山西是農(nóng)業(yè)部確定的西北黃土高原蘋果優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)區(qū)之一,《全國蘋果優(yōu)勢區(qū)域布局規(guī)劃》有16個縣被列為基地縣和重點縣。2010年底,山西蘋果面積34萬hm2,產(chǎn)量468萬t,蘋果直接收入124.74億元,全省農(nóng)民人均蘋果收入529元,說明蘋果產(chǎn)業(yè)已成為廣大農(nóng)村特別是山區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的主導產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟收入的主要來源。西北黃土高原區(qū)干旱缺水是制約果樹生長、產(chǎn)量增加和品質(zhì)提高的主要原因之一。山西的水資源相對貧乏,多年平均降雨量為508 mm,且時空分布不均,冬春季干旱,降雨多集中在7、8、9月,水資源總量123.8億m3,人均水資源占有量為381 m3,是全國平均水平的1/7,是世界平均水平的1/25。因此,節(jié)水灌溉、提高水分利用率是蘋果栽培的重要工作。如何利用現(xiàn)有水資源,總結(jié)研究合理的灌溉制度,發(fā)展果園節(jié)水灌溉技術具有現(xiàn)實的指導意義。通過對山西省蘋果主產(chǎn)區(qū)3市7縣區(qū)24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)59戶果農(nóng)果園灌溉現(xiàn)狀的調(diào)查,初步摸清了3市7縣區(qū)的蘋果栽培分布情況和果園灌溉現(xiàn)狀,經(jīng)過對果園灌溉現(xiàn)狀的分析,找出了果園灌溉存在的問題,并針對性地提出了果園灌溉急需的技術和節(jié)水灌溉技術發(fā)展建議。
1.山西省蘋果園灌溉現(xiàn)狀
2010年11月,對運城、臨汾、晉中3市及臨猗、平陸、萬榮、翼城、吉縣、太谷、榆次7縣區(qū)24個鄉(xiāng)鎮(zhèn)59戶果農(nóng)的蘋果園灌溉現(xiàn)狀進行了調(diào)查。結(jié)果如下。
1.1立地條件
3市蘋果園面積26.49萬hm2,其中平川地4.56萬hm2,丘陵地7.21萬hm2,山地4.93萬hm2,臺塬地8.00萬hm2,河灘地0.60萬hm2,溝壩地0.47萬hm2,梯田0.73萬hm2,分別占3市蘋果總面積的17.2%、27.2%、18.6%、30.2%、2.3%、1.7%、2.8%。7縣區(qū)蘋果園面積13.51萬hm2,其中平川2.71萬hm2,丘陵2.45萬hm2,山地1.52萬hm2,臺垣地6.53萬hm2,梯田0.29萬hm2,分別占7縣區(qū)蘋果面積的20.1%、18.2%、11.2%、48.4%、2.1%。
1.2灌溉條件
3市蘋果栽培中有灌溉條件的果園面積為19.84萬hm2,無灌溉條件的果園面積為6.65萬hm2,分別占3市蘋果園面積的74.9%和25.1%。7縣區(qū)蘋果栽培中有灌溉條件的總果園面積10.15萬hm2,無灌溉條件的果園面積3.36萬hm2,分別占7縣區(qū)蘋果園面積75.1%、24.9%。
1.3灌溉方法
3市在灌溉方法上,漫灌10.70萬hm2,管灌6.44萬hm2,噴灌0.37萬hm2,小溝交替灌溉0.34萬hm2,穴貯肥水灌溉0.79萬hm2,滴灌0.28萬hm2,集雨窖灌溉0.91萬hm2,高架微噴0.01萬hm2,分別占3市有灌溉條件的果園面積的53.93%、32.45%、1.87%、1.74%、3.97%、1.43%、4.57%、0.03%。7縣區(qū)在灌溉方法上,漫灌4.97萬hm2,管灌4.48萬hm2,噴灌0.24萬hm2,小溝交替灌溉0.21萬hm2,穴貯肥水灌溉0.15萬hm2,滴灌0.07萬hm2,集雨窖灌溉0.02萬hm2,高架微噴30 hm2,分別占7縣有灌溉條件果園面積的49.00%、44.16%、2.34%、2.04%、1.5%、0.65%、0.20%、0.03%。
在輸水方法上多采用渠道防滲,少數(shù)采用管道輸水,還有一部分是土渠輸水。水源多是井水和經(jīng)過多級提水工程的河水、庫區(qū)水、小溪蓄水。在灌溉制度上多采用大水漫灌,近年來引進了節(jié)水灌溉(如管灌)、控制性交替灌溉(如小溝交替灌溉)等。綜合3市7縣區(qū)的灌溉方法得出:目前,漫灌、管灌、集雨窖灌溉、穴貯肥水、小溝交替灌溉等地面灌溉仍然是當前最普遍的灌溉方法,3市采用地面灌溉方法的面積占有灌溉條件面積的96.66%,7縣區(qū)采用地面灌溉方法的面積占有灌溉條件面積的96.90%;3市采用先進的噴灌、滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術的面積占有灌溉條件面積的3.33%,7縣區(qū)采用先進的噴灌、滴灌、微噴灌等節(jié)水灌溉技術的面積占有灌溉條件面積的3.02%。3市7縣的調(diào)查結(jié)果是一致的。
2.存在問題
2.1灌溉設施落后
輸水方法大多采用簡易的預制板防滲,管道輸水很少,有的還是采用土渠輸水,輸水過程中水的損失很大。
2.2灌溉方法落后
有灌溉條件的大多采用大水漫灌(3市調(diào)查漫灌占53.93%,7縣調(diào)查漫灌占49.00%),水資源浪費嚴重。
2.3灌溉過量
在水源有限的地區(qū),由于水資源相對貧乏,不能滿足果樹關鍵時期的灌溉要求,灌溉周期過長,導致1次灌溉過量。如榆次區(qū)北田鎮(zhèn)北流村,全村果園灌溉1次需要45 d,本來667 m2果園灌溉1次需要3 h,但果農(nóng)在灌溉時就灌溉6 h以上,造成灌溉過量,水資源浪費。
2.4節(jié)水灌溉技術應用緩慢
3市7縣區(qū)的調(diào)查結(jié)果表明,噴灌、滴灌、微噴灌等先進的節(jié)水灌溉技術在生產(chǎn)中應用還處于示范階段,這是經(jīng)濟條件落后所造成的。
3.果園灌溉急需的技術
3.1渠道防滲工程技術
由于渠道滲漏損失的水量很大,世界各國均非常重視并積極開展渠道防滲工程研究和建設工作。如美國把渠道防滲作為水利工程挖潛措施之一,早在1946年就開始研究,目前已形成統(tǒng)一的設計和施工技術標準,施工機械化程度高,工程質(zhì)量好。防滲材料大多采用混泥土,約1/3采用壓實土防滲,塑膜等新型材料目前正在發(fā)展推廣中。日本也十分重視渠道防滲,現(xiàn)有干、支渠道已全部防滲,田間渠道也基本防滲,它們大量使用工廠化生產(chǎn)的鋼筋混凝土預制構件,現(xiàn)場施工以機械化為主,渠道防滲工程標準高、質(zhì)量好。
3.2管道輸水灌溉技術
管道輸水灌溉技術在國外發(fā)展較早。目前,世界發(fā)達國家的管道輸水灌溉技術應用十分廣泛,甚至有逐步代替田間地面渠道灌溉系統(tǒng)的趨勢。美國到1984年管道輸水灌溉面積已占地面灌溉面積的46.9%;以色列、英國、瑞典等國家有90%以上的灌溉土地實現(xiàn)了管道輸水;日本已由部分管道輸水向多級組合的完整管道系統(tǒng)發(fā)展,且管網(wǎng)的自動化、半自動化給水控制設備比較完善。管道輸水灌溉是今后地面灌溉發(fā)展的方向。
3.3微噴灌技術
微噴灌技術集噴灌、滴灌技術之長,比噴灌節(jié)水、節(jié)能,比滴灌抗堵塞,灌溉均勻,水肥同步,操作方便,適應性強,不易產(chǎn)生地表徑流和深層滲漏,既可以增加土壤水分,又可以提高空氣濕度,起到調(diào)節(jié)田間小氣候的作用,還具有提高果實著色與早春防晚霜的功效。在經(jīng)濟條件發(fā)達地區(qū)應用前景廣闊。
3.4控水灌溉技術
控水灌溉是根據(jù)果樹的遺傳特性和生理特性,在其生育期的某些階段人為施加一定程度的水分脅迫,調(diào)節(jié)其光合產(chǎn)物向不同組織器官間的分配,調(diào)控地下的生長動態(tài),抑制營養(yǎng)生長,促進生殖生長,提高果樹經(jīng)濟產(chǎn)量,達到節(jié)水高效、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和提高灌溉效率的目的。控水灌溉能有效地調(diào)控土壤水分狀況,增加土壤水分效應,改善果樹發(fā)育,對土壤通氣狀況、好氣性微生物的活動、有機質(zhì)分解速度、氮素礦化速率、根系發(fā)育狀況和氮素吸收過程均較傳統(tǒng)灌溉優(yōu)越。在水源缺乏地區(qū),是有限灌溉的發(fā)展方向。
3.5控制性交替灌溉技術
起壟覆蓋、小溝交替灌溉技術,是北京市農(nóng)林科學院林業(yè)果樹研究所王小偉、魏飲平等人研究提出的,在北京昌平、甘肅平?jīng)觥㈥兾魑寄稀⑸轿鬟\城等地蘋果園及梨園的試驗示范證明:以深、寬各30 cm灌水溝,采用交替灌水的方法節(jié)水效果最好,在灌水次數(shù)相同的條件下,每次灌水量較傳統(tǒng)畦灌節(jié)水70.8%,較漫灌節(jié)水81.9%,產(chǎn)量與常規(guī)灌水相當,還促進果實著色,提高果實可溶性固形物含量0.8%~1.2%。在果區(qū)宜大面積推廣。
4.節(jié)水灌溉技術發(fā)展建議
4.1統(tǒng)一節(jié)水灌溉技術標準
加強節(jié)水灌溉工程技術研究,制定節(jié)水灌溉工程設備及施工標準,規(guī)范節(jié)水灌溉工程設備和施工,形成統(tǒng)一的節(jié)水灌溉工程設計和施工技術標準。
4.2加大財政投入,改善節(jié)水灌溉基礎設施
節(jié)水灌溉基礎設施是一項耗資巨大的工程,一家一戶是沒有能力進行的,必須采取政府行為,通過財政投資,完成渠道防滲和渠系配套工程,減少輸水消耗,提高有限水資源的利用率。
4.3因地制宜,采用多種模式的節(jié)水灌溉技術
在水源充足、經(jīng)濟條件好的地區(qū),可采用噴灌、滴灌等先進技術,滿足果樹各生育期的需水要求,獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效。噴灌、滴灌不但水的利用率高,而且對大面積的灌溉可以采用現(xiàn)代先進技術操作實現(xiàn)管理自動化和水肥一體化,從而提高水的利用率和勞動生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,這是現(xiàn)代果業(yè)發(fā)展的方向。
在干旱、半干旱地區(qū),推廣起壟覆蓋、小溝交替灌溉技術及管道輸水灌溉技術、集雨窖灌溉技術等,最大限度地滿足果樹生長發(fā)育的需要,以獲得最大的經(jīng)濟效益。
組織科技人員,在不同區(qū)域、不同地貌進行不同的節(jié)水灌溉試驗研究,提出適宜不同區(qū)域、不同地貌特點的節(jié)水灌溉技術,達到精量灌溉,時、空、量、質(zhì)恰到好處,滿足果樹不同生育期的需水要求,獲得最大的經(jīng)濟效益。