洛陽市農業技術推廣服務中心 李建鋒
近年,黨中央、國務院高度重視水資源節約集約利用,多次提出要大力推廣農業節水,發展旱作農業和節水農業。旱作農業和節水農業已成為農業可持續發展的重要研究內容。洛陽市地處河南省西部,屬于半濕潤偏旱區,水資源匱乏,農業生產用地多為丘陵坡地,屬于典型的旱作農業。提高降水利用率,達到農業增產的目的,是洛陽市旱作農業發展的關鍵。鑒于此,洛陽市農業技術推廣人員在工作實踐中總結出幾項農田旱作節水技術并加以推廣,取得了較好的成效。
洛陽市地處河南省西部丘陵山區,東經112°16′~112°37′,北緯34°32′~34°45′,位于中國第二階梯與第三階梯交界帶,總面積1.52 萬km2,其中,川區面積占13.8%、丘陵面積占40.7%、山區面積占45.5%,大體為“五山四嶺一分川”。洛陽市屬暖溫帶大陸性季風氣候,年平均降水量為640 mm 左右,且時空分布不均,主要集中在7—9 月,約占全年降水量的53 %,春季、秋季、冬季干旱不斷。
干旱一直是制約洛陽市農業生產發展的主要因素。洛陽市土壤類型主要有褐土、棕壤、粗骨土、紅黏土和潮土等。其中,褐土占39.6%,棕壤占22.8%,粗骨土占17.67%,紅黏土占12.2%,潮土占3.8%。洛陽市主要種植小麥、玉米、谷子、紅薯、花生、油菜等作物,還種植食用菌、中藥材、果樹等特色作物。農作物常年種植面積66.33 萬hm2左右,全市耕地總面積34.66 萬hm2。其中,旱地面積28.31 萬hm2,占耕地總面積的81.68%。在降水區域分布上,南部山區降雨量偏大,北部丘陵川區較小。再加上農田水利設施不完善、澆灌條件較差,素有“十年九旱”之說。據氣象資料統計,洛陽市干旱發生頻率為67%,約為一年半一遇,其中,大旱發生頻率為18%,5 年一遇。旱災不僅發生頻率高,而且波及面積大、時間長、危害重。
免耕播種對土壤擾動小,地面留有前茬作物大量秸稈,可以減少土壤水分蒸發,具有保蓄土壤水分和提升土壤肥力的作用。近年,洛陽市推廣的“全還田防纏繞免耕施肥播種機”,裝備了鍘切開溝刀、種子精播器、肥料深施器、鎮壓設備,可一次性完成對種植帶秸稈的鍘切、滅茬、分茬、開溝、碎土、播種、施肥、覆土、鎮壓、起壟等工序,一次性實現秸稈全還田和種肥同播。免耕播種動土面積小于40%,對土壤擾動小,灌溉時可節省用水,主要應用于小麥、玉米,谷子、花生、大豆、油菜等作物,較常規耕作土壤水分含量提高3%~6%。
覆膜保墑技術可以減少土壤水分蒸發、降水徑流,起到蓄水保墑增溫、提高水分利用率的作用。洛陽市春播作物主要有玉米、紅薯、花生、谷子、瓜果等,常年播種面積約8 萬hm2,且洛陽市春播作物種植制度大多為一年一季,產量高、收益好,所以提高春播作物的產量與品質,對于農民增收有著直接作用。但洛陽市春季大風天氣多,土壤跑墑快,而且降雨量稀少、水資源短缺,干旱成為制約春播作物產量的一個重要因素。在洛陽市覆膜示范過程中,經過對比調查春播作物覆膜保墑情況和測墑情況可以得出,與露地栽培相比,覆膜可以有效抑制土壤水分蒸發,增加耕層土壤儲水量2%左右;覆黑膜5~20 cm 土層可以增溫2~3℃,覆白膜5~20 cm 土層可以增溫4~12℃。2022 年洛陽市春紅薯覆膜試驗調查可知,覆膜保墑技術發揮了重要作用,采用覆膜保墑技術的紅薯生育期比常規露地種植紅薯提前15~20 d,上市早且產量穩定,產值增長2 倍以上。
“種子是農業的芯片”,推廣耐旱作物品種是旱作農業發展的重要環節。耐旱作物品種多具有根系較深且發達、蒸騰作用弱等特點,能較好地適應缺水的旱地環境。近年,洛陽市大力推廣種植業結構調整,在山地、丘陵地區著力發展紅薯、谷子、花生、花椒等耐旱作物,提高農業生產的抗旱御災能力。據統計,截至2022年,紅薯、花生、谷子的種植面積分別為3.67 萬hm2、2.98 萬hm2、2.53 萬hm2。在品種結構上,推廣耐旱高產品種,小麥以洛旱22、中麥175 等為主,谷子以豫谷18、豫谷37 等為主,紅薯以洛薯13、商薯19 等為主。與普通同類品種相比,旱地種植耐旱作物品種在消耗同等水量的情況下,每667 m2可以增產10%以上,水澆地可以節水30%以上。
深耕深松保墑技術,可以打破犁底層,降低土壤容重,增加孔隙度,提高降水入滲率和儲水量,同時也利于作物根系下扎,吸收更深層的土壤水分和養分。據《全國農機深松整地作業實施規劃(2016—2020 年)》中監測數據表明,深松達到30 cm 的地塊每公頃可多蓄水400 m3左右,伏旱期間平均含水量提高7%左右,作物耐旱時間延長10 d 左右,小麥、玉米等作物的平均產量增長10%左右。洛陽市的農田以黏土和壤土為主,犁底層厚且硬,深耕深松后能夠有效打破犁底層,貫通水、肥、氣、熱的輸送通道,蓄水保墑效果得到改善,容重下降較為明顯,作物穩產、高產能力顯著提高。洛陽市屬于一年二熟制糧食產區,在對小麥高茬秸稈、玉米秸稈覆蓋地表深松土地時,需要深度較深,洛陽市農業技術推廣人員通過實踐提出了間隔深松方式,采用鑿式深松鏟,能夠創造出虛實并存的耕層構造,破碎犁底層的效果更好。
1.節水補灌技術。按作物、土壤環境、各時期需水量進行科學合理補灌水。通過設施棚面、窖面或專門鋪設的集水面收集雨水,并蓄積在軟體集雨窖中,配套節水灌溉設備進行灌溉或補充灌溉。
2.發展水肥一體化技術。在農田基礎設施較好、有水源條件的區域,推廣大型噴灌、微噴灌、固定式噴灌、半固定式噴灌、地埋可伸縮噴灌、滴灌水肥一體化技術模式,配置高效節水灌溉、精準注肥、水分養分自動監測等設備,配套施用水溶肥、液體肥等,實現水肥資源高效利用。適用于果園栽培、設施農業栽培和大田經濟作物。
3.推廣測墑灌溉技術。充分利用洛陽市偃師區、孟津縣、新安縣、洛寧縣等20 多個自動及人工墑情監測系統,推廣測墑灌溉技術,較好地服務農業生產。據統計,洛陽市已建設高效節水灌溉面積約1.1 萬hm2,其中,噴灌面積0.87 萬hm2、微灌面積0.23 萬hm2,溝畦灌面積3.42 萬hm2。在蔬菜、果樹等作物上推廣水肥一體化技術面積約為1.37 萬hm2。
在洛陽市農業生態條件下,推廣了免耕播種技術、覆膜保墑技術、深耕深松保墑技術、高效節水技術等旱作節水技術,有效提高了作物生產能力。據統計,洛陽市已發展紅薯面積3.67 萬hm2、花生面積2.98 萬hm2、谷子面積2.53 萬hm2;已建設高效節水灌溉面積約1.1 萬hm2,其中,噴灌面積0.87 萬hm2,微灌面積0.23萬hm2,溝畦灌面積3.42 萬hm2。通過旱作節水技術的推廣應用,作物產量可以增長10%左右,節水30%以上。
推廣春播作物覆膜保墑技術的應用,增加了土壤儲水量2%左右,有效抑制了土壤水分蒸發,增加了土壤溫度,可以增加2~12℃。同時,通過技術應用,可以有效提前作物生育期,較常規提前15~20 d,產值提高2 倍以上。
充分利用洛陽市20 多個自動人工墑情監測系統,定期發布墑情監測信息,為全市農業生產提供技術支撐。分區域、按作物推廣節水補灌技術、水肥一體化技術和測墑補灌技術,有效提高了農業生產服務能力。
目前,一家一戶的土地生產經營體制和農戶對水利工程的私人占有欲望,決定了統一規劃、統一建設、統一管理使用的規模化發展道路很難行得通。
耐旱作物的發展,有效推動了節水農業的發展,取得了明顯的經濟效益和生態效益。但存在發展規模小、深加工能力不強、勞動力投入多等問題,比較效益不高,影響群眾的參與積極性。
受村集體經濟普遍比較薄弱等因素的影響,目前農村對上級資金和政策過度依靠,等靠思想嚴重。
大力發展以噴灌、滴灌、管灌為主的農業高效節水措施,有效解決水資源短缺矛盾。通過水肥一體化應用,對農作物進行精準灌溉和精準施肥,不僅能節約水資源,還能大大減少化肥用量,減少農業面源污染,改善生態環境。
發展節水灌溉,僅依靠政府投入明顯是不現實的,但是目前農戶自身投資的積極性又不高,各級財政可以通過以獎代補的方式鼓勵廣大農戶自己建設高效節水灌溉工程,財政資金通過先建后補的方式對農戶進行補貼。
習近平總書記多次提出要大力推廣農業節水,發展旱作農業和節水農業。各級政府要確立農業節水的主體地位,增強農技人員和科技種植示范戶的節水意識,積極推廣各項先進、實用的高效節水技術。
加強培訓,打造一支高素質節水技術推廣隊伍。按照不同區域、不同作物優選適宜的節水技術,實時發布測墑信息,為適水種植、抗旱減災提供技術支持。
旱作節水技術的推廣應用,提高了作業質量,鞏固提升了洛陽市農業綜合生產能力和資源利用效率。在全市實施秸稈還田、地膜覆蓋、免耕播種、深耕深松、節水補灌、測墑灌溉及發展抗旱作物等技術,可以培肥土壤,增加土壤蓄水保墑能力,彌補自然降水的不足,改善土壤環境,增強抗旱性能,保障農業高產穩產,實現農業可持續發展。