忻州市節水農業模式

034000忻州市土壤肥料工作站 楊完仙

忻州市地處山西省北中部，是一個典型的農業區，耕地面積63.94萬hm2，其中，可灌溉面積13.10萬 hm2，旱地面積50.84萬hm2；年降水量345～588 mm，多集中在7，8，9月（降水量占全年的75%～80%），且年際降水量變化較大，豐枯交錯現象頻繁，有“十年九旱”之特點。近年來，依靠科技進步，推進旱作節水農業技術，推廣了多種節水模式，創造了抗旱高產的經驗，使全區農業生產取得了顯著成效。

1 農業水資源的現狀及階段發展

1.1 水資源現狀

忻州市是一個“十年九旱”、水資源緊缺的地區。全市多年平均降水量450 mm左右，1980—2000年平均水資源總量17.91億m3，河川徑流量10.60億m3；地下天然水資源量（即降水入滲補給量）13.63億m3，河川徑流量（重復量）6.32億m3，與多年平均水資源總量21.50億m3相比較，水資源總量減少了3.59億m3，減幅為16.7%。

全市的水資源可利用量為11.3億m3，其中，地表水可利用量為6.08億m3，地下水可開采量為7.62億m3，重復量為2.38億m3。全市水資源可利用率為56.8%。

從用水情況來看，全市國民經濟各項用水總量為5.28億m3，占多年平均水資源可利用量的46.7%，占水資源總量的29.48%。在總用水量中，農業灌溉用水4.0億m3，占總用水量的75.76%。

1.2 農業用水發展階段

按照農業階段性發展的觀點，可將旱作節水農業發展過程大致劃分為3個階段。第一個階段是20世紀50至60年代，以貫徹“農業八字憲法”為特點的傳統旱作經驗總結推廣階段。這一階段的用水模式是以合理密植為中心的精耕細作節水技術，基本上為“雨養農業”。第二個階段是20世紀70到80年代，旱作節水農業階段。這一階段的突破口就是改變農業基本條件的農田基本建設和推廣雜交種的“綠色革命”。農田基本建設改“三跑田”為“三保田”，使土壤水分利用率大幅提高。第三個階段是十一屆三中全會以后到現在，以傳統旱作農業經驗和先進農業技術相結合為特點的發展階段。這一階段的突破口是平衡配套施肥技術和地膜覆蓋技術的大面積推廣，并輔之工程節水，大大改善了作物的營養和生長條件，使農作物產量進一步提高。

2 成熟的節水技術模式

2.1 平衡配套施肥為主的化學調控節水模式

平衡配套施肥技術是通過合理施肥來調節水分利用，促進作物增產、增收。根據忻州市大量試驗示范資料統計顯示，實施平衡配套施肥后，水分利用率由原來的70%提高到95%，水分生產效率為1.6 kg/m3；各種作物的增產幅度一般在10%～20%，高的可達30%。定襄縣神山鄉2003年玉米平衡配套施肥示范點，公頃施用有機肥45 000～60 000 kg，純氮 120～150 kg，五氧化二磷 37.5～67.5 kg，氧化鉀37.5～75.0 kg；玉米平均產量為8 775 kg/hm2，比對照增產1 035 kg/hm2，增產率為13.4%，增加產值 1 035元/hm2。

2.2 以地膜覆蓋栽培技術為主的節水模式

地膜覆蓋技術是解決忻州市農業“一旱、二寒、三薄”的突破性旱作節水措施，推廣面積不斷擴大，每年推廣面積在10.7萬hm2左右，其中高寒冷涼區為4.7萬多hm2。據調查，玉米地膜覆蓋比露地玉米土壤水分蒸發減少90%，提高水分利用率32%～65%，節約農業用水33%，水分利用率可達95%，水分生產率為1.8 kg/m3；平均產量為 6 300 kg/hm2，比露地玉米增產 2 925～3 480 kg/hm2，增收2 925～3 150元/hm2。

2.3 玉米秸稈還田培肥土壤的節水模式

秸稈還田培肥土壤是忻州市平川區主要推廣的技術之一，近年來每年推廣面積在5.3萬hm2左右。玉米秸稈覆蓋地表后，不僅能阻擋、減少土壤水分擴散和蒸發，而且降水可通過秸稈滲漏地表，增加了降水入滲率。據多點調查，玉米秸稈覆蓋還田的土壤含水量比不覆蓋田提高2%～5%，水分利用率提高25%左右，每毫米水分利用效率提高0.28 kg左右。秸稈還田幾年后，土壤有機質、氮磷鉀養分含量和土壤含水量均明顯高于對照；還田3年，有機質含量可提高0.05%～0.09%，增產節支效果顯著。據原平等地試驗觀察統計分析，玉米秸稈還田3年的地塊比未還田的對照每公頃平均增產玉米525 kg，增產率為7.2%，公頃增加收入630元。

2.4 機修梯田培肥節水技術模式

機修梯田是近年來忻州市農田基本建設的重點，“八五”以來全市機修梯田面積5.3萬hm2。通過機修梯田、快速培肥、生物地埂等措施有效地控制了地面徑流，減少了水土流失，提高了水分利用率。坡地修成梯田后，每公頃年平均土壤沖刷由原來的67.5 t下降為6.3 t，每公頃年平均徑流量由195 m3減少為65 m3。

經調查，改良第1年比未修梯田的坡耕地增產10%以上，比常規培肥的對照田增產50%以上；改良第3年比未修梯田的坡耕地產量翻1番，比常規培肥的對照田增產60%左右，平均增產825 kg/hm2，增收825元/hm2，水分利用率可達95%，水分生產率1.3 kg/m3。

2.5 以少耕、免耕、深松為主的保護性耕作節水模式

保護性耕作是農業耕作制度的一次大變革，與機械化旱作農業互為補充，可以大大減少土壤水分蒸發和水土流失，改善土壤結構，提高土壤耕作管理水平。近年來，忻州市每年保護性耕作面積達到5.3萬hm2，東部地區以高稈作物為主，采用秸稈粉碎淺施覆蓋地表、免耕播種、化學除草為主要內容的機械化保護性耕作體系，每公頃可增產1 500 kg左右，降低成本750元，增收750元以上，水分利用率達到95%，水分生產效率為1.2 kg/m3。西八縣作物以小雜糧和油料為主，秸稈較少，可采用免耕、殘茬覆蓋地表，第2年直接播種可以大大降低春季沙塵暴造成的水土流失，增產幅度達18%以上，生產成本降低20%～22%。

2.6 輸水節水和田面節水為重點的灌溉節水模式

灌溉節水是最直接、最現實的節水方式。據統計，全市目前推廣節水灌溉總面積6.31萬hm2，其中，管灌3.68萬hm2，渠道防滲1.20萬hm2，噴灌1.19萬hm2，滴灌0.23萬hm2，微灌0.01萬hm2。以上節水工程的興建，不僅新增水澆地0.13萬hm2，改善水澆地1.99萬hm2，而且取得了明顯的經濟效益。一是節水，渠系水利用系數平均可提高到 0.85（管灌 0.9，微灌 1.0，渠道防滲 0.7）；二是節能，平均公頃每次節電165度；三是省地，共增加耕地30 hm2；四是省工，公頃每次灌溉可節省15個工日，年可省工162萬個；五是增產、增收，新增水地和改善水地平均公頃可增產2 250，750 kg左右，每年可增產3 500萬kg糧食，使農民年可增加收入2 400萬元。

2.6.1 渠道防滲輸水地面灌水技術 改土渠為防滲渠輸水灌溉，可節水20%左右，水分利用率達到65%，水分生產效率 2 kg/m3，灌溉量 3 000 m3/hm2，節水 750 m3/hm2，增產 3 000 kg/hm2，增收3 045元/hm2，推廣面積1.2萬 hm2。

2.6.2 管灌 該技術具有投資少、節水、省工、省地和節省能耗等優點。與土渠輸水灌溉相比，管灌一般可省水30%～50%，水分利用率為92%，水分生產效率2.7 kg/m3，灌溉量 2 250 m3/hm2，節水 1 074 m3/hm2，增產 3 000 kg/hm2，增收 3 000 元 /hm2，應用面積 3.68 萬 hm2。

2.6.3 噴灌技術 噴灌是目前大田作物較理想的灌溉方式。與地面輸水灌溉相比，噴灌一般能節水50%～60%。但噴灌所用管道所需壓力高，設備投資較大，能耗較大，目前多在高效經濟作物或經濟條件好、生產水平較高的地區使用。其水分利用率100%，水分生產效率6 kg/m3，灌溉量1 500 m3/hm2，節水1 500 m3/hm2左右，增產3 450 kg/hm2，增收 3 450 元 /hm2，應用面積 1.19 萬 hm2。

2.6.4 微灌技術 微灌屬于局部灌溉，只濕潤部分土壤，對部分密植作物適宜，節水效益更顯著，與地面灌溉相比，可節水80%～85%。其水分利用率100%，水分生產效率22 kg/m3，灌溉量差別較大，在大棚蔬菜栽培中使用，可節約用水 1 500～2 250 m3/hm2，增產 3 450～4 500 kg/hm2，增收近15 000元/hm2。微灌還可以與施肥結合，利用施肥器將可溶性的肥料隨水施入作物根區，及時補充作物需要的水分和養分，增產效果顯著。目前，微灌一般應用于大棚栽培和高產高效經濟作物栽培。