种植技术]设施集雨大田节灌----推广综合配套的应用创新技术

  编者按：集雨节灌技术是干旱、半干旱地区确保作物需水有效供给、挖掘粮食增产潜力的一项综合配套创新技术。现代农业加快速度进行发展，为我们推广集雨节灌技术创造了有利条件。各市、县（区、市）农业技术推广部门应结合当地实际，以本文提出的技术路线，配合不同作物的综合栽培技术，因地制宜地开展集雨节灌技术的试验、示范，为我省干旱、半干旱地区农业生产创出一条有效利用水资源，提高作物种植效益的新途径。

  集雨技术近代慢慢的被大范围的应用，我国已有千余年历史，4000年前的以色列内洛夫沙漠的径流集蓄系统（Evanari等1971）也被世人发现，总之，集雨技术是伴随着人类文明进步的需要而发展起来的。随着耕地压力的加剧，干旱、半干旱地区挖掘粮食增产潜力，还需进一步创新集雨技术，确保作物需水的有效供给。干旱、半干旱地区大多降雨不规律，分布不均匀，且与农作物生长期错时错位，降雨多是无效降雨，春旱秋涝，干旱频发，黄土高原长期干旱，水土流失却最为严重。近年来，大中城市的加快速度进行发展，也使得临时性大雨、暴雨危害变为市政管理的大问题，城乡统筹集雨，综合开发利用已成为“资源节约型，环境友好型”社会可持续发展的新课题。山西是干旱缺水的典型地区，地下水以及小泉小水的开发利用已近极限，我们不得已将目光转向宝贵的雨水资源，变害为利，寻求解决水资源危机的新途径。

  完整的集雨工程主要考虑四个问题，一是当地降水量的大小和集雨效率；二是灌溉制度；三是集雨材料；四是储水体。多年来，困扰干旱地区集雨效果的最严重的问题是集流场的建设成本和集雨效率，传统的集流场多是固定的很多材料建成的硬化场地，或者是固有的场院、屋面、道路等能够形成径流的场地集雨储水。随着各地种植以及畜禽水产养殖等设施农业的大规模发展，传统集雨场正在发生革命性变化。

  首先，农业设施集雨是棚室骨架覆盖塑料薄膜，集雨场的硬化材料发生了本质性变化，其显著特征是集雨效率高，径流形成所要求的有效降雨量小。目前最为理想的集雨材料也就是塑料薄膜，北京市农业技术推广部门已在各郊县区开展设施集雨工程。试验证明，塑料薄膜作为集雨材料干净、卫生，无需拦污栅，可以直接入窖入池储水备用，水质符合喷、滴灌标准的要求，适合使用的范围广泛，应用前景广阔。

  其次，设施集雨的棚室骨架不仅成本较低，还能机动装配，易地移动，操作方便。与同样面积大小的硬化集雨场比较，成本效益十分显著。山西推广的移动大棚结构最初的设计目的是设施蔬菜春提早、秋延后临时拆装进行蔬菜保护地生产的。近年来，蔬菜基地的迅猛发展和现代农业示范园区的连片建设，温室大棚已成为高效的天然集雨场。设施集雨已在蔬菜生产上得到示范推广，干旱缺水的丘陵山区，也应进行大田作物的集雨节灌生产。

  第三，移动大棚骨架设施集雨其成本投入仅为大棚正常费用的60%左右，因为集雨设施骨架不需要仔细考虑风、雪荷载以及室内操作的空间需求，只要在大型水窖、水池四周机动架设临时集雨集流场即可大面积集雨，集雨量大，集雨效率明显，这是设施农业应用创新的又一次飞跃。

  集雨灌溉不同于常规水源灌溉。首先集雨灌溉需要明确的是，集雨灌溉是补充灌溉，必须节灌，它是在水资源短缺和其它水资源利用较为困难的情况下采取的辅助措施。集雨节灌产生的效益很高，但要认识到它的局限性。在规划设施集雨工程前，一定要考虑抗旱、耐旱作物的品种选择以及配套的农艺节水模式，也就是说应将生物节水、农艺节水和工程节水统筹考虑，全面实现产投比效益的最大化。

  其次，在选定栽培种植的作物后要注意三个方面的重要的条件，一是某一种作物全生育内水分需求总量；二是根据生育期内水分敏感系数确定最佳补灌时间，也是所谓的“需水临界期”；三是确定适宜的灌水定额，达到单位灌水、补水量的作物增产数量（WSE）最大。

  第三，干旱、半干旱地区主要确保出苗的最大用水量，确定栽培作物的节灌、补灌模式，如新疆的小麦喷灌，辽宁的玉米滴灌，示范效果非常明显，推广面积很大。黄土高原干旱、半干旱地区的山地丘陵，地形地貌很复杂，集雨的储水量有限，且输送困难，在防旱、抗旱夺丰产的过程中，还应选择坐水种以及注灌、穴灌、覆膜渗灌等模式。山西的各类杂粮作物栽培面积较大，应探索不同杂粮作物的有效节灌模式，最终目的是用最少的水量获取最大的作物产量。

  集雨节灌在干旱缺水地区推广综合配套的现代农业技术必须改革耕作制度。换言之，耕作制度的变革就是实现耕作措施和保水措施的改进和创新。目前采用的配套耕作措施有现代少、免耕技术，深松、耙耱及地面覆盖（秸秆、地膜覆盖），保水措施是在覆盖的同时，应用化学制剂以及很多类型的抗旱保水剂等。山西的丰产沟技术、W覆膜技术和甘肃等地示范推广的“全膜双垄集雨沟播技术”，都是耕作制度创新应用的成功模式。现代农业技术的显著特征是经济、精准、高效。改革耕作制度要“有的放矢”地组装配套一系列现化农业的高新技术，而推广应用各项配套技术主要是围绕集雨节灌这一主题，量入为出地开展“经济灌溉”，“经济灌溉”是所谓的“非充分灌溉原理”，其特点是允许作物受某些特定的程度的缺水和减产，但其目的是使单位水量获得最大的经济效益。

  目前，“非充分灌溉原理”的研究领域主要有两个方面，一是缺水对作物的敏感和量化理论，土壤水份特征和土壤有效性评价，SPAC系统中作物水分亏缺的评价指标与研究方法，研究作物的缺水敏感时期，即作物的各个生育阶段对水量要求的敏感性。二是有限水量灌溉系统优化管理理论的应用和模拟技术，即单位水量的最佳经济效益，使有限的水量获得最大的收益，这是属于节水软科学的研究范畴。

  总之，集雨节灌技术的推广应用是在传统农业向现代农业转变过程中与“非充分灌溉理论”紧密联系的。无论工程技术，还是农艺节水技术都要求在这一理论的基础上去组装配套，集成应用。否则，集雨节灌技术只能是循规蹈矩，重走老路，没有一点意义上的创新进步。上世纪九十年代，山西老一辈水利专家刘锡田曾撰文呼吁“山西要大做雨水资源文章”。改革开放以来，山西的小泉小水开发利用成就比较显著，但集雨工程与节灌技术还比不上干旱缺水的西北地区。现代农业的加快速度进行发展为我们推广集雨节灌技术创造了有利条件，大农业中的农、林、水、机各部门应联合作战，为山西雨水资源的开发利用做出应有的贡献。