新疆生产建设兵团棉花膜下滴灌技术的形成与发展

关键词：棉花 膜下滴灌 节水增效 

　　自1996年起，新疆生产建设兵团(以下简称兵团)试验、应用和推广棉花膜下滴灌技术，至今已取得了突破性的进展。2000年达到1．665万h㎡(24．98万亩)，2001年猛增到5．228万h㎡(78．42万亩)。2002年，统计至5月底，又新增6．107万h㎡(91．60万亩)，总面积已达11．335万h㎡(170万亩)，成为全国大田作物应用滴灌技术规模最大的片区。

1 棉花膜下滴灌技术的产生 

　　棉花膜下滴灌技术是滴灌技术与覆膜植棉技术的结合，加压的水流经过滤设施滤“清”后，进入输水干管(常埋设在地下)、支管、毛管——铺设在地膜下方的滴灌管(带)，再由毛管上的灌水器滴入棉花的根层土壤，供棉花根系吸收。 

1．1 问题的提出

　　兵团棉花膜下滴灌技术始于农八师，该师又称石河子垦区，地处新疆天山北麓，全国第二大沙漠——古尔班通古特沙漠的南缘。该区年降雨量100～200mm，蒸发量高达2000～2400mm，属干旱——干涸地带，没有灌溉就没有农业。

　　本区属新疆工农业经济发达的天山北坡经济带，但水资源相对匮乏。要维持当地经济可持续发展，维护生态平衡，唯一的出路就是节水。由于农业用水量比高达95％，因此，节水的首要对象是农业节水。

　　由于农八师目前作物的灌溉定额在兵团乃至新疆是最低的，因此，需要寻找一种更有效的节水技术，才能达到进一步节水的目的。滴灌是世界上最先进的节水技术之一，于是，他们选择大田棉花进行膜下滴灌试验。

1．2 科学试验开路，棉花膜下滴灌技术脱颖而出

　　1996～1998年，结合生产在棉花地里进行初试、小试、中试3个阶段的膜下滴灌技术试验。

　　1996年在121团1．667h㎡(25亩)弃耕的次生盐渍化地下进行首次膜下滴灌试验研究。结果为棉花生长期净灌溉定额2700m3／h㎡，比地面灌节水50％以上，单产皮棉1335kg／h㎡，是盐碱地上从未有过的产量。

　　1997年试验扩大到相距各为100多km，处于不同地点的三个团场的42．8 h㎡(642亩)棉田上进行，土地大部分是盐碱地或次生盐渍化地，土壤质地差，土壤肥力为中下等，结果是平均省水50％，平均增产20％，其中低产田增产达35％。

　　1998年进行中试。面积扩大到99．133 h㎡(1487亩)，其中13．333h㎡(200亩)是蕃茄，试验内容深入到探索合理的灌溉制度、灭虫、化控、施肥、防滴灌带堵塞、与农业技术措施紧密配合、降低成本等等。试验在上述各方面均取得进展，并进一步验证了前两年所取得的成果。

　　经过连续3年试验，且一年迈出一大步，大田棉花膜下滴灌技术在农八师取得了成功，并以其明显的节水增效优势吸引了千家万户。

1．3 研制廉价滴灌器材，打牢物资基础

　　滴灌技术核心的部位即滴灌带，试验时使用的是可多年使用的内镶式滴灌带，质量虽好，但每公顷地需用11100m，按每1m1元计需11100元以上，加上首部过滤器和至毛管的各级管道，每公顷概算首次投入需16020元，若采用国外的滴灌带，则每公顷投入高达30000元以上，农户只能望“洋”兴叹。滴灌器材，尤其是滴灌带的价格较高是阻碍该技术大面积推广应用的“瓶颈”。为了降低滴灌造价，在兵团的支持下，农八师组建了天业股份有限公司(以下简称“天业”)走“引进、消化、吸收、创新”之路，潜心研究了国内外滴灌带的生产状况，于1998年下半年试制成了一次性边缝式薄壁滴灌带——“天业”牌滴灌带。该种型式的滴灌带价格仅0．3元／m，使滴灌首次每公顷投入下降为8250元左右，农户在种植棉花时有利可图，每公顷净增收2250元左右。因此，“天业”牌滴灌带一问世，立即受到兵团广大农户的欢迎，为这项棉花膜下滴灌技术在大田作物中推广应用打开了一条道路。

1．4 各方通力合作科研结硕果

　　从1998年起，由兵团科委、水利局等有关部门负责就“干旱区棉花膜下滴灌结合配套技术研究与示范”课题开展了3年研究工作，由兵团农垦科学院、兵团石河子大学、兵团农八师和农一师(地处南疆阿克苏地区)4个承担单位。80多位各学科、各单位的中高级科技人员，通力协作攻关，田间观测与室内试验并举，研究与示范相结合，胜利完成试验研究任务，取得干旱区棉花膜下滴灌配套技术成果。由中国水利学会农田水利专业委员会微灌学组专家参加主持的成果鉴定结论是“本课题总体水平为国内领先”，“具有很好的经济、社会、生态效益，有广泛的推广应用前景”。

2 棉花膜下滴灌技术效果

　　膜下滴灌能在兵团大面积推广应用，首先源于这一技术本身，是真正对作物进行有效的灌水，其产生的效果不光是水的节约，而是综合效益的提高。兵团近几年的生产实践和研究显示，与地面灌相比，棉花膜下滴灌有以下十个方面的明显效果。

2．1 省水

　　滴灌是一种可控制的局部灌溉，可适时适量的灌水。水滴渗到作物根层周围的土壤中，供作物本身生长所需。由于棉田实施覆膜栽培，抑制了棵间蒸发。滴灌系统采用管道输水，减少了渗漏。所以，在棉花生长期内，比地面灌省水40％～50％。如石河子地区2000年测试，平均每公顷省水3000m3，节水率44．7％。另一个明显优点是可适时适量灌水。如花龄期后，棉花仍需少量水分、养分补充，因地面灌难以控制水量，8月中旬后就被迫停水以免棉花旺长，影响吐絮和成熟，而滴灌就可以控制灌水量大小、灌水时间和灌水次数，小水量灌溉，以满足后期棉花对水分养分的需求。

2．2 省肥

　　肥料随滴灌水流直接送达作物根系部位，易被作物根系吸收，提高了利用率；亦可做到适时适量，对作物生长极为有利，平均可省肥20％左右。
2．3 省农药水在管道中封闭输送，避免了水对虫害的传播。另外，地膜两侧较干燥，无湿润的环境滋生病菌。因而除草剂、杀虫剂用量明显减少，可省农药10％～20％以上，杀虫效果好。

2．4 省地

　　由埋入地下及地面移动的输水管道代替地面灌时占地的农渠及田间灌水渠道，可节省地5％左右。

2．5 省工和节能

　　地面灌时，挖土堵口，工作条件差，劳动强度大，一个农工管理棉田2h㎡(30亩)左右。采用滴灌后，主要工作是观测仪表、操作阀门，工作条件好；滴灌能随水施肥、施药，膜下及旁侧杂草难以生长，土壤不板结，田间人工作业(包括锄草、施肥、修渠、平埂、病害治理等)和机械作业大大减少，人工管理定额大幅度提高，一个农工可以管理4～6h㎡(60～90亩)或更多的棉田，劳动生产率提高。 

2．6 有利于利用盐碱地

　　棉花膜下滴灌可使作物根系周围形成低盐区，利于幼苗成活及作物生长。由盐碱地上的试验可看出，不仅脱盐效果好，而且脱盐用水量比地面灌明显减少，还能获得较高产量，这对盐碱地的使用很有价值。

2．7 有较强的抗灾能力

　　因作物从下种、出苗起，就得到适时、适量的水和养分供给，棉花各类生长指标均优，抵抗力强。如2001年7月下旬，正是棉花生长的旺盛期，北疆地区突然连续几天降雨、降温，地面灌棉花大幅度减产，而滴灌棉花减产幅度相对较小。

2．8 增产

　　由于科学调控水肥，土壤疏松，通透性好，并经常保持湿润，棉花生长条件优越，结铃率高，单铃重增加。因此，棉花普遍可增产10％～20％，低产田可增产25％以上。石河子垦区2000年对5个团场0. 277万h㎡(4．16万亩)棉田调查，籽棉每公顷增产858kg，增产率23％。

2．9 棉花质量提高

　　膜下滴灌营造了棉花良好的生长条件，因而，不但产量高，而且品质好，如棉花的成熟度好，纤维长度增加0．4～0．7mm，纤维的整齐度高，外观光泽好。

2．10 综合效益好

2．10．1 经济效益

　　膜下滴灌棉花增产20％以上，按籽棉价3．5元／kg，每公顷增收2850元。节省水、肥、农药、人力、机力，每公顷平均节支1425元，除去工程投资年折旧费和年运行费每公顷3225元，则每公顷净增收1050元。若棉花价格提高，则盈利更多。

2．10．2 生态效益

　　膜下滴灌节水50％，减少深层渗漏，能较好地防止土壤次生盐碱化。滴灌随水施肥、施药，既节约了化肥和农药，又减少了对土壤和环境的污染。节约下来的水可还水于生态，这对改善新疆脆弱的生态环境来说是头等需要的。

2．10．3 社会效益

　　由于滴灌水的利用率提高，滴灌面积不断扩大，兵团水资源紧缺的压力开始缓解。因膜下滴灌技术适应性较强，因而，兵团已开始利用这一技术在沙漠边缘种植经济林、草，如石河子地区在沙漠地上种植梭梭、沙棘、枸杞等耐旱植物，既会产生经济效益，又能改善生态环境。以这项技术为龙头还有效地带动了相关产业的发展，如滴灌器材、滴灌专用肥、过滤设施生产、销售等在兵团迅速发展起来。它提高了劳动生产率，解放了劳动力，有利于农业产业结构的调整和集约化经营，具有较强的综合带动效应，促进农业生产向现代化方向迈进。

3 棉花膜下滴灌技术的应用前景

　　兵团棉花膜下滴灌技术已日臻成熟。自2001年起，兵团启动了“十五”期间建设26．667万h㎡(400万亩)喷、微灌工程计划(其中微灌面积16．667万h㎡)，至今已完成微灌建设面积9．667万h㎡(145万亩)，为计划总量的58％，范围扩展到天山南北兵团所属的各师及农场，作物对象除棉花占绝大多数外，甜菜、玉米、加工蕃茄等大田作物，果树、蔬菜、瓜类、生态林、经济林等均有应用。初步统计，这部分作物的应用面积达十余万亩，效果很好。这表明，膜下滴灌技术模式在兵团正向着广度和深度发展。可以预计，兵团“26．667万h㎡(400万亩)”计划将提前并超额完成，到2005年，兵团微灌总面积可突破20万h㎡(300万亩)。

　　新疆气候干热少雨，蒸发量大，是典型的灌溉农业区。其土壤为风沙土，渗漏严重，耕地中盐渍化面积占30．58％。新疆是全国最大的商品棉基地，又大量种植哈密瓜、葡萄等瓜果作物，这些条件很适合发展滴灌。因此，棉花膜下滴灌技术模式在新疆极具推广价值。

　　西北地区中的内蒙、陕西、甘肃、青海、宁夏的自然状况，农业生产条件和特点与新疆相类似，“农业用水占西北地区用水总量的80％～90％，灌溉定额偏高，水资源利用率较低”。因此，滴灌节水技术在这些省区同样有其实用价值。这两年，兵团“天业”在内蒙古阿善盟左旗、宁夏银川市林业研究所、甘肃定西县和陕西延安等县市进行了膜下滴灌技术种植果林、蔬菜、棉花等作物的试验性推广应用，很受欢迎，规模最大有133．333h㎡(2000亩)，说明这项技术在这些省区乃至北方水资源紧缺地区推广应用有着广阔的前景。

4 棉花膜下滴灌技术应用中应重视解决的问题

4．1 降低滴灌产品价格仍是进一步推广大田滴灌技术的关键

　　目前，兵团使用的滴灌带主要是由天业公司生产供应，一年更换一次，每公顷2250元，占年分摊投资费用的70％，正常年份，每公顷棉花可增收1050元。但若遇较重的灾害而减产或棉花滞销降价，则将无利可图。因此，滴灌带价格成为棉农获利多少或投资风险的砝码，“天业”正在努力使滴灌带的投资进一步降低，这样，正常年份获利可增加，轻灾年份则可保产又保收。

4，2 加强过滤设施的研制和改进

　　滴灌技术的难点是滴灌带或灌水器的堵塞。防止堵塞的首部过滤设施是滴灌工程的心脏。国内和兵团自产的过滤器性能欠佳，耐久性差，因此，研制和改进过滤设施十分必要。

4．3 加强科学管理

　　大田滴灌工程科技含量高，需要科学的管理和相应的软件相配套才能充分发挥其优势。因此，加强管理人才的培养十分迫切，并应加速研制经济实用的自动化控制设备。

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