山丘區(qū)糖料蔗灌溉方式適應(yīng)性評價

李文斌，鄒 穎，李新建

(1.廣西水利科學(xué)研究院，南寧 530023；2.廣西科源工程咨詢有限責(zé)任公司，南寧 530023；3.廣西灌溉試驗中心站，廣西 桂林 541105)

0 引 言

廣西糖料蔗種植面積達(dá)110 萬hm2，糖料蔗種植面積和蔗糖產(chǎn)量占全國60%以上，是我國最大的食糖生產(chǎn)基地，按照區(qū)域劃分為桂西南優(yōu)勢區(qū)、桂南優(yōu)勢區(qū)、桂中優(yōu)勢區(qū)和桂西北優(yōu)勢區(qū)[1]。2012年來，國家大力推進(jìn)糖料蔗高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)，截止2016年底，已經(jīng)發(fā)展10 萬hm2。目前，廣西糖料蔗高效節(jié)水灌溉方式主要有地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌、噴灌和低壓管灌等5種灌溉方式，每種灌溉方式都有各自的特點。本文從南寧市武鳴縣寧武滴灌工程、橫縣良圻農(nóng)場噴灌工程、來賓市興賓區(qū)廖平農(nóng)場指針式噴灌工程、防城港市上思縣昌菱農(nóng)場低壓管灌工程、百色市田東縣祥周噴灌工程、崇左市江州區(qū)隴鐸高效節(jié)水灌溉工程、江州區(qū)丈四片集雨光伏提水調(diào)蓄灌溉試驗區(qū)、江州區(qū)金城片地埋滴灌工程等8個大田試驗、灌溉制度試驗以及現(xiàn)場調(diào)研獲取桂西南優(yōu)勢區(qū)、桂中優(yōu)勢區(qū)、桂南優(yōu)勢區(qū)、桂西北優(yōu)勢區(qū)的不同灌溉技術(shù)對糖料蔗生長特點及自然條件的適應(yīng)性(技術(shù)評價指標(biāo))、糖料蔗灌溉效應(yīng)(經(jīng)濟評價指標(biāo))、建設(shè)及后期管理成本(經(jīng)濟評價指標(biāo))、生態(tài)效益(社會評價指標(biāo))與用戶意愿(社會評價指標(biāo))等5大指標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)糖料蔗高效節(jié)水灌溉相關(guān)人員對各指標(biāo)的評分確定各指標(biāo)的權(quán)重，再采用層次分析法對各分區(qū)不同灌溉技術(shù)的適應(yīng)性進(jìn)行評價，并總結(jié)地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌、噴灌和低壓管灌的適用性條件。

1 不同灌溉技術(shù)適應(yīng)性評價指標(biāo)的構(gòu)建

(1)評價方法的選擇。層次分析法是指將一個復(fù)雜得多目標(biāo)決策問題作為一個系統(tǒng)，將目標(biāo)分解成多個目標(biāo)或準(zhǔn)則，即分解為多指標(biāo)(或準(zhǔn)則、約束)的若干層次，通過定性指標(biāo)模糊量化方法算出層次單排序(權(quán)數(shù))和總排序，以作為目標(biāo)(多指標(biāo))、多方案優(yōu)化決策的系統(tǒng)方法[2]。

(2)指標(biāo)構(gòu)建依據(jù)。根據(jù)水利部發(fā)布的《水利建設(shè)項目經(jīng)濟評價規(guī)范》(SL72-2013)，結(jié)合本項目的具體情況，為確保評價結(jié)果的科學(xué)性，本項目從不同灌溉技術(shù)的糖料蔗的灌溉效應(yīng)(經(jīng)濟評價指標(biāo))、對糖料蔗生長特點及自然條件的適應(yīng)性(技術(shù)評價指標(biāo))、建設(shè)及后期管理成本(經(jīng)濟評價指標(biāo))、生態(tài)效益(社會評價指標(biāo))與用戶意愿(社會評價指標(biāo))等5個方面建立節(jié)水灌溉技術(shù)評價指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)模型，見表1。采用兩級評判模型，計算其方案的總排序和單排序綜合效果評價值。

表1 山丘區(qū)糖料蔗高效節(jié)水灌溉技術(shù)評價模型

2 指標(biāo)試驗數(shù)據(jù)的獲取

2.1 不同灌溉技術(shù)的糖料蔗灌溉效應(yīng)

(1)不同灌溉方式的糖料蔗增產(chǎn)率。由農(nóng)業(yè)、糖業(yè)、科技、統(tǒng)計等部門和單位的專家在2012/2013-2015/2016榨季，對南寧市武鳴縣寧武滴灌工程、橫縣良圻農(nóng)場噴灌工程、來賓市興賓區(qū)廖平農(nóng)場指針式噴灌工程、防城港市上思縣昌菱農(nóng)場低壓管灌工程、百色市田東縣祥周噴灌工程、崇左市江州區(qū)隴鐸高效節(jié)水灌溉工程、江州區(qū)丈四片集雨光伏提水調(diào)蓄灌溉試驗區(qū)、江州區(qū)金城片地埋滴灌工程等8個大田試驗區(qū)進(jìn)行測產(chǎn)驗收，地埋滴灌平均產(chǎn)量101.4 t/hm2，地表滴灌平均產(chǎn)量98.4 t/hm2，微噴灌平均產(chǎn)量100.8 t/hm2，噴灌平均產(chǎn)量97.8 t/hm2，低壓管灌平均畝產(chǎn)量6.52 t，增產(chǎn)率分別為59.10%、54.29%、48.59%、58.21%和53.45%。

(2)不同灌溉方式的水分生產(chǎn)率。根據(jù)8個大田試驗的觀測數(shù)據(jù)以及課題組編制的《糖料蔗灌溉定額及灌溉技術(shù)規(guī)程》(DB45/T1197-2015)，按照P=85%干旱年，地埋滴灌的水分生產(chǎn)率60.36～80.48 kg/m3，地表滴灌的水分生產(chǎn)率58.57～78.10 kg/m3，微噴灌的水分生產(chǎn)率24.50～38.30 kg/m3，噴灌的水分生產(chǎn)率24.00～38.40 kg/m3，低壓管灌(淋灌)的水分生產(chǎn)率43.47～55.73 kg/m3。

(3)不同灌溉方式的節(jié)水量。根據(jù)8個大田試驗的觀測數(shù)據(jù)以及課題組編制的《糖料蔗灌溉定額及灌溉技術(shù)規(guī)程》(DB45/T1197-2015)，按照P=85%干旱年，與低壓灌溉(田間溝灌)比較，地埋滴灌節(jié)水量4 860～6 060 m3/hm2，地表滴灌節(jié)水量4 860～6 060 m3/hm2，微噴灌節(jié)水量3 210～4 410 m3/hm2，噴灌節(jié)水量2 850～4 260 m3/hm2，低壓管灌(田間淋灌)節(jié)水量4 365～5 655 m3/hm2。

(4)不同灌溉方式的節(jié)肥量。根據(jù)8個大田試驗的觀測數(shù)據(jù)以及課題組編制的《糖料蔗灌溉定額及灌溉技術(shù)規(guī)程》(DB45/T1197-2015)，滴灌、微噴灌施肥1 177.5 kg/hm2，噴灌施肥1 404 kg/hm2，低壓管灌(田間淋灌)施肥1 344 kg/hm2。采用人工撒肥2 100 kg/hm2，即滴灌、微噴灌節(jié)肥量922.5 kg/hm2，噴灌節(jié)肥量696 kg/hm2，低壓管灌節(jié)肥量756 kg/hm2。

2.2 不同灌溉方式對糖料蔗生長特點及自然條件的適應(yīng)性分析

2.2.1 不同灌溉方式對糖料蔗的適應(yīng)性

糖料蔗處于苗期、分蘗初期時，各種灌溉方式對作物的適應(yīng)性差別不大[3]。

當(dāng)糖料蔗處于分蘗后期、伸長期時，蔗株增多，會對鋪設(shè)在窄行的滴灌帶、微噴帶產(chǎn)生夾管效應(yīng)，特別遇到臺風(fēng)時，倒伏的蔗株會造成大量的毛管損壞；糖料蔗生育后期特別是封行后會攔截水量，還會對低壓管灌(田間淋灌)造成諸多不便。具體分析如下。

(1)糖料蔗對毛管損壞的影響。

①地表滴灌。糖料蔗采用地表滴灌時一般鋪設(shè)壁厚為0.3 mm以下的滴灌帶，種植后鋪設(shè)滴灌帶，收割前回收滴灌帶，滴灌帶存在堵塞和損壞的情況。課題組對崇左市江州區(qū)隴鐸高效節(jié)水灌溉試驗示范區(qū)進(jìn)行定期檢查，抽查中堵塞的滴灌帶占全部抽查數(shù)的7.22%，鼠咬占全部抽查數(shù)的3.54%，機械損壞或卷收損壞占全部抽查數(shù)的23.68%，總損壞率達(dá)34.44%。另外，廣西蔗區(qū)夏季和秋季臺風(fēng)多、強度大，容易倒伏，造成夾管，損壞滴灌帶。2014年，遭遇“威馬遜”臺風(fēng)，造成11.54%的滴灌帶被倒伏的甘蔗夾住。

②微噴灌。糖料蔗一般在套種西瓜等經(jīng)濟作物的情況下采用微噴灌，種植后鋪設(shè)微噴帶，收割前回收微噴帶，微噴帶主要存在生產(chǎn)過程中被損壞的情況。課題組對崇左市江州區(qū)隴鐸高效節(jié)水灌溉試驗示范區(qū)進(jìn)行定期檢查，抽查中機械損壞或卷收損壞的微噴帶占全部抽查數(shù)的27.82%。另外，廣西蔗區(qū)夏季和秋季臺風(fēng)多、強度大，容易倒伏，造成夾管，損壞滴灌帶。2014年，遭遇“威馬遜”臺風(fēng)，造成18.27%的微噴帶被倒伏的甘蔗夾住。

③地埋滴灌。糖料蔗采用地埋滴灌一般埋設(shè)壁厚為0.6 mm以上的滴灌管，埋設(shè)滴灌管至少使用3 a以上，滴灌管的堵塞和損壞情況最為引人關(guān)注。課題組對崇左市隴鐸高效節(jié)水灌溉試驗示范區(qū)進(jìn)行長期觀測。該試驗區(qū)于2013年開始運行，第1年抽查時堵塞的滴灌管占全部抽查數(shù)的5.94%，鼠咬占全部抽查數(shù)的2.61%，機械或損壞占全部抽查數(shù)的1.57%；第2年抽查時堵塞的滴灌管占全部抽查數(shù)的10.15%，鼠咬占全部抽查數(shù)的3.74%，機械或損壞占全部抽查數(shù)的2.25%；第3年抽查時堵塞的滴灌管占全部抽查數(shù)的10.15%，鼠咬占全部抽查數(shù)的4.25%，機械或損壞占全部抽查數(shù)的3.48%。

(2)糖料蔗植株對灌水量攔截的影響。

①微噴灌。根據(jù)前面研究成果，糖料蔗伸長期封行后，微噴帶田間水量主要集中在首部0～2 m位置，之后水量分布極少，且壓力越大水量分布越不均勻。室內(nèi)試驗微噴帶的水量均勻系數(shù)最低為0.35，在糖料蔗田間情況下均勻系數(shù)更低為0.14～0.26。微噴帶極限噴水長度隨壓力增加而增加，并且噴水長度在5 m水頭下能達(dá)到4 m以上，噴灑范圍廣。N45三孔糖料蔗對灌溉水的阻擋率達(dá)38%，N45五孔糖料蔗對灌溉水的阻擋率達(dá)45%。N65三孔糖料蔗對灌溉水的阻擋率達(dá)42%，N65五孔糖料蔗對灌溉水的阻擋率達(dá)52%。

②噴灌。根據(jù)大田試驗研究成果，通過噴頭在額定壓力0.3 MPa的情況下糖料蔗不同生育期蔗株對噴灌水分的攔截試驗可知：相對無作物情況分蘗期蔗株對降雨的攔截率為5.24%、伸長期的攔截率為14.57%、成熟期的攔截率為26.78%。

綜合糖料蔗生育期而言，對糖料蔗適應(yīng)性順序為：地埋滴灌、低壓管灌、噴灌、地表滴灌、微噴灌。

2.2.2 不同灌溉方式對地形和土壤的適應(yīng)性

(1)不同灌溉方式對地形的要求。根據(jù)調(diào)查，廣西桂西南、桂中、桂南和桂西北優(yōu)勢區(qū)的蔗區(qū)地形坡度分布情況詳見表2。由表2可知，桂南優(yōu)勢區(qū)、桂中優(yōu)勢區(qū)的5°以下的蔗區(qū)占該區(qū)域蔗區(qū)總面積超過40%，桂西南優(yōu)勢區(qū)主要為5°以下和15°以上的蔗區(qū)，桂西北優(yōu)勢區(qū)主要為15°以上的蔗區(qū)，其面積超過該區(qū)域蔗區(qū)總面積的50%。

噴灌、低壓管灌(田間淋灌)對地形適應(yīng)性最高，滴灌次之，微噴灌對地形要求較高，低壓管灌(田間溝灌)對地形要求最高。因此，在以5°以下和15°以上的蔗區(qū)為主的桂西南優(yōu)勢區(qū)，單從地形考慮推薦順序為：噴灌、地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌、低壓管灌；在以5°以下的蔗區(qū)為主的桂中優(yōu)勢區(qū)，噴灌、低壓管灌、地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌；在以5°以下的蔗區(qū)為主的桂南優(yōu)勢區(qū)，噴灌、低壓管灌、地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌；在以15°以上的蔗區(qū)為主的桂西北優(yōu)勢區(qū)，噴灌、地埋滴灌、地表滴灌、低壓管灌、微噴灌。

表2 糖料蔗主產(chǎn)區(qū)不同坡度分布情況

注：通過制糖企業(yè)途徑統(tǒng)計。

(2)不同灌溉方式對土壤的要求。根據(jù)調(diào)查，廣西桂西南、桂中、桂南和桂西北優(yōu)勢區(qū)的蔗區(qū)土壤分布情況詳見表3。由表3可知，桂南優(yōu)勢區(qū)的土壤以沙土為主，占53.17%；桂西南優(yōu)勢區(qū)以黏土為主，占39.18%；桂中優(yōu)勢區(qū)和桂西北優(yōu)勢區(qū)以壤土為主，其中，桂西北優(yōu)勢區(qū)還有24.50%的蔗區(qū)土層較薄，不適宜建設(shè)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高糖糖料蔗基地。

表3 糖料蔗主產(chǎn)區(qū)不同土壤蔗區(qū)分布統(tǒng)計表

噴灌、微噴灌、低壓管灌的灌溉強度較大，容易在入滲能力較差的黏土形成徑流；低壓管灌(田間溝灌)在入滲率較大的沙土流速較慢，入滲較多。綜合而言，在黏土為主的桂西南優(yōu)勢區(qū)推薦順序為：地埋滴灌、地表滴灌、低壓管灌、微噴灌、噴灌；在壤土為主的桂中優(yōu)勢區(qū)：地埋滴灌、地表滴灌、噴灌、微噴灌、低壓管灌；在沙土為主的桂南優(yōu)勢區(qū)(該區(qū)域蔗區(qū)以5°為主)：噴灌、微噴灌、地埋滴灌、地表滴灌、低壓管灌；在壤土為主的桂中優(yōu)勢區(qū)：地埋滴灌、地表滴灌、噴灌、微噴灌、低壓管灌。

2.2.3 不同灌溉方式對水源和能源的要求

課題組開展了糖料蔗不同灌溉方式的灌溉定額、灌溉效率以及太陽能發(fā)電提水、水錘泵提水研究，提出滴灌的灌溉定額，灌溉效率。因此，水源水量有限、開發(fā)利用難度大以及常規(guī)能源距離較遠(yuǎn)、成本較高或采用太陽能發(fā)電提水、水錘泵提水的項目區(qū)應(yīng)優(yōu)先選擇比較節(jié)水的滴灌，可盡量利用有限水資源，發(fā)展更大面積的高效節(jié)水灌溉工程。

從對水源和能源的要求來看，推薦的順序為：地埋滴灌、地表滴灌、低壓管灌、微噴灌、噴灌。

2.3 不同灌溉方式與農(nóng)藝農(nóng)機結(jié)合性

2.3.1 與農(nóng)藝措施的契合程度

糖料蔗高效節(jié)水灌溉技術(shù)與農(nóng)藝措施的結(jié)合主要體現(xiàn)在水肥(藥)一體化方面。

(1)不同灌溉方式對施肥的影響分析。課題組研發(fā)了分布式灌溉施肥裝置、旋流噴射式水肥融化裝置以及多功能光伏噴灌施肥(藥)裝置，可應(yīng)用在地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌、噴灌等灌溉技術(shù)中，地埋滴灌、地表滴灌將水肥溶液輸送到根部，利用效率最高；微噴灌在套種西瓜等經(jīng)濟作物時，可將水肥溶液噴灑；噴灌的水肥溶液利用效率最低，特別是伸長期后，只能采用葉面肥，成本較大。

(2)不同灌溉方式對施藥的影響分析。噴灑農(nóng)藥除蟲草方面，固定式噴灌可以直接使用水肥一體化進(jìn)行，可以節(jié)約大量的人工噴灑成本；而微噴灌由于噴頭噴灑高度有限，在糖料蔗生長的伸長期后基本失去作用，尤其是后期的薊馬蟲害，需要專門噴灑藥至未展開的新葉中，伸長期后微噴灌的葉面施肥和噴藥效果并不明顯；地埋滴灌和地表滴灌通過水藥一體化可以有效地去除地下的蟲幼苗，但對莖、葉上的蟲害作用不明顯。

2.3.2 與農(nóng)機措施的契合程度

糖料蔗農(nóng)業(yè)機械化主要在耕整地機械化、播種和栽培機械化、田間管理機械化以及收割機械化等4個方面。與灌溉技術(shù)密切相關(guān)的機械化主要是田間管理機械化和收割機械化等2個方面。

(1)不同灌溉方式對田間管理機械化的影響分析。中耕培土一般就是在寬行進(jìn)行開溝、追肥，并覆土至窄行中。采用地埋滴灌和地表滴灌時，提倡采用寬窄行種植，即窄行0.4～0.6 m，寬行采用1.2～1.3 m，滴灌帶(管)鋪設(shè)于窄行間，微噴帶鋪設(shè)在寬行間。

噴灌主要采用中高噴頭，目前糖料蔗“雙高”基地的規(guī)格為200 m×25 m，噴墩能布設(shè)在田間地頭；低壓管灌的給水栓也能布置在田間地頭，不影響中耕培土。

(2)不同灌溉方式對收割機械化的影響分析。地埋滴灌鋪設(shè)在窄行的地面以下，機械收割對其影響很小，不會增加額外的收割成本。地表滴灌帶鋪設(shè)在窄行中，收割前需要回收滴灌帶。微噴帶鋪設(shè)在窄行中，也需要回收。噴灌的噴墩和低壓管灌的給水栓布置在田間地頭，也不影響機械化收割。

綜合而言，與農(nóng)藝農(nóng)機結(jié)合性因素來看，推薦的順序為：地埋滴灌、噴灌、低壓管灌、地表滴灌、微噴灌。

2.4 不同灌溉方式的管護模式、成本與建設(shè)成本

(1)不同灌溉方式的管護模式。根據(jù)近幾年的探索，提出適合我區(qū)糖料蔗的管理模式：第1類是集中式管護，如“制糖企業(yè)”管理模式和“專業(yè)種植公司”管理模式，適合土地集約化管理后，種植公司將農(nóng)民的土地統(tǒng)一管理、統(tǒng)一種植的蔗區(qū)；第2類是分散式管護，如 “用水戶協(xié)會”管理模式，適合分散式經(jīng)營的蔗區(qū)。

地埋滴灌、地表滴灌、噴灌適合土地流轉(zhuǎn)或土地整合的蔗區(qū)，采用“供水公司”管理模式、“制糖企業(yè)”管理模式、“專業(yè)種植公司”管理模式，統(tǒng)一種植、統(tǒng)一用水、統(tǒng)一施肥；微噴灌、低壓管灌采用“用水戶協(xié)會”管理模式。

(2)不同灌溉方式的維修養(yǎng)護成本。根據(jù)課題對8個灌溉試驗示范區(qū)的跟蹤調(diào)查，結(jié)合廣西水利廳在全區(qū)多次組織的對不同類型高效節(jié)水灌溉工程的調(diào)研，獲得不同類型高效節(jié)水灌溉工程的維修養(yǎng)護成本。微噴灌工程主要更換微噴帶以及輔管，另外，由于微噴帶鋪設(shè)在寬行里，在中耕培土的過程中，還需單獨將輔管和微噴帶進(jìn)行人工拆離，這也提高了材料的損壞率。地埋滴灌和地表滴灌工程除一些PVC管材外，部分因中耕培土和堵塞的滴灌管也需要更換，鋪設(shè)于地表的滴灌帶則經(jīng)常需要更換；固定式噴灌主要是出地管和豎管的連接件、噴頭等需要更換；低壓管灌工程需要維修較少，主要維修常用易損的閥門。據(jù)統(tǒng)計，微噴灌年維修養(yǎng)護費最高，達(dá)1 050～1 350 元/hm2；地表滴灌次之，為600～900 元/hm2；地埋滴灌150～225 元/hm2；固定式噴灌75～150 元/hm2；低壓管灌最低，為45～75 元/hm2。

(3)不同灌溉方式的運行成本。根據(jù)課題組對8個灌溉試驗示范區(qū)的跟蹤調(diào)查，結(jié)合廣西水利廳在全區(qū)多次組織的對不同類型高效節(jié)水灌溉工程的調(diào)研，獲得不同類型高效節(jié)水灌溉工程的運行成本。年運行費用最低的是地表滴灌和地埋滴灌，其次是低壓管灌，微噴灌和固定式噴灌最高。微噴灌和固定式噴灌的水電費用最高，所以運行費用增加。運行成本最高的是噴灌360～450 元/(hm2·a)，微噴灌次之270～330 元/(hm2·a)，管灌240～300 元/(hm2·a)，地埋滴灌和地表滴灌均為225～270 元/(hm2·a)。

(4)不同灌溉方式的建設(shè)成本。高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)成本與蔗區(qū)地形地貌、蔗區(qū)的形狀、水源和電源距離關(guān)系比較密切，根據(jù)廣西近5 a建設(shè)的高效節(jié)水灌溉工程分析，地埋滴灌投資3.3～3.43 萬元/hm2，地表滴灌3.16～3.24 萬元/hm2，微噴灌3.31～3.37 萬元/hm2，固定式噴灌3.33～3.42 萬元/hm2，低壓管灌2.48～3.60 萬元/hm2。

2.5 不同灌溉方式的群眾意愿

群眾(用戶)的意愿是決定灌溉方式的重要因素之一。在摸索糖料蔗灌溉過程中，各地初步總結(jié)出適合當(dāng)?shù)厍闆r的灌溉方式。如：地處桂中優(yōu)勢區(qū)和桂南優(yōu)勢區(qū)的廣西農(nóng)墾系統(tǒng)各農(nóng)場從考慮運行方便、管護簡單、維修成本低等方面考慮，主推固定式噴灌和低壓管灌；地處桂西南優(yōu)勢區(qū)的崇左市江州區(qū)土地流轉(zhuǎn)集中經(jīng)營，考慮水肥一體化和機械化耕收，主推地埋滴灌；地處桂西南優(yōu)勢區(qū)的崇左市扶綏縣根據(jù)糖料蔗套種西瓜的特點，主推微噴灌；地處桂西北優(yōu)勢區(qū)的河池市、百色市推廣低壓管灌、固定式噴灌和地表滴灌。

因此，根據(jù)群眾(用戶)的意愿，桂西南優(yōu)勢區(qū)灌溉方式推薦順序為：地埋滴灌、微噴灌、低壓管灌、地表滴灌、固定式噴灌；桂中優(yōu)勢區(qū)灌溉方式推薦順序為：固定式噴灌、低壓管灌、地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌；桂南優(yōu)勢區(qū)灌溉方式推薦順序為：低壓管灌、固定式噴灌、地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌；桂西北優(yōu)勢區(qū)灌溉方式推薦順序為：低壓管灌、固定式噴灌、地表滴灌、地埋滴灌、微噴灌。

2.6 不同灌溉方式的生態(tài)效益

生態(tài)環(huán)境綜合效益評價從甘蔗產(chǎn)量效益、生態(tài)調(diào)節(jié)效益和資源利用效益3個方面來進(jìn)行綜合評價，評價結(jié)果顯示，地埋滴灌得分值均是最高，達(dá)到0.86，其次是地表滴灌(0.80)和低壓管灌(0.76)，接下來是微噴灌(0.51)和噴灌(0.49)，無灌溉模式下的生態(tài)環(huán)境綜合效益最差，效益得分僅為0.25。

2.7 評價指標(biāo)的量化處理

在二級指標(biāo)中，糖料蔗增產(chǎn)率A1、水分生產(chǎn)率A2、節(jié)水量A3、節(jié)肥量A4、建設(shè)成本D1、維修成本D2和運行成本D3為定量指標(biāo)；對糖料蔗的適應(yīng)性B1、對地形的適應(yīng)性B2、對土壤的適應(yīng)性B3、對水源及能源的適應(yīng)性B4、與農(nóng)藝農(nóng)機結(jié)合性B5、農(nóng)戶傾向性E1為定性指標(biāo)。

對灌溉效益原料蔗增產(chǎn)率A1、水分生產(chǎn)率A2、節(jié)水量A3、節(jié)肥量A4、建設(shè)成本D1、維修成本D2和運行成本D3進(jìn)行同趨勢化處理，然后對所有指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理，得到山丘區(qū)糖料蔗高效節(jié)水灌溉技術(shù)評價指標(biāo)的規(guī)范值。

3 指標(biāo)權(quán)重的確定與計算

3.1 權(quán)重的調(diào)查與打分

結(jié)合廣西“雙高”糖料蔗基地水利化建設(shè)培訓(xùn)，發(fā)放250份“廣西糖料蔗高效節(jié)水灌溉方式適應(yīng)性評價調(diào)查表”，實際收回168份，對高效節(jié)水灌溉工程設(shè)計人員、管理人員和施工人員對地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌、噴灌和低壓管灌進(jìn)行打分。通過分析、計算和專家打分得到糖料蔗灌溉效應(yīng)、對糖料蔗生長特點及自然條件的適應(yīng)性、建設(shè)及后期管理成本、用戶意愿與生態(tài)效益中各子類指標(biāo)的值。

3.2 權(quán)重的確定

采用一致性檢驗等方法，確定各項指標(biāo)的權(quán)重。其中，準(zhǔn)則層權(quán)重(糖料蔗灌溉效應(yīng)、對糖料蔗生長特點及自然條件的適應(yīng)性、建設(shè)及后期管理成本、生態(tài)效益與用戶意愿)ω=(0.325 5，0.237 8，0.085 3，0.186 9，0.164 4)，灌溉效應(yīng)指標(biāo)權(quán)重(原料蔗增產(chǎn)率、水分生產(chǎn)率、節(jié)水量、節(jié)肥量)ω=(0.489 6，0.186 0，0.156 4，0.168 1)，對糖料蔗生長特點及自然條件的適應(yīng)性權(quán)重(對糖料蔗的適應(yīng)性、對土壤的適應(yīng)性、對水源和能源的適應(yīng)性、與農(nóng)藝農(nóng)機結(jié)合性)ω=(0.407 5，0.128 5，0.062 3，0.092 9，0.308 8)，建設(shè)及后期管理指標(biāo)權(quán)重(建設(shè)成本、維修成本、運行成本)ω=(0.549 9，0.240 2，0.209 8)，用戶意愿只有1個指標(biāo)，生態(tài)效益采用已有成果。

3.3 評價結(jié)果分析

綜合考慮桂西南優(yōu)勢區(qū)、桂中優(yōu)勢區(qū)、桂南優(yōu)勢區(qū)和桂西南優(yōu)勢區(qū)的不同灌溉技術(shù)的糖料蔗灌溉效應(yīng)、對糖料蔗生長特點及自然條件的適應(yīng)性、建設(shè)及后期管理成本、用戶意愿與生態(tài)效益等方面的效益指標(biāo)，進(jìn)行歸一化合并處理之后，得出各個灌溉模式下的廣西糖料蔗綜合指標(biāo)值。

桂西南優(yōu)勢區(qū)地埋滴灌得分最高，達(dá)到0.969，低壓管灌(0.716)次之，接著是微噴灌(0.676)，地表滴灌(0.660)，噴灌(0.570)最低，見圖1。

圖1 桂西南優(yōu)勢區(qū)不同灌溉方式的適應(yīng)性得分

桂中優(yōu)勢區(qū)噴灌得分最高，達(dá)到0.805，低壓管灌(0.796)次之，接著是地埋滴灌(0.730)，地表滴灌(0.729)，微噴灌(0.511)最低，見圖2。

圖2 桂中優(yōu)勢區(qū)不同灌溉方式的適應(yīng)性得分

桂南優(yōu)勢區(qū)低壓管灌得分最高，達(dá)到0.888，噴灌(0.733)次之，接著是地埋滴灌(0.724)，地表滴灌(0.647)，微噴灌(0.516)最低，見圖3。

圖3 桂南優(yōu)勢區(qū)不同灌溉方式的適應(yīng)性得分

桂西北優(yōu)勢區(qū)低壓管灌得分最高，達(dá)到0.888，地埋滴灌(0.815)次之，接著是噴灌(0.756)，地表滴灌(0.737)，微噴灌(0.536)最低，見圖4。

圖4 桂西北優(yōu)勢區(qū)不同灌溉方式的適應(yīng)性得分

4 結(jié)論與建議

基于大田試驗和現(xiàn)場調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)，采用層次分析法，結(jié)合優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高糖糖料蔗基地建設(shè)相關(guān)人員對各指標(biāo)的打分，確定權(quán)重，建立糖料蔗主產(chǎn)區(qū)不同灌溉技術(shù)的評價模型，提出分區(qū)的不同灌溉技術(shù)的推薦順序。通過分析和評價得分，綜合得到不同灌溉技術(shù)的適應(yīng)性條件，具體如下。

(1)桂西南優(yōu)勢區(qū)不同灌溉技術(shù)的推薦順序為：地埋滴灌、低壓管灌、微噴灌、地表滴灌和噴灌，主要體現(xiàn)在桂西南優(yōu)勢區(qū)部分蔗區(qū)進(jìn)行了土地流轉(zhuǎn)或土地整合，特別是崇左市江州區(qū)，引進(jìn)多家農(nóng)業(yè)種植企業(yè)，經(jīng)營主體主推地埋滴灌，可以實現(xiàn)集中經(jīng)營、統(tǒng)一灌溉、統(tǒng)一施肥，該方式在灌溉效應(yīng)、對糖料蔗生長特點及自然條件的適應(yīng)性、生態(tài)效益與用戶意愿等方面得分均最高，可作為該區(qū)域最主要的灌溉方式；低壓管灌適合采用分散式經(jīng)營的蔗區(qū)，在建設(shè)成本、管護成本、維修成本等方面得分最高，是該區(qū)域重要的灌溉方式之一；微噴灌則適合套種其他經(jīng)濟作物的蔗區(qū)，可以產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，也是該區(qū)域重要的灌溉方式之一。截止2016年，該區(qū)域建成“雙高”基地水利化項目2.77 萬hm2，其中，地埋滴灌1.16 萬hm2、低壓管灌1.26 萬hm2、微噴灌0.35 萬hm2，與推薦方式的順序基本一致。

(2)桂中優(yōu)勢區(qū)不同灌溉技術(shù)的推薦順序為：噴灌、低壓管灌、地埋滴灌、地表滴灌和微噴灌。該區(qū)域在地域上包括廣西農(nóng)墾局下屬農(nóng)場和廣西監(jiān)獄局下屬農(nóng)場。農(nóng)墾局下屬農(nóng)場主要為噴灌，實現(xiàn)“三統(tǒng)一”，即統(tǒng)一管理、統(tǒng)一安排噴灌時間和統(tǒng)一裝拆噴槍，噴灌所產(chǎn)生的電費由農(nóng)場和糖廠分?jǐn)偅鹧b噴槍由受益戶自己安裝或者請人安裝，結(jié)構(gòu)簡單，管護到位，可讓噴灌工程葆有生命力，如金光農(nóng)場創(chuàng)正分場噴灌工程修建于1995年，目前還運行良好。噴灌在對地形、土壤的適應(yīng)性，與農(nóng)藝農(nóng)機結(jié)合性，農(nóng)戶傾向性方向得分最高，作為本區(qū)域最主要的推薦灌溉方式；監(jiān)獄下屬農(nóng)場大部分租賃給農(nóng)業(yè)種植大戶經(jīng)營，大部分采用滴灌的方式；低壓管灌適合地形較平坦、采用分散式經(jīng)營的蔗區(qū)，在建設(shè)成本、管護成本、維修成本等方面得分最高，是該區(qū)域重要的灌溉方式之一。截止2016年，該區(qū)域建成“雙高”基地水利化項目3.09 萬hm2，其中，噴灌1.33 萬hm2、低壓管灌1.098 萬hm2、滴灌0.665 萬hm2，與推薦方式的順序基本一致。

(3)桂南優(yōu)勢區(qū)不同灌溉技術(shù)的推薦順序為：低壓管灌、噴灌、地埋滴灌、地表滴灌和微噴灌。該區(qū)域地形平坦，大部分是分散式經(jīng)營的蔗區(qū)，需要灌水方便、維護成本和運行成本低的灌溉方式，也就是低壓管灌和噴灌，這2種灌溉方式在地形適應(yīng)性、維修成本、運行成本、農(nóng)戶傾向性方面得分較高，是本區(qū)域主推的灌溉方式；部分蔗區(qū)進(jìn)行了流轉(zhuǎn)或整合，推薦滴灌的方式。截止2016年，該區(qū)域建成“雙高”基地水利化項目1.243 萬hm2，其中，低壓管灌0.781 萬hm2、噴灌0.117萬hm2、滴灌0.345 萬hm2，與推薦方式的順序基本一致。

(4)桂西北優(yōu)勢區(qū)不同灌溉技術(shù)的推薦順序為：低壓管灌、地埋滴灌、噴灌、地表滴灌和微噴灌。低壓管灌適合采用分散式經(jīng)營的蔗區(qū)，在建設(shè)成本、管護成本、維修成本等方面得分最高，是該區(qū)域重要的灌溉方式之一；部分蔗區(qū)進(jìn)行了流轉(zhuǎn)或整合，推薦滴灌的方式。截止2016年，該區(qū)域建成“雙高”基地水利化項目0.597 萬hm2，其中，低壓管灌0.361 萬hm2、滴灌0.103 萬hm2，與推薦方式的順序基本一致。