新疆生產建設兵團棉花膜下滴灌技術的形成與發展

關鍵詞：棉花 膜下滴灌 節水增效 

　　自1996年起，新疆生產建設兵團(以下簡稱兵團)試驗、應用和推廣棉花膜下滴灌技術，至今已取得了突破性的進展。2000年達到1．665萬h㎡(24．98萬畝)，2001年猛增到5．228萬h㎡(78．42萬畝)。2002年，統計至5月底，又新增6．107萬h㎡(91．60萬畝)，總面積已達11．335萬h㎡(170萬畝)，成為全國大田作物應用滴灌技術規模最大的片區。

1 棉花膜下滴灌技術的產生 

　　棉花膜下滴灌技術是滴灌技術與覆膜植棉技術的結合，加壓的水流經過濾設施濾“清”后，進入輸水干管(常埋設在地下)、支管、毛管——鋪設在地膜下方的滴灌管(帶)，再由毛管上的灌水器滴入棉花的根層土壤，供棉花根系吸收。 

1．1 問題的提出

　　兵團棉花膜下滴灌技術始于農八師，該師又稱石河子墾區，地處新疆天山北麓，全國第二大沙漠——古爾班通古特沙漠的南緣。該區年降雨量100～200mm，蒸發量高達2000～2400mm，屬干旱——干涸地帶，沒有灌溉就沒有農業。

　　本區屬新疆工農業經濟發達的天山北坡經濟帶，但水資源相對匱乏。要維持當地經濟可持續發展，維護生態平衡，唯一的出路就是節水。由于農業用水量比高達95％，因此，節水的首要對象是農業節水。

　　由于農八師目前作物的灌溉定額在兵團乃至新疆是最低的，因此，需要尋找一種更有效的節水技術，才能達到進一步節水的目的。滴灌是世界上最先進的節水技術之一，于是，他們選擇大田棉花進行膜下滴灌試驗。

1．2 科學試驗開路，棉花膜下滴灌技術脫穎而出

　　1996～1998年，結合生產在棉花地里進行初試、小試、中試3個階段的膜下滴灌技術試驗。

　　1996年在121團1．667h㎡(25畝)棄耕的次生鹽漬化地下進行首次膜下滴灌試驗研究。結果為棉花生長期凈灌溉定額2700m3／h㎡，比地面灌節水50％以上，單產皮棉1335kg／h㎡，是鹽堿地上從未有過的產量。

　　1997年試驗擴大到相距各為100多km，處于不同地點的三個團場的42．8 h㎡(642畝)棉田上進行，土地大部分是鹽堿地或次生鹽漬化地，土壤質地差，土壤肥力為中下等，結果是平均省水50％，平均增產20％，其中低產田增產達35％。

　　1998年進行中試。面積擴大到99．133 h㎡(1487畝)，其中13．333h㎡(200畝)是蕃茄，試驗內容深入到探索合理的灌溉制度、滅蟲、化控、施肥、防滴灌帶堵塞、與農業技術措施緊密配合、降低成本等等。試驗在上述各方面均取得進展，并進一步驗證了前兩年所取得的成果。

　　經過連續3年試驗，且一年邁出一大步，大田棉花膜下滴灌技術在農八師取得了成功，并以其明顯的節水增效優勢吸引了千家萬戶。

1．3 研制廉價滴灌器材，打牢物資基礎

　　滴灌技術核心的部位即滴灌帶，試驗時使用的是可多年使用的內鑲式滴灌帶，質量雖好，但每公頃地需用11100m，按每1m1元計需11100元以上，加上首部過濾器和至毛管的各級管道，每公頃概算首次投入需16020元，若采用國外的滴灌帶，則每公頃投入高達30000元以上，農戶只能望“洋”興嘆。滴灌器材，尤其是滴灌帶的價格較高是阻礙該技術大面積推廣應用的“瓶頸”。為了降低滴灌造價，在兵團的支持下，農八師組建了天業股份有限公司(以下簡稱“天業”)走“引進、消化、吸收、創新”之路，潛心研究了國內外滴灌帶的生產狀況，于1998年下半年試制成了一次性邊縫式薄壁滴灌帶——“天業”牌滴灌帶。該種型式的滴灌帶價格僅0．3元／m，使滴灌首次每公頃投入下降為8250元左右，農戶在種植棉花時有利可圖，每公頃凈增收2250元左右。因此，“天業”牌滴灌帶一問世，立即受到兵團廣大農戶的歡迎，為這項棉花膜下滴灌技術在大田作物中推廣應用打開了一條道路。

1．4 各方通力合作科研結碩果

　　從1998年起，由兵團科委、水利局等有關部門負責就“干旱區棉花膜下滴灌結合配套技術研究與示范”課題開展了3年研究工作，由兵團農墾科學院、兵團石河子大學、兵團農八師和農一師(地處南疆阿克蘇地區)4個承擔單位。80多位各學科、各單位的中高級科技人員，通力協作攻關，田間觀測與室內試驗并舉，研究與示范相結合，勝利完成試驗研究任務，取得干旱區棉花膜下滴灌配套技術成果。由中國水利學會農田水利專業委員會微灌學組專家參加主持的成果鑒定結論是“本課題總體水平為國內領先”，“具有很好的經濟、社會、生態效益，有廣泛的推廣應用前景”。

2 棉花膜下滴灌技術效果

　　膜下滴灌能在兵團大面積推廣應用，首先源于這一技術本身，是真正對作物進行有效的灌水，其產生的效果不光是水的節約，而是綜合效益的提高。兵團近幾年的生產實踐和研究顯示，與地面灌相比，棉花膜下滴灌有以下十個方面的明顯效果。

2．1 省水

　　滴灌是一種可控制的局部灌溉，可適時適量的灌水。水滴滲到作物根層周圍的土壤中，供作物本身生長所需。由于棉田實施覆膜栽培，抑制了棵間蒸發。滴灌系統采用管道輸水，減少了滲漏。所以，在棉花生長期內，比地面灌省水40％～50％。如石河子地區2000年測試，平均每公頃省水3000m3，節水率44．7％。另一個明顯優點是可適時適量灌水。如花齡期后，棉花仍需少量水分、養分補充，因地面灌難以控制水量，8月中旬后就被迫停水以免棉花旺長，影響吐絮和成熟，而滴灌就可以控制灌水量大小、灌水時間和灌水次數，小水量灌溉，以滿足后期棉花對水分養分的需求。

2．2 省肥

　　肥料隨滴灌水流直接送達作物根系部位，易被作物根系吸收，提高了利用率；亦可做到適時適量，對作物生長極為有利，平均可省肥20％左右。
2．3 省農藥水在管道中封閉輸送，避免了水對蟲害的傳播。另外，地膜兩側較干燥，無濕潤的環境滋生病菌。因而除草劑、殺蟲劑用量明顯減少，可省農藥10％～20％以上，殺蟲效果好。

2．4 省地

　　由埋入地下及地面移動的輸水管道代替地面灌時占地的農渠及田間灌水渠道，可節省地5％左右。

2．5 省工和節能

　　地面灌時，挖土堵口，工作條件差，勞動強度大，一個農工管理棉田2h㎡(30畝)左右。采用滴灌后，主要工作是觀測儀表、操作閥門，工作條件好；滴灌能隨水施肥、施藥，膜下及旁側雜草難以生長，土壤不板結，田間人工作業(包括鋤草、施肥、修渠、平埂、病害治理等)和機械作業大大減少，人工管理定額大幅度提高，一個農工可以管理4～6h㎡(60～90畝)或更多的棉田，勞動生產率提高。 

2．6 有利于利用鹽堿地

　　棉花膜下滴灌可使作物根系周圍形成低鹽區，利于幼苗成活及作物生長。由鹽堿地上的試驗可看出，不僅脫鹽效果好，而且脫鹽用水量比地面灌明顯減少，還能獲得較高產量，這對鹽堿地的使用很有價值。

2．7 有較強的抗災能力

　　因作物從下種、出苗起，就得到適時、適量的水和養分供給，棉花各類生長指標均優，抵抗力強。如2001年7月下旬，正是棉花生長的旺盛期，北疆地區突然連續幾天降雨、降溫，地面灌棉花大幅度減產，而滴灌棉花減產幅度相對較小。

2．8 增產

　　由于科學調控水肥，土壤疏松，通透性好，并經常保持濕潤，棉花生長條件優越，結鈴率高，單鈴重增加。因此，棉花普遍可增產10％～20％，低產田可增產25％以上。石河子墾區2000年對5個團場0. 277萬h㎡(4．16萬畝)棉田調查，籽棉每公頃增產858kg，增產率23％。

2．9 棉花質量提高

　　膜下滴灌營造了棉花良好的生長條件，因而，不但產量高，而且品質好，如棉花的成熟度好，纖維長度增加0．4～0．7mm，纖維的整齊度高，外觀光澤好。

2．10 綜合效益好

2．10．1 經濟效益

　　膜下滴灌棉花增產20％以上，按籽棉價3．5元／kg，每公頃增收2850元。節省水、肥、農藥、人力、機力，每公頃平均節支1425元，除去工程投資年折舊費和年運行費每公頃3225元，則每公頃凈增收1050元。若棉花價格提高，則盈利更多。

2．10．2 生態效益

　　膜下滴灌節水50％，減少深層滲漏，能較好地防止土壤次生鹽堿化。滴灌隨水施肥、施藥，既節約了化肥和農藥，又減少了對土壤和環境的污染。節約下來的水可還水于生態，這對改善新疆脆弱的生態環境來說是頭等需要的。

2．10．3 社會效益

　　由于滴灌水的利用率提高，滴灌面積不斷擴大，兵團水資源緊缺的壓力開始緩解。因膜下滴灌技術適應性較強，因而，兵團已開始利用這一技術在沙漠邊緣種植經濟林、草，如石河子地區在沙漠地上種植梭梭、沙棘、枸杞等耐旱植物，既會產生經濟效益，又能改善生態環境。以這項技術為龍頭還有效地帶動了相關產業的發展，如滴灌器材、滴灌專用肥、過濾設施生產、銷售等在兵團迅速發展起來。它提高了勞動生產率，解放了勞動力，有利于農業產業結構的調整和集約化經營，具有較強的綜合帶動效應，促進農業生產向現代化方向邁進。

3 棉花膜下滴灌技術的應用前景

　　兵團棉花膜下滴灌技術已日臻成熟。自2001年起，兵團啟動了“十五”期間建設26．667萬h㎡(400萬畝)噴、微灌工程計劃(其中微灌面積16．667萬h㎡)，至今已完成微灌建設面積9．667萬h㎡(145萬畝)，為計劃總量的58％，范圍擴展到天山南北兵團所屬的各師及農場，作物對象除棉花占絕大多數外，甜菜、玉米、加工蕃茄等大田作物，果樹、蔬菜、瓜類、生態林、經濟林等均有應用。初步統計，這部分作物的應用面積達十余萬畝，效果很好。這表明，膜下滴灌技術模式在兵團正向著廣度和深度發展。可以預計，兵團“26．667萬h㎡(400萬畝)”計劃將提前并超額完成，到2005年，兵團微灌總面積可突破20萬h㎡(300萬畝)。

　　新疆氣候干熱少雨，蒸發量大，是典型的灌溉農業區。其土壤為風沙土，滲漏嚴重，耕地中鹽漬化面積占30．58％。新疆是全國最大的商品棉基地，又大量種植哈密瓜、葡萄等瓜果作物，這些條件很適合發展滴灌。因此，棉花膜下滴灌技術模式在新疆極具推廣價值。

　　西北地區中的內蒙、陜西、甘肅、青海、寧夏的自然狀況，農業生產條件和特點與新疆相類似，“農業用水占西北地區用水總量的80％～90％，灌溉定額偏高，水資源利用率較低”。因此，滴灌節水技術在這些省區同樣有其實用價值。這兩年，兵團“天業”在內蒙古阿善盟左旗、寧夏銀川市林業研究所、甘肅定西縣和陜西延安等縣市進行了膜下滴灌技術種植果林、蔬菜、棉花等作物的試驗性推廣應用，很受歡迎，規模最大有133．333h㎡(2000畝)，說明這項技術在這些省區乃至北方水資源緊缺地區推廣應用有著廣闊的前景。

4 棉花膜下滴灌技術應用中應重視解決的問題

4．1 降低滴灌產品價格仍是進一步推廣大田滴灌技術的關鍵

　　目前，兵團使用的滴灌帶主要是由天業公司生產供應，一年更換一次，每公頃2250元，占年分攤投資費用的70％，正常年份，每公頃棉花可增收1050元。但若遇較重的災害而減產或棉花滯銷降價，則將無利可圖。因此，滴灌帶價格成為棉農獲利多少或投資風險的砝碼，“天業”正在努力使滴灌帶的投資進一步降低，這樣，正常年份獲利可增加，輕災年份則可保產又保收。

4，2 加強過濾設施的研制和改進

　　滴灌技術的難點是滴灌帶或灌水器的堵塞。防止堵塞的首部過濾設施是滴灌工程的心臟。國內和兵團自產的過濾器性能欠佳，耐久性差，因此，研制和改進過濾設施十分必要。

4．3 加強科學管理

　　大田滴灌工程科技含量高，需要科學的管理和相應的軟件相配套才能充分發揮其優勢。因此，加強管理人才的培養十分迫切，并應加速研制經濟實用的自動化控制設備。

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