地方田间水利科技的创新

作者：郑世宗 党秀英 单位：浙江省水利河口研究院 中国人民空军94865部队

进入20世纪90年代,全省大力开展以节水为重点的农田水利技术研究与推广工作,研制推广了旋转式田间放水阀(1994年)、混凝土U型渠槽预制工艺及配套机械(1997年);试验提出水稻无水层灌溉技术(1997年);开展微灌技术防治土壤盐渍化研究(1998年);开发应用了低压薄壁塑料输水管(1997—1999年);开展有机污水生物处理回灌农田试验研究(1999年)等[1]。20世纪80—90年代,地处浙江省杭嘉湖平原的平湖市,通过技术创新发展低压地下管道输水技术,累计建成低压地下输水管道2400km,控制节水灌溉面积3•33万hm2(45•5万亩),占全市有效灌溉面积的96•8%,在全国率先基本实现农田灌溉地下管道化。基于浙江省南山水库灌溉试验站多年试验所总结的水稻薄露灌溉技术,成为南方水稻节水灌溉技术的典型,与传统水稻灌溉相比,节水1•5万m3/hm2左右,已累计在全省应用推广面积33•33万hm2(500多万亩),年节约用水5亿m3以上,增加粮食产量约2•5亿kg,创造出巨大的社会、经济效益。进入21世纪,面临水资源日益紧张的形势以及发展高效生态农业的现实需求,浙江省高度重视农田水利技术研究。恢复中断多年的灌溉试验工作,新建了包括浙江省灌溉试验中心站、平湖、金清、永康重点站及20余个基层观测点在内的浙江省灌溉试验站网体系,为全省农田水利技术研究提供了良好平台;结合“大型灌区节水续建与配套改造”、“农业综合开发中型灌区节水配套改造”、“千万亩十亿方节水工程”、“百万亩喷微灌工程”等项目建设,大力开展节水工程技术的研究与应用,如针对水源环节,结合设施农业特点研究提出雨水集蓄利用技术;针对渠系输水环节,研究推广了新型混凝土U型槽和强纶纤维混凝土防渗技术、低压变频塑料管道灌溉技术等;针对田间用水环节,在传统喷微灌技术基础上,先后研究推广了经济型喷微灌技术、特低水头喷微灌技术,进一步丰富了喷微灌技术研究与实践的内容。同时,积极开展非工程技术的研究与探索,研究制定了浙江省农业用水定额标准;开展水稻水肥耦合技术与节水高效灌溉制度研究,提出适应浙江省不同区域的水稻节水增效综合技术模式;开展灌区农业用水定额管理试点探索,提出“定额为准、计划指导、计量控制、配水监测、制度激励”的定额管理应用模式[2];研究提出基于简易量水槛的新型明渠实时量水装置等。通过上述科技创新,浙江省农田水利研究进入了数量、质量与效益并重的良性发展新阶段,提出和推广应用了一大批与节水灌溉配套的工程、农业与管理节水技术,并初步形成了符合浙江实际的农田水利综合技术体系与发展模式。2000年至今,余姚市开始了经济型喷微灌技术的研发、实验示范及大面积推广,通过优化设计方法,降低工程造价50%以上。此项技术已推广到山区竹笋、杨梅、板栗以及平原蜜梨、蔬菜、葡萄等作物,受益面积0•25万hm2(3•8万亩);并推广到兔、鸡、鸭、猪等家禽养殖场降温和防疫,面积达5万m2,余姚市也成为浙江省南方地区推广喷微灌面积最大的县市之一。浙江省水利河口研究院结合浙江省重大科技攻关项目“高效生态农业节水增效综合技术研究与应用”、国家农业综合开发科技推广项目,基于水肥耦合原理,以节水、增产和减排为目标,研究提出水稻节水增效综合技术,在永康、平湖、路桥等地的水稻灌区累计推广面积约3•33万hm2(50万亩),实现农业节水3800多万立方米,新增粮食产量1300万kg。

农田水利科技创新存在的主要问题分析

浙江省农田水利发展历程,科技创新成为推动全省农田水利工程建设、发挥工程效益的重要支撑。然而,随着新形势对农田水利提出的更高要求,全省现状农田水利科技支撑能力仍显不足,表现为:科研创新平台有待进一步完善目前,覆盖全省的浙江省灌溉试验站网为全省农田水利科技创新提供了良好的研究平台。但是,分析现状仍存在着:网络体系不够健全;站网建设与标准要求尚有差距;高层次人才短缺,地方试验站的技术力量薄弱;尚未建立可持续的保障机制等问题。与高效生态农业特征相适应的农田灌排技术仍有待进一步研究高效生态农业是浙江省发展现代农业的具体实践形式,具有“生态循环、经济高效、优质安全”特征。目前,全省农田灌排技术还是以追求作物节水、增产为目标,对其它如节能、节本、减排、减灾等因素考虑较少,已不能完全适应高效生态农业的灌排要求。农田水利新产品、新材料、新设备的研究与开发能力仍显不足特别是适应农业集约化要求的,体现节省劳力、提高生产效率、自动化程度高的农田水利新产品、新材料、新设备的研发能力明显不足。农田水利技术推广应用力度不够目前,全省水利技术推广机构(特别是基层)不够健全,应用农田水利新技术的积极性不高,特别是地方推广经费不足,导致农田水利新技术推广工作的进展不快,成果转化和推广应用方面效果有待改善。

浙江省农田水利科技创新方向及发展重点

“十二五”期间,是浙江省全面建成小康社会及社会主义新农村以及实现农业农村现代化的重要时期。但是,农田水利建设滞后和管理薄弱是全省现代农业发展的软肋,是农村基础设施建设的短板。要实现未来农业用水总量基本不增长前提下提高农业综合生产能力、保障全省粮食安全,农田水利发展仍面临着巨大的建设与管理任务,需要在工程实践中,加大科技攻关力度,努力实现水利科技新突破,表现为:①要从过去主要为农业生产服务转变为农村经济和社会发展服务;②要从过去支撑传统的灌、排工程发展到现在的节水、排涝、治污等项目;③要从过去追求经济效益为主发展为经济效益、社会效益、生态效益多目标并重。以工程建设推动水利科技发展,以水利科技创新促进工程建设与管理。在农田水利科技创新目标上,不仅要着眼于提高农业用水利用效率和效益,同时要关注其生态环境影响;在技术路线上,要注重引进、创新及综合集成;在研究方法上,要重视自然科学与社会科学的有机结合;在研究手段上,要充分体现传统技术与现代高新技术的结合。针对当前浙江省农田水利技术支撑的薄弱环节,围绕“十二五”农田水利建设重点需求,提出今后一段时期全省农田水利技术研究重点如农田水利应用基础研究土壤水与作物关系问题的研究是农田水利研究的基础,今后的研究应从均质走向非均质,从点的研究走向面(或区域)的研究,从理论研究推进到应用研究。进一步完善全省灌溉试验站网络研究平台,提升开展应用基础研究的能力与水平。针对由于灌溉排水规律的复杂、水资源日趋紧张、综合利用供需矛盾的增加,应加强灌排自动化、3S、水情自动测报系统等技术的研究。加强节水灌溉新技术的节水增效机理研究。在排水控制涝渍方面,应继续对明沟排水、暗管排水等开展研究,重点放在对田块、区域的排水模数研究上。加强节水灌溉技术的尺度效应、生态环境效应研究,为区域节水评价提供科学依据。适应于高效生态农业特征的农田灌排技术在农田灌溉技术方面,结合高效生态农业特征,对粮食作物—水稻,需研究体现水肥高效利用、节水节能、减排减灾的综合灌溉技术;对经济作物,需研究经济实用、高效节能的灌溉技术及产品,能适应浙江农业生产模式、区域农业特征和农业经济水平,并能够大规模推广应用。在农田排水技术方面,需结合河网平原特点,研究基于排涝、降渍、控污、减排多重目标的控制排水技术,全面提高全省平原河网区农田的防灾抗灾能力。经济作物节水高效灌溉制度作物节水高效灌溉制度是以最少的灌溉水投入获取最高效益而制定的灌溉方案。在灌区开展不同作物、不同生长条件下的耗水量研究,特别是随着作物种植结构的调整,应加大对各种经济作物的耗水量研究,寻求作物在不同生长环境条件下的节水高效变化规律(特别是喷微灌模式下的需水规律和灌溉制度)。以此为基础,制定灌区在不同的供水、气象、农艺、管理等条件下的节水高效灌溉用水方案,采用现代化手段进行灌区实时灌溉预报,指导农民进行灌溉。农田水利技术标准现有农田水利技术标准大多数为传统农业的农田水利建设管理服务的,不能完全适应现代农业的农田水利建设管理需要。应根据新的社会需求,从经济、社会、环境、生态和水资源的持续高效利用等研究制定适应新的农田水利技术标准,以规范高效生态农业的农田水利建设管理。特别是当前急需针对农业“两区”(粮食生产功能区和现代农业园区)建设要求,研究和制定浙江省农业“两区”农田水利建设与管理标准,以提高农田水利服务农业“两区”的能力和水平。农业节水关键设备、产品及材料的产业化考虑到高效节水灌溉适应了农业生产向高效集约化经营发展的趋势,是今后全省农田水利发展的重点,因此,今后需大力开展节省劳力、生产效率高、自动化程度高的高效节水灌溉机具研究、开发和产业化。如经济实用、高效节能的喷灌、微灌设备及产品;渠道防渗衬砌机具;灌溉自动化控制设备等。