摘 要:节水农业的发展模式要根据当地的具体情况,有计划、有重点的开展,要把节水农业融合到农业发展的总体规划中去,以适应农业种植结构调整的发展需要。在指导思想上,以发展高产高效农业为重点,以提高经济效益、促进市场经济发展为目的。在发展规模上,宜大则大,宜小则小,尽可能集中连片开发,逐步形成规模。在选择节水农业技术模式上,可视水源、地势和作物种植情况,因地制宜地分区选择不同的节水措施。本文对福建省不同阶段的种植体系与节水技术体进行初步探讨。
关键词:种植体系 节水灌溉 标准化 可持续发展
中图分类号:S646文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0012-02
1 不同阶段的种植体系与节水技术标准体系
1.1 不同阶段的种植体系
采用趋势法,分4个阶段(1949～1980年、1980～1990年、1990～2000年、2000～2010年)分别对福建省常用耕地面积、水田面积、旱地面积以及农作物种植面积、粮食作物种植面积、非粮作物种植面积和谷物种植面积进行统计,获得4个不同阶段的年平均递增(减)率,并根据年递增(减)率预测2005年、2010年和2020年的耕地和种植面积。在52年间,我省的常用耕地面积、水田面积、旱地面积、农作物种植面积、粮食作物种植面积和谷物种植面积均呈下降趋势,年平均递减率分别为-0.565%、-0.555%、-0.561%、-0.410%、-1.93%和-2.41%,非粮作物种植面积呈上升趋势,年平均递增率为4.71%。
以2010年的数据为基准年预测2010年、2015年和2020年的面积分别为:常用耕地面积1704.02(万亩)、1655.32(万亩)和1557.92(万亩);水田面积1379.72(万亩)、1341.02(万亩)和1263.62(万亩);旱地面积327.62(万亩)、318.42(万亩)和300.02(万亩);农作物种植面积2498.24(万亩)、2446.59(万亩)和2343.29(万亩);粮食作物种植面积1414.32(万亩)、1272.37(万亩)和988.47(万亩);谷物种植面积967.88(万亩)、845.33(万亩)和600.23(万亩);非粮作物种植面积1146.62(万亩)、1393.42(万亩)和1887.02(万亩)。
1.2 不同阶段的节水技术标准体系
福建省地形复杂多样,但总体上可分为沿海丘陵平原、丘陵山区和海岛突出部三种类型。从福建省的水资源来看,总量是丰富的,人均在全国也较高,但也仍存在着沿海和局部地方缺水,特别是干旱年份缺水问题也极为严重。福建省的缺水情况大致可分为严重缺水、部分缺水和轻度缺水,而目前解决农业灌溉用水的水源主要有水库灌区、引水和开采地下水。
(1)低丘陵灌区节水农业模式
该区位于福建省的东南沿海,相对经济较为发达。但水资源人均占有量较少;而且本区人口较多,人均占有耕地仅0.025公顷,属人多地少。本区农业灌溉基础较好,大中型灌区多,福建省的山美、东张、东圳、峰头水库和北引五大灌区均位于沿海地区。本区种植作物主要是水稻及水果、蔬菜等经济作物。
该区气候特征指标K值处于0.5～1.07之间,属湿润地区(部分半湿润地区),年平均降雨量1180～1800mm,年平均蒸发量650～2066mm,日平均气温大于和等于10℃期间的积温为5704～7800℃,同期降雨量1100～1700mm,属南亚热带(暖区)气候类型;本区在地形上属丘陵平原类型;全区的缺水程度值B的变化幅度为0.7～2.68,属资源性和工程性缺水区。
该区经济发展快,水源不足,干旱缺水已成为当地工农业发展的最大制约因素。而且随着社会经济的快速发展,农业种植结构调整也越来越快,经济作物特别是高优果茶林的种植比例明显增加。据统计,该地区的粮经比从1999年的7∶3上升到2002年的6∶4。工业生活用水量从占总用水量的35.4%增加到38.8%。因此节水农业的发展要随着当地国民经济和农业结构调整的变化而发展,以适应农村经济发展的需要,同时也要兼顾各行业的用水需求。所以在节水农业方面应优先发展喷、微灌等先进的节水灌溉技术。在水稻区一方面仍要推广应用渠道防渗和“U”型槽技术;另一方面,则要加快发展管道输水技术,加快福建省明渠管道化的建设步伐。同时,要加强田间非工程节水措施的研究,使节水农业技术向综合方向发展。
节水农业的关键技术是:充分利用大中型灌区,发挥水库供水效益;采用先进的节水灌溉技术,适应农业种植结构调整的需要。其主要技术模式有:一是水库+喷微灌+果林经济作物;二是水库+微灌+花卉高优作物;三是水库+管道输水+大田作物
(2)沿海岛屿、海岛突出部渠井灌区节水农业技术模式
该区是福建省水资源最紧缺的地区。人均水资源量大多在1000m3以下,其中尤以平潭、惠安、石狮、东山和厦门等县市最少,人均不到600m3,占全省的16%。同时沿海岛屿没有较大的蓄水工程,地表水源匮乏。因此开辟地下水等新水源,改善水环境,加快农业可持续发展,是本区节水农业的关键技术。首先要根据作物灌溉用水量,按生态可持续发展的要求,分析评价水资源及其承载能力,合理确定可开采利用的地下水;其次,以打井作为主要水源的建设措施,采取非充分灌溉的办法,引用先进的节灌技术,解决水资源短缺的问题;再次,调整农业种植结构,选用节水耐旱的作物品种,减少灌溉用水量。该区节水农业的主要技术推广模式有:一是水利工程引水+大田管灌;二是机井+喷微灌节水灌溉系统;三是雨水集蓄(引山涧水)+节水灌溉系统。
(3)丘陵山区节水农业模式
该区位于福建省的西北部,丘陵山地多,降雨充沛,土地资源丰富,人均占有耕地0.047公顷,但经济相对落后,农业水利工程基础较为薄弱。该区气候特征指标K值处于0.1～1.0之间,属湿润地区,年平均降雨量1300～2200mm,年平均蒸发量750～1500mm,日平均气温大于和等于10℃期间的积温为4500～6000℃,同期降雨量1258～1458mm,属中亚热带(凉区)气候类型。该区在地形上属丘陵山地类型,全区缺水程度值变化幅度为1.05～8.68,大部分县、市虽水资源较丰富,但由于工程设施简陋、调蓄能力差、利用程度低,造成灌溉用水不足,属典型工程性缺水区。
该区主要种植大田作物,有许多县、区是福建省的商品粮基地。同时由于福建沿海经济发展的带动作用,近年来该区的山地经济作物的发展也较快,果、茶、林等经济作物品种的种植面积逐年增多。因此在该区,应重点推广以下节水农业主要技术模式:一是渠道防渗+“U”型槽+大田作物;二是山地水利(雨水集蓄)+节灌措施+经济作物;三是渠道防渗+田间农艺节水技术+大田作物。
(4)山地水利(雨水集蓄)节水农业模式
福建省山地资源丰富,随着农业种植结构的不断调整,山地经济作物发展十分迅速,现适宜发展山地水利的面积为28.5万hm2。而山地水利(雨水集蓄)适用于地表水、地下水缺乏或者开采难度大的山地和沿海干旱地区,解决山坡地、低山低丘的茶果等经济作物灌溉问题。通过近年来的试点试验,表明山地雨水集蓄工程不仅有效解决山地经济作用的灌溉用水问题,而且技术适用可行,深受山区农民的欢迎。因此,本区节水农业技术的重点是合理利用雨水资源和引用山涧水、泉水及溪河水,建设与雨水联合运用的水源工程,采用节水灌溉系统,实现节水、高产和高效。适宜该区的节水农业技术模式主要有:一是集雨蓄水池(集蓄雨水为主)+喷微灌+果林经济作物区;二是蓄水池(主要引山涧水等)+节灌系统+经济作物区;三是小型水利(塘坝)+节灌系统+经济作物区。
(5)不同阶段的种植体系与节水技术标准体系的关系分析
从上分析可知,建国后和(或)2010年、2015年、2020年预测的福建省常用耕地面积、水田面积、旱地面积、农作物种植面积、粮食作物种植面积和谷物种植面积均呈下降趋势,非粮作物种植面积呈上升趋势,尤其是需水量大的粮食作物下降趋势明显,这对我省的水资源供应于农业是有利的。但也仍存在着沿海和局部地方缺水,特别是干旱年份缺水极为严重的问题。其缺水情况可分为严重缺水、部分缺水和轻度缺水三种情况,相应地提出了针对不同区域的12种节水农业技术模式。主要依据是节水农业的发展要随着当地国民经济和农业结构调整的变化而发展,以适应农村经济发展的需要,同时也要兼顾各行业的用水需求。同时,达到提高水资源的利用效率的目的。
2 不同阶段的种植体系与节水技术标准体系的水平衡关系
农业灌溉采用有效灌溉面积增长指标×毛灌溉定额,并分旱田和水田分别预测需水量。灌溉定额采用现代的净定额除以渠系利用系数。在经济较为发达地区,渠系利用系数的增长速度快一些。根据福建省水利厅预测,2010年福建省渠系平均水利用系数拟提高到0.60,2010年提高到0.65,2020年提高到0.70。至2010年农业水保证率达75%～90％,农业综合水利用系数达0.60,实际灌溉面积达893.42千公顷;2015年,农业水保证率达75%～90％,实际灌溉面积达920.52千公顷,农业综合水利用系数达0.65;2020年,农业水保证率达75%～90％,实际灌溉面积达974.72千公顷,农业综合水利用系数达0.75;其中大中型灌区渠系水利用系数达0.80,综合亩均毛灌溉定额为470m3/亩(平水年偏枯)。根据所预测的毛定额与灌溉面积发展指标,求得2005年保证率P＝75％时的用水量为104.97亿m3,2015年保证率P＝75％时的用水量为99.84亿m3,2020年保证率P＝75％时的用水量为91.62亿m3。而从我省1999年2010年水资源供应于农业用水的变化情况分析,全省的供水总量表现为逐年增加的趋势,按年增1.08亿m3计,2005年的供水总量为184.86亿m3,2010年的供水总量为190.26亿m3,2020年的供水总量为201.06亿m3,按灌溉用水量占供水总量比例的5年平均值为60%算,则2010年灌溉水资源量为110.92亿m3,2010年灌溉水资源量为116.32亿m3,2020年灌溉水资源量为127.12亿m3,预测20105年、2015年和2020年的实际灌溉面积需水量分别为104.97亿m3、99.84亿m3和91.62亿m3可满足需要。
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