[干旱缺水地区设施蔬菜集雨节灌技术应用开发模式浅议]家里阳台可种20种蔬菜
时间：2019-04-20 03:18:23 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
近年来，山西省委、省政府《设施蔬菜百万棚行动计划》的实施给农业发展提出了一个重大课题，那就是干旱缺水地区发展设施蔬菜水资源的开发利用问题。根据《山西省设施蔬菜百万棚行动计划》的总体部署，“十二五”期间山西将完成100万亩(约6.67万公顷，编者注，下同)设施蔬菜基地的建设任务，每年以20万亩(约1.33万公顷)的速度递增。其中，有200个蔬菜标准园和70个重点县的规模建设任务，标准化、专业化水平将进一步提高，育苗中心统育统供正带动着设施蔬菜走向现代化农业技术集成组装配套实施的轨道。与此相关的水资源利用问题已成为现代农业技术推广的第一难题。目前，设施蔬菜生产都是依赖地下水灌溉，大多数地区没有推广应用配套节灌的设备和技术，且水肥利用率不够充分。针对山西省干旱缺水的实际，农业技术推广部门对设施蔬菜集雨节灌技术应用开发的几种有效模式进行了试验研究，就未来的应用前景与农业方面的有关专家、学者商榷和探讨。
中国西北干旱缺水地区历史上人畜饮水都是建窖集雨。全年利用。20世纪80年代以来，西北地区的各类集雨工程已发展到农业生产和规模养殖业，集雨节灌已成为发展现代农业的重要组成部分。山西之长在于煤，山西之短在于水。如果按照常规灌溉的用水需求，每年每667m2果菜类蔬菜耗水最大为300m3计算，“十二五”期间新增设施蔬菜100万亩(约6.67万公顷)的年耗水量将增至3亿立方米。利用棚室膜面集雨，在棚室底边修建固定集雨渠、沟，将膜面汇集的雨水通过集雨渠、沟流入预设的集雨窖或棚室内的蓄水池，棚室的蔬菜栽培利用所集雨水进行水肥一体化集成技术灌溉施肥即可达到事半功倍之效。各地试验证明，降雨量200～500mm的地区和年份，棚室投影面积667m2有效集雨可达80～200m3，水肥一体化节灌施肥技术还可节省近一半的灌溉费用，集雨节灌不仅成本小、费用低，更主要的是减少了对地下水的过度开采和越来越高的灌溉费用。因此，要实现山西设施蔬菜生产的可持续发展，必须针对设施蔬菜用水量大，集雨条件方便的特点，全面推广应用集雨节灌技术，走“设施配套，单元生产，集雨节灌，创新发展”模式的新路子。
设施配套、规模集雨，集中使用，保证主栽蔬菜
作物的用水需求量
为解决果菜类蔬菜越冬难和培育适令壮苗难的问题，山西大多数的日光温室都选择建造坑式日光温室(如图1，下挖深度等于当地冻土厚度)。该类型温室的不利因素是雨雪难排、湿度较大，有的地区病害及连作障碍日趋严重。为解决这一问题，开展“棚室组配，露地补充，全年生产，综合增效”的栽培模式，不仅能够节约成本，均衡生产，还可以解决轮作与劳动力阶段性紧张与闲置的矛盾。温室大棚在育苗与生产配套的同时，设计棚室屋面雨季大面积规模集雨，多棚集雨集中收贮于相应的贮水窖、贮水池，生产期统一调配用水。根据山西省陵川、临县、偏关及阳泉等县、市的试验，棚室配套规模集雨效果显著，多棚集雨完全可以满足主要棚室育苗生产及主栽蔬菜茬口的供水需求。在降雨量较大的陵川县，单棚单窖都能进行周年生产。临县、偏关等中、北部的坑式日光温室雨季大面积集雨贮备，生产季节随时调用，严冬、盛夏培育适时、适龄壮苗，大中棚进行春提早、秋延后生产，可形成一定规模的设施蔬菜产品。试验证明，一定面积的棚室组配生产的总效益远高于日光温室单一结构一年一大茬的产投比效益。许多新菜区的菜农并不是管不好菜，而是严冬、早春生长时间较长，管不好棚，这是高原地区设施蔬菜难以发挥本身效益的主要症结之一。适度规模集雨的总水量应重点保证棚室生产，同时必须有机动的管道连接，或固定的管槽、渠沟进行输导运送。在山西省推广应用的产投比优化模式一般是棚室4：1效果最好，其应用示范效果可以简单概括为：“温室下坑、大棚移动，设施配套，节本增效”。当然，移动大棚都应是装配式组装结构或者是现阶段示范推广的“生贵式”移动大棚(如图2，外形与普通大棚完全一样，不同之处在于“生贵式”移动大棚的棚架可移动拆装，便于倒茬移动)。“生贵式”移动大棚对于保证有效降雨的收集利用更为实用、有效。据北京市农业技术推广站在小汤山蔬菜基地2005年进行的干旱缺雨年份全年集雨试验，简易棚室集雨面积534m2，收集有效降雨7次，当年降雨总量169.3mm，实际收集降雨68m3(张天柱，2010)。一般，果菜类蔬菜一年生产两茬，每667m2用水总量300m3，据此推算，山西在降雨量200mm左右的地区，5个棚面可以确保1个温室或大棚一年两大茬的用水。也就是说，山西在年降雨量300mm以上的山区丘陵，无井水灌溉也可以发展一定数量的温室大棚进行绿色、有机蔬菜的生产。只要有移动棚架结构，雨季扣棚或降雨时临时扣棚集雨，无雨季节拆装入库即可。目前，集雨节灌技术与节灌设备尚未配套于蔬菜设施，所以只能进行补灌或限量生产。
单元生产、均衡上市，综合配套，抓好全年生产总量的产出率
所谓“单元生产”，就是单位面积上的生产，即以一个日光温室为主，配套2～4个大棚，辅之以适当面积的露地生产(图3)。首先，计算出单元生产的最低成本投入，尽可能综合发挥区位优势，实现最大的经济效益。事实上。蔬菜生产以全年单元单户核算最为经济、有效，这样有利于实现以户经营生产的目的。尤其是大、中城市近郊，温室、大棚、露地连续生产保持全年的均衡供应，产销对接，也有利于专业化生产和适度规模的产业化经营。2010年山西蔬菜专家承担了援疆试点项目，建设200个蔬菜温室大棚的园区任务。由省委、省政府选址，在新疆五家渠市农六师102团的军户农场，农场以户为单位承包土地。援建项目要求统一规划园区，要求援疆首席专家必须从实际出发，根据各户的经济利益及气候特点进行统筹规划、创新设计。考虑到管理方便和适度规模效益，我们在每户职工0.4公顷地的承包面积上，提出了“棚、室、露地三三制”配比的“设施配套，单元生产，个户经营，综合增效”的原则，经过2年的生产经营，达到了预期的设计目标。山西的蔬菜标准园、现代农业示范区建设也应立足于棚室配套模式，即“一室带多棚”的模式，以发挥山西高原春秋两季光热资源的区位优势，实现节本增效，节约资源的终极目标。 集雨节灌、水肥一体，集成技术，抓好现代农业技术的应用推广
设施蔬菜生产中，耗水量大的主要是果菜类蔬菜，特别是黄瓜、番茄的盛瓜、盛果期，是出产量、出效益的关键时期。目前，大多数蔬菜产区在整地作畦方式及灌溉制度的确定、输水管路选择，浇水施肥结合等方面还缺乏具体的指导标准，这就限制了水肥一体化技术节水节肥的应用效果。设施集雨只有配合水肥一体化技术，集成组装各项现代农业技术，最大限度地发挥水肥效果，才能达到增产增收的目的。水肥一体调配供应，满足蔬菜作物全生育期阶段性生长需求已成为现代农业集成技术的主要内容。这项综合配套技术既解决了水资源的浪费问题，又能以水带肥，精准、量化全程满足蔬菜作物的生长发育需求。总而言之，集雨节灌就是要配合现代农业技术，实现自动或半自动的水肥施用技术。各地都在摸索适合当地实际的水肥精准施用模式，干旱缺水地区应在一般的常规化的水肥一体化技术基础上，面对因缺水只能限量用水的实际，开展新的节灌模式试验研究。
首先，集雨节灌的前提，是在一定集雨面积上进行有效集雨，根据自有水量决定设施生产面积。这就要求设施集雨应有一套完整的利用系统。一般来说，理论上全年单位面积的集水量可按下列公式推算：
Wp=Ey·Rp／1000
式中，Wp－保证率等于p的年份单位集雨面积全年可集雨量，m3／m2，p取75％；
Ey－某种材料集流面积全年可集流效率，以小数表示，根据《雨水集蓄利用工程技术规范》，取连栋温室集雨效率为0.9；
Rp－保证率为p的年份全年降雨量，mm。
如果年降雨量达500mm，经计算，全年1m2集雨量为0.45m3。
其次，设施配套的每一单元生产单位构成一个完整的雨水收集系统。完整的雨水收集系统主要包括径流场(温室、大棚屋面或连栋温室屋面)，集雨渠、沟、槽，输水管，拦污栅，过滤池，贮水窖等，还有设施蔬菜节水灌溉的渗、微灌设施及其附属工程部分。一般来说，集雨设施的工程管道输送过程中有10％左右的损失，这些损耗应计算在集雨总量当中，特别是多数的微、渗灌施肥装置，对雨水的沉淀、净化要求水平更高，水量损耗是必然的。
第三，设施集雨与工程配套以及水肥一体化技术构成集雨节灌的可持续运转模式，其关键内容是改传统灌溉的全部湿透为局部湿润，改粗放的灌溉制度为精准的阶段性灌溉制度，改水肥分别施用为水肥组配一起施用。也就是说，要求生产过程中增加配肥、施肥装置，通过节灌设备实现高度自动化、专业化的水肥施用模式。
总之，设施蔬菜的发展如果只依靠地下水作为灌溉水源，不仅会造成地下水资源的萎缩与短缺，也是不符合可持续发展战略目标的。山西转型跨越发展根本的要求是创新发展，山西是干旱缺水地区，正常年份每年的平均降雨量在400mm左右，但年内降水分布很不均匀，一般是7～9月降雨量较为集中，雨量大、时间短，突出的表现是山区水土流失严重，城市积水难排。近年来，各地示范区、标准园也表现出积雨、积雪处理难，无法排放的问题，这是有悖于“资源节约型，环境友好型”社会和水资源可持续利用理念的。山西五大盆地的地下水位都在逐年下降，春旱秋涝，年际间干旱频发，每年秋季降雨期雨量下渗损失严重，降雨中后期又容易出现超渗产流现象：雨后的无效蒸发在山西这样的高原地区也十分剧烈，所以对有限的雨水资源应高度珍惜，充分利用。为此，各级各部门应组织有关单位立项开发利用雨水资源，充分合理地收集设施蔬菜的自然降水，通过调整时空差异，变无效降水为可利用灌溉水。实现全年应用设施蔬菜集雨节灌技术，只要节水节灌设备完整配套，其用水量仅为常规灌溉水量2／3，节水效果十分显著。北京市近年的设施集雨节灌技术应用开发已出现“单棚单窖，多棚单窖，多棚一池”等规模发展模式，城市的现代集雨节水系统也雏形初现，城乡统筹开展集雨节水已成为北京可持续发展的重大战略举措，这是缺水干旱地区值得学习借鉴的。充分利用天然降水不仅对涵养回补地下水，维持水资源平衡具有十分重要的意义，同时还能扩展设施蔬菜生产区域，在较为缺水的干旱地区发展设施蔬菜生产。甘肃已率先在西北地区应用设施蔬菜集雨节灌技术，北方干旱区也应积极配套集雨节灌的各项工程技术、农艺技术，实现现代农业可持续发展的目的。
“十二五”期末，山西新老设施蔬菜面积将达到16万公顷，如果将大面积的设施蔬菜都能进行集雨节灌工程的改造利用，那将是现代农业技术推广应用中设施蔬菜创新发展的一次飞跃。
