高效节水集成技术保障河套灌区可持续发展
高效节水集成技术保障河套灌区可持续发展

史海滨
内蒙古河套灌区是我国重要的商品粮、油生产基地,灌区水资源日益短缺、土壤盐渍化加重以及田间灌溉效率较低等问题,严重制约了灌区的经济发展,威胁到粮食生产安全。因此,必须把发展节水灌溉和提高水资源利用效率作为河套灌区的战略工程全面推进。
“十二五”国家科技支撑计划重点课题“内蒙古河套灌区粮油作物节水技术集成与示范”项目, 以大幅度提高灌溉水利用率和农田水分生产率为核心,将工程节水、农业节水、管理节水有机结合,开展了一系列高效节水技术研究,研究结果对缓解河套灌区乃至黄河流域用水紧张矛盾具有积极的意义。
技术创新深挖节水潜力
“内蒙古河套灌区粮油作物节水技术集成与示范”项目在主持单位内蒙古农业大学科研团队的积极组织下,集合了内蒙古水利科学研究院和水利部牧区水利科学研究所的科研团队,在河套灌溉管理总局和磴口水务局等地方单位的积极配合下,得以顺利开展。
项目组经过长时间的科研攻关,以现有农业节水技术在内蒙古河套灌区的适应性和可操作性研究为基础,重点开展了抗盐碱节水型作物品种鉴选与水肥高效利用技术集成、组装集成精细地面灌溉技术、田间输配水系统使用节水新技术、作物田间水分高效利用综合技术、田间用水精量化配置与灌区群管组织优化模式集成与示范等5方面的研究。通过田间试验、技术筛选、技术集成等手段,深挖原有技术的节水潜力,并形成了创新点。
(1)建立抗盐节水春小麦、玉米及向日葵品种筛选指标体系,并在河套灌区开展抗盐节水新品种示范推广,解决了干旱盐渍化灌区抗盐碱节水型粮油作物新品种无鉴选原则及相应的筛选指标体系的技术难点,完成了理论和实践的创新。
(2)将原有的土壤覆盖栽培技术、化学节水技术、复种技术相结合,形成了干旱区作物田间水分高效利用综合集成技术。河套灌区土壤结构稳定性差,土壤保水性差,作物关键需水期土壤储水与保水能力低,从而出现农作物吸收水分不足而影响生长、土壤水分无效蒸发导致盐分聚集于土壤表面等问题。该技术可有效解决这些问题。
(3)根据河套灌区渠道衬砌存在冬季冻胀的问题,通过引进、开发、筛选渠道防渗衬砌新材料,开发出浮石轻骨料混凝土和风积沙混凝土衬砌材料,充分利用了电厂的废料和当地沙漠资源。
(4)通过田间用水精量化配置设备和田间用水精量化信息化管理系统的研发,结合河套灌区群众管理组织良性运行成本标准核定,以及农民用水信息终端应用,实现对群众管理的降本增效和监督矫正。
(5)将工程节水、农业节水及管理节水有机结合,形成适合河套灌区粮油作物的综合节水技术集成模式。
在取得以上创新成果的基础上,项目组还申请了“一种喷滴灌水肥一体化系统”等10项专利以及《河套灌区春小麦节水高产栽培技术规程》等7项地方标准;出版了《内蒙古河套平原农田综合节水技术研究》等4部专著;总结了《河套灌区粮油作物水肥耦合综合节水实用技术》等9本培训手册;在国内外期刊发表了84篇学术论文,其中17篇被SCI/EI收录。
应用推广至上
项目组在进行科学研究的同时,广泛开展了技术示范推广,在示范区对农牧民开展节水技术宣传普及,充分体现“在研究中加强推广,在推广中提高研究”的原则,不断完善研究内容,注重效益监测与评价,将试验研究成果转化到实际应用中。
在内蒙古河套灌区巴彦淖尔市磴口县补隆淖办事处坝楞村一社、二社、三社、四社,新河一社、二社、三社、四社,建立了粮油作物高效生产综合节水技术示范区12455亩,其中,核心试验区面积约2051亩,每年在核心试验区进行了40多项试验研究,并将成熟技术推广到核心区及河套灌区其他灌域。
在乌兰布和农场建立了水肥高效利用综合集成模式示范区838亩,在沙金套海苏木巴音温都尔耀升农庄建立了膜下滴灌、井渠双灌以及自动信息化节水示范区2000亩,在温都尔毛道建立综合节水示范区10000亩,并对示范区的经济效应进行了评价,均取得良好效应。
目前,建立的技术示范区面积共计25293亩。为了提高示范区灌溉水效率,项目组对建设一分干进行渠道衬砌,以提高输水效率。
项目组对示范后的技术进行经济、环境、社会效应评价后,优选成熟的、易推广的技术以磴口县为核心向周边旗县进行辐射。5年来,在巴彦淖尔市磴口县、临河区、杭锦后旗、五原县、乌拉特前旗等地进行了规模化推广,辐射区共计超过20万亩。
示范区单位农业产出成本降低14.5%,灌溉水利用率提高19%,作物水分利用效率提高 0.45千克每立方米;技术辐射区灌溉水利用率提高12%,作物水分利用效率提高 0.35千克每立方米。
产学研联合
该项目采用产学研联合方式开展,产业、学校、科研机构等相互配合,发挥各自优势,形成了强大的研究、开发、生产一体化的先进系统并在运行过程中体现出综合优势。
为推动番茄膜下滴灌技术的广泛应用,项目组主要参加人员、地方水利技术干部、村委会负责人共同组成技术考察组,赴新疆详细考察了新疆膜下滴灌技术,重点考察了滴灌技术、主要灌溉作物、成本、效益,有效提高了地方政府和群众对新技术推广应用的积极性。
由于作物生长期长,项目开展过程中农事活动多、观测任务重,项目组在示范区设立了试验基地,供学生和地方科技人员食宿,并建立了小型试验室,主要用于土壤含水率测定、作物测产等。
试验用地采取租赁制,通过与所属村委会协调,与涉地农户签订用地租赁合同,向农户支付租金,农户推选专人负责耕地、播种、施肥、除草、灌溉、收割等各项农事活动,但作物品种、种植模式、灌溉制度、田间测试工作等按项目实施方案进行,农户不得干预。
在实施中加强与内蒙古河套灌区各灌域管理局与水利试验站的联系,让其协助开展研究和示范工作,并与研究生培养结合,为高校和地方有关单位培养科技骨干。共吸纳内蒙古农业大学44名研究生,以及来自河套灌区、高校、科研院所的31名基层科技人员、青年教师参加试验和研究工作,培训技术人员与农民5317人次。
2015年8月23日,科技部委托杨凌示范区管委会组织专家对项目进行了验收。
经过5年的联合攻关,该项目共取得103项单项成果。这些成果已在河套灌区大面积推广,取得了显著的节水增产效益和社会生态效益,为内蒙古自治区和北方干旱地区农业发展提供了科学依据、示范样板和技术支撑。
(作者系内蒙古农业大学农林工程设计研究院常务副院长、教授、博士生导师)