徐州市設施農業供水模式研究

摘 要：針對徐州市設施農業生產條件，結合徐州市灌溉工程現狀，研究總結了徐州市設施農業工程與不同發展規模相適宜的灌溉供水模式，提出了規模化設施農業集中供水輪灌模式、“百畝農莊”單一設施農業集中供水輪灌模式、“百畝農莊”多樣化設施農業集中供水隨機灌溉模式、分散式設施農業獨立供水經濟型灌溉模式和水稻—設施蔬菜輪作低壓管道灌溉模式等5種灌溉供水模式。研究結果可以為徐州市節水灌溉工程技術的推廣應用提供參考。

關鍵詞：設施農業；供水模式；集中供水；獨立供水；徐州市

中圖分類號 S275 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）22-118-03

Abstract：According to the plant conditions of facility agriculture and current status of irrigation engineering in Xuzhou City， irrigation water supply modes for different scale of facility agriculture engineering were summarized. Five irrigation water supply modes were put forward. There were centralized water supply and rotation irrigation mode for large scale facility agriculture engineering， centralized water supply and rotation irrigation mode for hundred acre facility agriculture engineering with single crop， centralized water supply and random irrigation mode or hundred acre facility agriculture engineering with diverse crops， independent water supply and economical irrigation mode for decentralized facility agriculture engineering，low pressure pipe irrigation mode for rice and facility agriculture vegetable rotation system. The research results can support the application of water-saving irrigation engineering technology in facility agriculture engineering of Xuzhou city.

Key words：Facility agriculture；Water supply mode；Centralized water supply；Independent water supply；Xuzhou City

設施農業，是在環境相對可控條件下，采用工程技術手段，進行動植物高效生產的一種現代農業方式。設施農業涵蓋設施種植、設施養殖和設施食用菌等[1-6]。2012年我國設施農業面積已占世界總面積85%以上[7]。設施農業通過水、肥、氣、熱的科學調控實現作物反季節栽培，達到優質、高產、高效的生產目的，是現代農業的重要內容。設施農業生產過程中的水分管理是關鍵因素之一，灌溉是否科學不僅關系到農產品的產量品質，而且還影響到肥、氣、熱等其他因素的科學調控。科學的灌溉管理可以提高水肥利用率、優化設施微氣候，從而避免對地下水環境污染、減少病蟲害發生、降低運行費用等[8-13]。

徐州市委、市政府一直高度重視發展高效設施農業，各地從組織保障、財政支持、招商引資、考核獎懲等方面予以大力推動。目前徐州市設施農業區域規模已初步形成，2014年全市新增設施農業面積0.98萬hm2，總面積達到13.31萬hm2，占耕地比重達21.1%。徐州市各級水利部門高度重視設施農業節水灌溉配套工程的建設，充分整合水利、農業開發等部門項目資金，發展設施農業的高效節水灌溉工程。2014年度全市設施農業新增高效節水灌溉面積0.37萬hm2，總面積（滴灌、微噴灌）2.1萬hm2，為設施農業的發展提供了支撐。

設施蔬菜改變了傳統的糧食作物種植模式，其對灌溉保證率、灌水均勻度、水溫、濕度等要求不同于糧食作物，傳統的渠灌、井灌模式已經滿足不了高效設施農業發展的要求，限制并阻礙了高效設施農業的發展。本文針對徐州市設施農業發展規模、農業種植、水利工程現狀，分析不同設施農業工程規模供水工程特點，確定不同類型設施農業供水工程模式，為徐州市節水灌溉工程技術的推廣應用提供參考，促進高效設施農業的發展。

1 規模化設施農業集中供水輪灌模式

規模化設施農業一般是按規劃統一種植作物品種，管理模式有合作社管理、村集體管理等類型。此種管理模式有利于節水灌溉工程的建設、區域內水資源的調配、灌溉制度的制定等，宜發展規模化設施農業集中供水輪灌模式。

規模化集中供水輪灌模式適用于規模化設施農業區。在設施農業面積集中、作物種類相對一致、灌溉水源有保障等條件下，設計集中供水規模一般不小于200hm2，采取輪灌模式是較為經濟合理的。輪灌是同一級輸配水管道及灌水器在一次灌水延續時間內輪流輸水、灌水的工作方式。實行輪灌的輸配水管道及灌水器稱為輪灌組。

實行輪灌干管流量有效減小，縮短輸水管道長度，減少了輸水損失；有利于農業耕作和灌水工作的配合，有利于提高灌水工作效率，提高設備利用率，降低灌水成本，擴大灌溉面積，減少工程投資。

2 “百畝農莊”單一設施農業集中供水輪灌模式

近年來，徐州各地開展土地向農業經營企業、種植大戶流轉，承包面積多在6.67～33.33hm2，種植設施花卉、葡萄或蔬菜，品種比較單一的經營模式。該種模式種植作物種類單一，灌溉需求和灌溉制度相同，對灌溉工程的要求簡單，宜采取單一設施農業集中供水輪灌模式。一般采用單一水源集中供水，主干管網采用續灌模式，支管、毛管及田間灌水設施采用輪灌模式。

3 “百畝農莊”多樣化設施農業集中供水隨機灌溉模式

隨著2014年中央1號文件和關于土地流轉政策的落實，徐州各地種植大戶或農業公司利用土地流轉，建設“百畝農莊”。農莊內結合觀光旅游和采摘，布設了不同的設施農業，種植作物品種多樣，一般種植多種設施蔬菜、設施花卉、設施果樹、設施苗木等，各種作物的灌溉需求和土壤水分狀況也不盡相同，導致各種植區灌水時機和時間不相同，帶有較大的隨意性，不適宜采用集中供水輪灌模式，對此類多樣化的設施農業灌水需求應引入自來水化的理念，將每種作物作為1個用水戶，與居民區自來水供應方式相同，采用集中供水隨機灌溉模式，將水源引至每種作物，任何時候打開控制閥門，都可以滿足灌溉需求。

該模式特點，主管網采用低壓管道輸水，水源以采用地下水為主（地表水質良好亦可以作為灌溉水源），水泵處設置變頻器，進行系統的恒壓控制，在每個用水戶（即不同作物種植區）預留取水口，可以實現實時隨機灌溉，在每種作物種植區內可設計續灌或輪灌。

4 分散式設施農業獨立供水經濟性灌溉模式

設施農業其對灌溉保證率、灌溉水質、灌水均勻度、水溫、濕度等要求不同于糧食作物，對灌溉條件提出了更高的要求。目前受到農村土地經營方式和水源條件制約，數量眾多的設施農業仍然由一家一戶的土地承包戶分散種植，面積大小不一。徐州平原區淺層地下水水量相對豐富，埋深5～10m，水質相對較好，一般利用手壓井或輕型井提取地下水進行灌溉；丘陵山區根據水源條件，一般利用大口井提取地下水或利用集蓄雨水工程（集水窖、庫塘和蓄水池）進行灌溉。對于此類分散式設施農業適宜采用分散式設施農業獨立供水經濟型灌溉模式。

（1）有供電條件。采用輕型井與經濟型微灌工程模式。即利用輕型井、小型電力自吸水泵提取淺層地下水，通過毛管、滴灌帶進行灌溉，投資少，操作簡便，可以大大降低農戶勞動強度，并提高灌溉效率。

（2）沒有供電條件。采用光伏提水灌溉系統與經濟型微灌工程相結合模式，即采用光伏板發電作為水泵提水動力，將水源送入輸水管道進行灌溉。徐州現有的灌區主要灌溉模式為末級固定泵站提水、斗農渠輸水灌溉，末級固定泵站控制面積20～133.33hm2，在此灌溉單元內一般無供電設施（遠離村莊和供電線路）。此外，在丘陵山區和高亢的偏遠地區，由于地勢高亢、偏遠、架設供電線路成本高等因素，缺少供電設施，目前農戶多用輕型井結合柴油機加軟管進行灌溉。對于此類分散式設施農業適宜采用光伏提水灌溉系統與經濟型微灌工程相結合模式，可以有效解決架設供電線路高成本的問題，提高灌溉保證率。

5 水稻—蔬菜輪作低壓管道灌溉模式

“稻菜輪作”是指在水稻收獲后，增種一季設施蔬菜的栽培模式。此模式可以有效解決低洼地區夏季種植旱作物易受澇漬減產，充分利用雨水資源種植水稻高產穩產，同時可以充分利用冬春季節的土地和自然溫光條件，發展耐低溫設施蔬菜，充分發揮土地的利用效率。在讓土地得到了充分利用的同時，還可以有效地解決由于長期蔬菜連作等種植模式和塑料薄膜等的使用，造成的土壤板結、富營養化和非均衡化，提高了土壤的酶活性、土壤微生物數量和群落多樣性和土壤的理化特性，保證稻菜的質量和產量。目前這種種植模式主要分布在新沂市和銅山區。

稻菜輪作主要為普通的大棚，蔬菜品種主要為耐寒越冬蔬菜，以芹菜、西芹、蔥蒜、菠菜、青菜、香菜為主。種植要點是根據所需種植蔬菜品種的農時栽植時限，合理安排好育苗，確保所種植蔬菜不誤農時，達到長勢好、效益高的目標。

由于稻菜輪作也是水旱輪作，因此，稻菜輪作的農田一般是能排能灌的老稻區，在收獲水稻后，要開溝排濕、旋耕土地、施底肥、精細耕作土地、開廂溝、建設大棚、種植蔬菜。水稻種植季一般采用原有渠道進行灌溉，如果蔬菜種植季仍采用原有渠道進行溝灌或畦灌，易造成大棚內土壤和空氣濕度高，加重病害，花費人工多。稻菜輪作一般是一家一戶的種植模式，種植時間、地塊、品種、規模均具有不確定性，一般不適宜采用集中供水節水微灌工程模式，應結合灌區續建配套節水改造、小型農田水利重點縣等建設項目，發展適度規模的低壓管道灌溉工程，使原有渠道工程和低壓管道灌溉工程相結合，水稻種植季采用渠道灌溉，蔬菜種植季采用低壓管道灌溉，兼顧水稻和設施蔬菜種植的用水需求。

6 結語

針對徐州市設施農業發展規模、農業種植、水利工程現狀，分析不同設施農業工程規模供水工程特點，總結了徐州市設施農業工程與不同發展規模相適宜的灌溉供水模式，提出了規模化設施農業集中供水輪灌模式、“百畝農莊”單一設施農業集中供水輪灌模式、“百畝農莊”多樣化設施農業集中供水隨機灌溉模式、分散式設施農業獨立供水經濟型灌溉模式和水稻—設施蔬菜輪作低壓管道灌溉模式等5種灌溉供水模式。研究結果對徐州市節水灌溉工程技術的推廣應用，促進高效設施農業的發展具有重要意義。

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（責編：徐煥斗）