滴水貴如油,對年降雨量偏少的新疆來說,莊稼體會最深切。9月6日,中國農墾節水農業產業技術聯盟在新疆成立,中國工程院院士、中國農業大學農業水問題研究中心主任康紹忠在會上表示:“在水資源短缺背景下,農業高效用水,是保障糧食安全的主要措施。”
節水灌溉,對新疆來說,既是急迫需求,又有得天獨厚條件。新疆深居亞歐大陸腹地,海洋暖濕氣流難以到達,干旱少雨,屬于典型的溫帶大陸性氣候。土地廣闊、溫差較大、日照時間充足等獨特優勢,又促進了節水灌溉的應用推廣。目前,新疆生產建設兵團已成為全國大田作物應用滴灌節水技術規模最大的片區。
節水與農藝配套 作物單產倍增
棉花畝產從80公斤增至150多公斤
“節水不僅是水的問題,必須實行工程與農藝相結合,才能達到節水增效的目的。” 農業部農墾局副局長胡建鋒強調。節水是一項系統工程,增效的前提則是盡可能減少成本。
在相當長一段時間內,滴灌技術主要用于經濟作物。新疆是我國棉花重要生產基地,1996年新疆引入以色列的滴灌設備,獲得大田棉花膜下滴灌技術試驗成功,但國外滴灌器材成本高達2500元/畝,無法直接應用于大田。新疆農墾科學院農田水利與土壤肥料研究所副所長陳云說:“以色列滴灌器材質量雖好,但對大田作物來說成本過高,又不適應這里的低溫,必須進行國產化,把成本降下來。”在國家及兵團科研項目的支撐下,結合相關農藝配套技術,新疆天業集團不斷攻關,滴灌工程一次性投資成本先后降低至每畝800元和350元左右。
器材成本降下來了,要真正實現規模化推廣,亟須配套的機械化設備。此前,地膜植棉栽培技術靠人工鋪膜播種,每人每天最多能作業0.4畝地,耗時又費力。1999年至2003年,時任新疆農墾科學院農機所所長的陳學庚院士,帶領農機裝備研究團隊成功研發滴灌精量鋪膜播種機,一次作業,能夠完成鋪滴灌帶、鋪地膜、精量播種、覆土等8道工序,一天下來能節省巨大的人力成本。我國首創的干旱區大面積膜下滴灌栽培技術得以迅速推廣。
莊稼一枝花,全靠肥當家。影響滴灌技術產出效益的關鍵是水肥一體化技術。中國農墾節水農業產業技術聯盟理事長尹飛虎帶領團隊攻堅克難,研制出了水溶性好、雜質少、利用率高、成本低的滴灌高效固態系列復合肥,從根本上解決了此前復合肥易堵塞滴孔、液體肥成本高等問題。事實上,新疆本是富鉀地區,鉀肥需求量不高。然而略帶戲劇性的是,滴灌技術和配套措施使得作物產量大幅提升,其中棉花畝產從原來的80公斤飛躍到150多公斤,因此在作物吸收高峰期,需要額外補鉀。通過水肥一體化,鉀肥利用率可達到70%。同等產量下,節水節肥,實現了效益攀升。
節水與氣候適應 資源利用率提高
泵站灌溉系統比渠系漫灌節水40%
滴灌節水,并非標準化設備和器材一應俱全就能一勞永逸,許多現實問題接踵而至,倘若處理不善,也會使滴灌效益大打折扣。
近日,記者來到五家渠市的葡萄谷采摘園,這里由兵團第六師新農現代農業投資發展有限公司經營。從葡萄溝的一端望去,層層疊疊的葡萄藤纏繞在一溜“廠”字形水平棚架上,井水加壓滴灌系統的地面部分采用支管、毛管兩級布設,一行葡萄溝內鋪設2條毛管,間隔70厘米左右。據了解,偌大的采摘園,單個人就能操作整個滴灌首部系統,一個滴頭每小時僅滴2.8升,畝效益達5000元以上。
新疆晝夜溫差大,冬天最低溫度甚至達到零下40攝氏度。有人質疑:“滴灌會導致葡萄的根系埋得比較淺,會不會更容易遭到低溫凍害?”負責人滕利坦言,在栽種之初就考慮到了這一點,因此葡萄溝本身挖有一定深度,低于地表至少20厘米,冬剪枝埋地后也起到保護根系的作用,入冬還要適當加大水量以保墑、保溫。
滴灌屬于局部灌溉,水肥直接作用于作物根部,但水質問題所造成的滴灌系統堵塞卻令人大傷腦筋。兵團第六師102團灌溉區,水中浮游生物較多,采用常規滴灌過濾系統無法解決系統過濾的問題,102團成功研發出泵前低壓滲透微濾系統,通過濾網內部的高壓噴灌,清洗濾網表面附著的雜物,保證濾網的及時清潔和反復使用,成功實現水資源高效利用、耗能減少等目標。
滴灌系統的改進革新,不斷發掘出節水農業的潛力。兵團第六師共青團農場泵站加壓系統建于2009年,是全國最大的泵站加壓灌溉系統,節水面積達100%。農業園區核心區主任薛輝介紹:“常規滴灌一般使用電機驅動水泵進行灌溉,我們在這個基礎上使用了世界先進的ABB變頻器控制系統,保證滴灌系統壓力均衡,再加上一次性灌水面積大,可以節省滴灌時間。”據了解,該系統比常規滴灌節水10%,比渠系漫灌節水40%。
節水與養地匹配 打造可持續現代農業
新疆棉花產量占全國比重增加到67.3%
水資源緊缺,節水農業從未止步。陳云說:“倘若一味搞滴灌工程,盲目投資,配套設施沒有跟上,節水產業必然是不可持續的。要種地,也要養地。”有機質是土質的核心,化肥的大量使用會造成土壤有機質消耗,土層板結,地力降低。
在滴灌肥料的改進上,未來還大有可為。陳云介紹,一方面,未來將依據不同作物、不同生育期的需肥特點,結合目標產量確定水溶性復合肥料的氮磷鉀合理配方、施用量及施用時期,實現精準施肥,提高施用效果。另一方面,通過合理利用有機養分資源,用有機肥替代部分化肥,實現有機無機相結合,提升耕地基礎地力。同時,選擇一些對作物有促生作用或對病菌有抑制作用的微生物,減少農藥施用量。
尹飛虎對聯盟的未來發展充滿希望。他表示,聯盟這個集企業、研究機構和農場于一體的平臺,有利于充分調動企業的積極性,孵化科研成果,通過資源整合,實現經濟、社會和生態效益“三贏”。大會期間舉行了節水農業產品與市場對接會,來自新疆、黑龍江和北京的五組企業、農場和研究機構,兩兩簽訂了科技合作協議,圍繞滴灌技術、節水產品和智能施肥等專利技術開展互惠合作。
大力推進節水農業,新疆現代農業的綜合水平不斷提升。截至2016年末,新疆全區高效節水面積達到近300萬公頃,成為目前世界上最大的節水灌溉集中區。
陳云感慨:“低成本滴灌器材、配套農業機械、低成本水溶肥料這三大問題的解決,使得滴灌作物產生了較好的經濟效益。”善用節水模式,滴灌技術已應用到兵團幾乎所有作物,包括水稻、小麥、棉花、葡萄、果樹等30多種,推廣到內地8個省區,并走出國門,在13個國家和地區推廣滴灌面積5萬余畝。作為我國重要的優質棉產區,2016年新疆棉花產量占全國的比重進一步擴大到67.3%。干旱少雨卻堪稱“衣被天下”的背后,是浸染無數汗水、一派欣欣向榮的節水產業。