌溉。

  6.1玉米的需水规律。无论是春玉米还是夏玉米,需水模系数(指各生育阶段需水量占全生育期总需水量的百分比)的变化趋势均是从小到大,再由大到小。播种～拔节阶段,植株蒸腾量很小,玉米这个生育阶段在全生育期内时间最长,但需水模系数最低;拔节～抽雄阶段,此阶段都于气温较高的季节。玉米在拔节以后,由于植株蒸腾的速率增加较快,该阶段需水模系数普遍较高;抽雄～灌浆阶段,是玉米形成产量的关键期,该阶段时间较短,此阶段多数地方气温渐降,叶片也开始发黄,该阶段维持的时间,需水模系数都大。

  6.2玉米的灌溉制度。其制度是针对各地不同的水资源状况,充分的利用降雨,按以供定需的原则制定的,根据玉米各阶段对水分的要求适当地调整生育期间的灌水次数、时间与定额,力求在节水的前提下获取相比来说较高的产量。资料表明:不论是春玉米还是夏玉米,其生育期中的关键灌水时期一是抽雄～开花期,二是播种期。抽雄期受旱对产量影响最大。因此在制定节水高效灌溉制度时,一定要保证抽雄期前后和播种期的用水。

  7.1油菜需水规律。油菜是生育在低温季节,需水量较少,但自然降雨不能够满足作物的生长需要。灌区油菜于9月上旬播种,5月下旬收获,全生育期历年平均降水量381.4 mm,与需水量接近,但占56%的降水多集中于冬前,有效利用率低,后期除花期降水占总降水16%外,生育期2/3时间内的降水仅占28%左右,处于干旱缺水状态。又由于油菜属浅根作物,在根颈上着生多条根(每株有20余条根),且多分布在10～20厘米的土层中,所以一般灌水深度不宜过深,以40厘米为最佳计划层深。

  7.2油菜灌溉制度。返青期作为油菜高产的基本灌溉时期,在冬灌基础上进行返青灌溉,为蕾苔期储蓄了墒情,较之冬灌连年增产在6.6～26.2公斤,而且较把灌水时间推迟至蕾苔期灌溉,也明显增产。油菜花期、角果期,一方面因为降水增多,另一方面油菜喜欢干热的环境条件,一般不需要灌溉。其中花期灌溉,特别是灌后阴雨造成湿度过大常引起落花落果;角果期的灌溉会加重病虫为害和饲伏而引起减产。

  研究作物灌溉制度是为了促使农作物获得高产和节约用水而制定的适时、适量的灌水方案,其核心问题是确定灌溉定额及其在作物生长期时程上的分配,对灌区而言,是指导农田灌溉的重要依据,也是制定灌溉规划、设计灌溉工程及编制灌区用水计划的基本依据。尤其是水资源状况日愈紧张的今天,研究灌溉制度是灌区灌溉管理工作的重点。