沿黃灌區是國家重要的糧食生產基地,也是內蒙古工農業用水矛盾最為突出的地帶。“引黃灌區多水源高效節水關鍵技術研究與示范”項目破解了制約沿黃灌區滴灌發展的技術難題,從理論與理念、產品與設備、技術模式以及管理體制方面進行全面創新,促進了內蒙古高效節水灌溉技術水平大幅度提高,為自治區經濟發展以及農業發展方式轉變提供了有力技術支撐。
“用上滴灌后,我這每畝地平均增產100多公斤,而且每畝能省50元左右的肥料錢和100元水費?!卑蛷┠谞柺形逶h銀定圖鎮八社社長王玉金高興地對記者說。王玉金今年種植了160畝玉米,全部使用了。由于水源有保障,玉米枝繁葉茂,長勢喜人。
“以前澆地要等水,如果作物需要水的時候等不到水,就會延誤生長期。如今,啥時候想澆水了,只需往機房的施肥罐里放上肥,然后打開水泵,水肥就自動流入作物根部,省時省工又省錢!”提起滴灌項目,王玉金贊不絕口。
王玉金受益于自治區重大科技項目“引黃灌區多水源滴灌高效節水關鍵技術研究與示范”。該項目于2013年立項,由內蒙古水利科學研究院主持,水利部牧區水利科學研究所、武漢大學、內蒙古農業大學、中國農業大學以及河套灌區管理總局等10多家單位參加,160多名科技人員組成聯合攻關團隊共同完成。
該項目破解了制約我區沿黃灌區滴灌發展的技術難題,從理論與理念、產品與設備、技術模式以及管理體制方面進行全面創新,形成具有引黃灌區特點發展滴灌的系列技術,促進了我區高效節水灌溉技術水平大幅度提高,為自治區經濟發展以及農業發展方式轉變提供了有力技術支撐。
首創泵前過濾模式,
驅動規模化高效節水技術應用
沿黃灌區是國家重要的糧食生產基地,也是自治區重要的現代煤化工生產示范基地、有色金屬生產加工和現代裝備制造等新型產業基地。資料顯示,沿黃地區水資源總量僅占全區的7.6%,用水總量卻占全區的53.87%,是我區工農業用水矛盾最為突出的地帶。
巴彥淖爾市年均降雨量不足200毫米,蒸發量高達2000多毫米,農田灌溉主要依靠黃河水。由于黃河水灌溉間隔時間長,不能很好地保障作物生長需要,還要用黃河水將土壤中的積鹽淋洗下去,因此,該地區一直以來形成了大水漫灌的澆水習慣,造成水資源浪費。
隨著自治區經濟社會發展及國家最嚴格的水資源管理制度進一步實施,沿黃地區水資源供需矛盾將進一步加劇。新常態下沿黃灌區農業生產還面臨著供給側結構不合理、農業面源污染不斷加重等挑戰。
“在沿黃灌區發展滴灌,可以顯著提高水肥利用率,大幅度節約農業灌溉用水與化肥用量,有效緩解水資源供需矛盾與改善農業生態環境,對于促進農業種植結構調整、土地流轉以及農業種植管理水平大幅度提升都具有重大意義?!表椖考夹g負責人、內蒙古水利科學院副院長于健告訴記者。
項目分6個課題,分別圍繞“河套灌區淖爾水資源開發與可持續利用技術研究示范”“井渠結合膜下滴灌節水潛力與區域水鹽調控策略”“引黃灌區地下水滴灌—引黃補灌關鍵技術研究與示范”“直接引黃滴灌關鍵技術研究與示范”“引黃滴灌運行保障配套設施設備結構研發”“引黃滴灌運行與管理機制研究與示范”等方面展開研究與示范。
黃灌區滴灌最突出的難題就是泥沙過濾成本高、效率低,水源有效保障以及鹽水區域性平衡問題。科研人員通過深入調研,結合當地實際情況,經過反復研究實驗,提出了“高含沙水滴灌淺過濾,重滴頭排出”的新理念,在國內首創了黃河水滴灌過濾與抗堵新技術模式——自主研發了滴灌泵前低壓微粒滲透儀,過濾大顆粒泥沙與雜質,通過篩選適宜滴頭,將大部分細顆粒泥沙隨滴頭出水進入到田間,利用毛管尾部設置特殊回流裝置,進行定時沖洗。
泵前低壓微粒滲透儀安裝在抽水泵前端,由雙浮筒做浮體,將濾筒及旋轉和反沖洗裝置固定在浮筒上面,自成一體,可隨水位自動升降,借助濾筒上0.6-1米的自然水頭過濾水流。
“這一新技術模式,省去了傳統首部修建沉沙池,克服了毛管尾部反沖洗費用高、管理麻煩等弊端,比國際通用過濾技術模式節約至少1倍以上的成本。同時,大量減少清理泥沙費用,避免了因過濾而使黃河水中大量營養物質流失。”于健告訴記者。
示范區高產高效,
帶動地方節水大面積應用
目前,該項目在河套灌區上中下游的磴口、臨河、五原以及烏拉特前旗建設示范區和監測區9處,累計完成示范面積10000畝。示范作物有玉米、向日葵、小麥、西紅柿、青椒、瓜果類等10余種作物。
“項目實施之初,當地很多農戶持觀望甚至懷疑的態度?!表椖考夹g人員張瑞喜說。“八百里河套平原自古以來一直采用傳統漫灌,我們不缺水,為什么還要搞滴灌?”對于農戶來說,他們更加看重的是莊稼的收成。
如今,當地農戶響應號召積極流轉土地,用實際行動表達了他們對項目的肯定,這讓科研人員感到很欣慰。他們對農民、基層管理者、土地承包管理者進行精準化的培訓,促進了農業直接參與者接納新事物及新思想的轉變,在大幅度提升農業用水管理水平方面起到了事半功倍的效果。
2015年,從烏蘭布和沙漠邊緣沙金套海示范區開墾第一年的3000畝荒地上傳來捷報:采用滴灌技術種植的向日葵畝產達到200公斤,最高畝產量達到275公斤;玉米畝產達到750公斤,與同邊黃灌土地相比,效益顯著。采用了滴灌,該縣寶日浩特示范區的氮肥、鉀肥用量減少30%,節省農藥用量、勞動力用工以及降低電費50%,農民每畝增收350—900元。
與漫灌相比,滴灌還具有一大優點,可有效防止土壤板結,提高土壤透氣性,提高作物苗期地溫。而在6月初進行滴灌,比漫灌可提高地表0—10厘米溫度2℃左右,促進作物早期生長。滴灌還能有效提高作物品質,滴灌后的玉米突尖少,千粒重大,還可降低番茄臍腐病發病率,籽粒飽滿。
項目相關負責人、內蒙古河套灌區管理總局科技文化處處長劉永和告訴記者,通過研究與示范,河套灌區滴灌可發展總面積150萬畝左右,可節約水量約3—5.5億立方米,這部分水量轉換于工業,可形成產值700億元。
在實際的科研與實驗過程中,項目還因地制宜提出了化控技術、干播濕出技術、水肥一體化技術、免耕復種技術、不覆膜技術等多項滴灌配套實用新型技術,這些技術能有效改善土壤結構,增加土壤水分,防止侵蝕,節約水量,部分地區可實現1年2季種植模式,并減少白色污染。
項目的實施對農業發展方式的轉變提供了積極作用。通過示范區引領帶動,僅2016年,河套灌區滴灌發展總面積達40萬畝,具有顯著的經濟、社會與生態效益,真正把科研論文寫在了廣袤的田野上。