論石河子墾區(qū)建設(shè)綠洲節(jié)水高效生態(tài)農(nóng)業(yè)問題

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農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然方向。在農(nóng)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新階段的形勢(shì)下，提高農(nóng)業(yè)效益、增加農(nóng)民收入、保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境是今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟(jì)工作的重點(diǎn)任務(wù)。處于內(nèi)陸干旱地區(qū)的新疆是我國(guó)缺水量最嚴(yán)重的省區(qū)之一，“荒漠綠洲、綠洲農(nóng)業(yè)”是其顯著特點(diǎn)，荒漠綠洲具有對(duì)水的明顯依賴性，有水就有綠洲，無水則成荒漠，而綠洲已成為干旱區(qū)人類賴以生存得基礎(chǔ)。石河子墾區(qū)就是典型的綠洲農(nóng)業(yè)，墾區(qū)現(xiàn)有18萬公頃（270萬畝）耕種面積，每年實(shí)際播種面積只有16萬公頃（240萬畝），可耕面積達(dá)到36.67萬公頃（550萬畝）。按照“九五”計(jì)劃，本世紀(jì)末石河子人要進(jìn)入小康，必須改造中低產(chǎn)田2～3.33萬公頃（30～50萬畝），收復(fù)棄耕地0.67萬公頃（10萬畝），增加新耕地0.67萬公頃（10萬畝）。石河子墾區(qū)可持續(xù)利用的水資源只有12億m³，這樣，按常規(guī)用水比例來推算，一年至少要增加2億方以上的用水。地表河流量和自然降水已無法添加，打井汲取地下水也只能解決9000萬方左右，尚有一億多方的供水缺口。因此必須走節(jié)水農(nóng)業(yè)的道路，提高水的利用率，利用節(jié)約的水種草、種樹，發(fā)展畜牧業(yè)和二、三產(chǎn)業(yè)，從而建設(shè)石河子墾區(qū)節(jié)水高效生態(tài)農(nóng)業(yè)。但近年來隨著新疆傳統(tǒng)粗放的灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展，最突出的生態(tài)問題——農(nóng)田次生鹽漬化主導(dǎo)的“三化一污”，即耕層土壤鹽化、土壤肥力退化、風(fēng)沙化、農(nóng)藥化肥地膜污染等，使綠洲農(nóng)業(yè)產(chǎn)出降低，已嚴(yán)重制約了新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳統(tǒng)的粗放灌溉與“三化一污”已形成一個(gè)愈演愈烈的惡性循環(huán)鏈：綠洲傳統(tǒng)灌溉系統(tǒng) → 農(nóng)田次生鹽堿化 → 農(nóng)田“三化一污”為典型表現(xiàn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)惡化演替狀態(tài) → 越灌越化越化越灌的惡性循環(huán) → 農(nóng)田凈產(chǎn)出低 → 農(nóng)業(yè)徘徊低速增長(zhǎng) → “三農(nóng)”難題。

　　一、石河子墾區(qū)建設(shè)節(jié)水高效生態(tài)農(nóng)業(yè)的必要性 

　　要使目前農(nóng)業(yè)生態(tài)徘徊惡化演替狀態(tài)跨越到持續(xù)良性演替狀態(tài)，即使傳統(tǒng)灌溉系統(tǒng)基礎(chǔ)上農(nóng)田越灌越化，越化越灌的惡性循環(huán)跨越到現(xiàn)代節(jié)水灌溉系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上越灌農(nóng)田鹽分越少、土壤肥力越高、風(fēng)沙危害越來越小、化肥農(nóng)藥地膜殘留越少，并穩(wěn)定在一個(gè)使農(nóng)業(yè)持續(xù)快速增長(zhǎng)的水平上。首先得改變導(dǎo)致農(nóng)田次生鹽漬化的傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉方式，采用高效的管網(wǎng)輸水配水和膜下滴灌技術(shù)，發(fā)展綠洲節(jié)水農(nóng)業(yè)。因管網(wǎng)輸水配水基本上不產(chǎn)生深層滲漏，大大減少了地下水的補(bǔ)給量，使灌區(qū)農(nóng)田地下水位埋深控制在臨界深度以下，一方面抑制了灌溉土地鹽漬化發(fā)生，另一方面減少地下水的過量開采，并將有限的水資源保護(hù)了脆弱的干旱綠洲生態(tài)環(huán)境，有效的防止了土壤荒漠化。其次需將其作為系統(tǒng)工程來考慮：在建設(shè)以膜下滴灌為先導(dǎo)的田間覆蓋微灌系統(tǒng)工程的同時(shí)，要建設(shè)以出山口徑流為基礎(chǔ)的綠洲現(xiàn)代節(jié)水灌溉系統(tǒng)工程，作為根治農(nóng)田鹽化的主要措施。采用高效節(jié)水技術(shù)節(jié)約的水不能用于線性擴(kuò)大農(nóng)田面積，而必須種樹種草。種樹建設(shè)綠洲三級(jí)林網(wǎng)：綠洲與沙漠的邊界林帶建成喬灌草立體林帶；在喬木防風(fēng)林前面建設(shè)半人工自然喬灌保護(hù)帶（梭梭、檉柳、胡楊）和人工種植經(jīng)濟(jì)灌木（金銀花、枸杞等），使邊界林也有經(jīng)濟(jì)效益；綠洲內(nèi)的路渠林帶和片林，綠洲三級(jí)林網(wǎng)可把綠洲風(fēng)沙危害降低到最??；種草推行草田輪作，增加綠洲生物多樣性提高土壤有機(jī)質(zhì)，增加土壤肥力，防治土壤肥力退化。種草不僅僅提高土壤肥力，而且增加綠洲植被，發(fā)展農(nóng)區(qū)草業(yè)和畜牧業(yè)。在治理鹽化、退化、沙化的基礎(chǔ)上，化肥農(nóng)藥用量逐年減少，直到符合國(guó)際綠色標(biāo)準(zhǔn)，使農(nóng)產(chǎn)品全部達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，為占領(lǐng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)奠定安全基礎(chǔ)。這樣，可根治“三化一污”，可恢復(fù)和建設(shè)林田草牧復(fù)合節(jié)水農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，建成的綠洲節(jié)水農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程，為有效治理綠洲生態(tài)問題提供了技術(shù)保障，為干旱區(qū)綠洲生態(tài)、農(nóng)業(yè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速發(fā)展?fàn)顟B(tài)提供基礎(chǔ)。

　　由此可見，墾區(qū)“三農(nóng)”難題鏈的源頭是綠洲傳統(tǒng)灌溉系統(tǒng)，解決“三農(nóng)”難題，不僅是節(jié)水灌溉問題，而是徹底改造綠洲傳統(tǒng)灌溉問題。因此必須建立節(jié)水高效生態(tài)農(nóng)業(yè)。

　　二、節(jié)水高效生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的內(nèi)容 

　　綠洲現(xiàn)代節(jié)水生態(tài)農(nóng)業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)工程。這項(xiàng)工程由四部分組成：田間現(xiàn)代節(jié)水灌溉系統(tǒng)工程，綠洲現(xiàn)代節(jié)水灌溉系統(tǒng)工程，綠洲林田草牧復(fù)合生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程，田間生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程。第一步，以膜下滴灌技術(shù)為主，集成有關(guān)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，構(gòu)成滿足各種作物、喬灌草灌水要求的田間滴灌系統(tǒng)工程。第二步，以田間滴灌系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)，嫁接渠道防滲技術(shù)與山間水庫(kù)工程構(gòu)成綠洲節(jié)水灌溉系統(tǒng)工程。第三步，以綠洲節(jié)灌系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)建設(shè)綠洲林田草牧復(fù)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)工程，并調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。第四步，在綠洲生態(tài)系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上建設(shè)綠洲農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化系統(tǒng)工程，并調(diào)整綠洲經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。

　　1、田間節(jié)水灌溉系統(tǒng)工程

　　用以代替斗口以下的傳統(tǒng)灌溉系統(tǒng)，包括三項(xiàng)主要內(nèi)容：

　　——田間灌溉技術(shù)用膜下滴灌或覆蓋微灌（膜下滴灌、秸桿覆蓋滴灌、地下滴灌或微灌）為主代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溝灌、畦灌、漫灌為主，以適應(yīng)各種作物、果園、人工林地、人工草地的灌水要求。這樣，可大幅度減少棵間蒸發(fā)，強(qiáng)烈抑制了耕層鹽化動(dòng)力，又大幅節(jié)水。

　　——用塑料干支管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的斗農(nóng)毛渠，杜絕田間滲漏。

　　——大約在傳統(tǒng)灌溉的斗口設(shè)供水站，用水泵供水；如有可用的地下水，還要打井。灌溉以地上水為主，地下水補(bǔ)充。

　　根據(jù)石河子墾區(qū)的資料，傳統(tǒng)灌溉斗口灌溉定額400立方米/畝，其中滲漏70立方米，棵間蒸發(fā)150立方米，有效用水（植株蒸騰、蒸發(fā)、化合）180立方米。大田膜下滴灌系統(tǒng)工程畝用水200立方米，杜絕了滲漏，保證了有效用水，只有20立方米的棵間蒸發(fā)，抑制了130立方米的棵間蒸發(fā)，使這項(xiàng)技術(shù)有抑制田間鹽化動(dòng)力的生態(tài)作用。如果按每年減少田間滲漏70立方米計(jì)，田間地下水位每年大約可降低25厘米，十年可降低2.5米。這樣，在建成田間現(xiàn)代節(jié)灌系統(tǒng)工程后，大體十年即可根治農(nóng)田鹽化。

　　田間植株有效用水量以180立方米計(jì)，從供水站到田間管道輸水利用系數(shù)為0.95，田間灌溉水的利用系數(shù)為0.95，則田間灌溉定額為200立方米。農(nóng)八師1966——1968年三年大田試驗(yàn)沒有超過這個(gè)數(shù)字。200立方米可作為這個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　2、綠洲現(xiàn)代節(jié)水灌溉系統(tǒng)工程

　　包括四項(xiàng)內(nèi)容：

　　第一田間現(xiàn)代節(jié)灌系統(tǒng)工程如上所述，是綠洲節(jié)灌系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

　　第二干支渠適當(dāng)防滲工程 從引水口到斗口的干支渠適當(dāng)防滲，一般不要管道化，保持一定的滲漏，使綠洲非農(nóng)田范圍的地下水位保持在3～5米以內(nèi)，以維持自然植被，對(duì)農(nóng)田有保護(hù)作用。

　　第三調(diào)蓄徑流以山區(qū)水庫(kù)為主代替?zhèn)鹘y(tǒng)灌溉的以平原水庫(kù)為主。解決年內(nèi)徑流與灌溉水不匹配的難題，并減少平原水庫(kù)蒸發(fā)與滲漏。

　　第四水資源利用以地面徑流為主，地下水補(bǔ)充。避免單獨(dú)使用地下水釀成生態(tài)問題。

　　建成這樣的系統(tǒng)后，目前傳統(tǒng)灌溉的干支渠如果不做防滲工程，渠系利用系數(shù)如果為0.67，綠洲灌溉面積上每畝灌溉水資源耗用量為200/0.67=300立方米。而目前全新疆平均是730立方米，每畝可節(jié)水430立方米。如果干支渠進(jìn)行防滲處理，渠系利用系數(shù)達(dá)到0.8，則畝均灌溉水資源耗用量為200/0.8=250立方米，每畝可節(jié)水480立方米。

　　3、綠洲林田草牧復(fù)合生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程

　　在上述灌溉系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上，建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程。主要內(nèi)容有：

　　第一農(nóng)田（種植作物）面積不變，用節(jié)約的水種草種樹，灌溉面積至少翻一番。灌溉面積如果翻一番，全疆灌溉面積可由0.6億畝增加到1.2億畝。

　　第二建設(shè)綠洲農(nóng)田三級(jí)防風(fēng)林網(wǎng)：1、綠洲與荒漠的邊界林帶；2、道路與渠道兩邊的林帶和片林；3、田間的防護(hù)林網(wǎng)。

　　第三種草 推行草田輪作制度。

　　第四發(fā)展農(nóng)區(qū)草業(yè)和農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)。

　　4、田間生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程

　　在綠洲現(xiàn)代節(jié)水系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上逐步進(jìn)行田間生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)。這項(xiàng)工程以田間節(jié)灌系統(tǒng)為單元，除了田間防風(fēng)林帶建設(shè)外，核心內(nèi)容是草田輪作。

　　建成綠洲現(xiàn)代節(jié)水生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程后，在治理耕層鹽化的基礎(chǔ)上，防止風(fēng)沙危害，提高土壤肥力，農(nóng)藥化肥用量逐漸減少達(dá)到國(guó)際安全環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，大約20年后可以根治“三化一污”。

　　三、存在的問題 

　　近幾年我國(guó)針對(duì)新疆生態(tài)問題已做了大量的關(guān)于草田輪作技術(shù)、高效節(jié)水技術(shù)及水資源綜合利用等方面的科研研究，多項(xiàng)重大生態(tài)建設(shè)工程和生態(tài)治理工程也相繼啟動(dòng)和實(shí)施，但綠洲外圍廣大地域的生態(tài)環(huán)境仍在急劇惡化，諸多環(huán)境問題凸顯，許多研究課題還需要進(jìn)行深入研究。在諸多的研究與示范項(xiàng)目中關(guān)于草田輪作更多的是側(cè)重輪作制度、輪作植被選育及栽培、輪作植被應(yīng)用再加工等的研究比較豐富，而關(guān)于草田輪作灌水量的研究還未深入進(jìn)行；在節(jié)水技術(shù)方面更多的是側(cè)重田間膜下滴灌系統(tǒng)的應(yīng)用研究與示范，但隨著該技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用，隨著“節(jié)水團(tuán)”“節(jié)水縣”相繼出現(xiàn)，而且在新疆干旱綠洲區(qū)已形成一種必然發(fā)展趨勢(shì)，自然提出了一系列的問題需要進(jìn)行研究，

　　①怎樣突破目前田間單個(gè)灌溉管網(wǎng)系統(tǒng)的局限，對(duì)不同水資源（河水、庫(kù)水、井水）的互補(bǔ)利用和輸配水管網(wǎng)同田間滴灌系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)研究；

　?、谠谔镩g覆蓋微灌系統(tǒng)的基礎(chǔ)進(jìn)行草田輪作和田間林網(wǎng)建設(shè)，作為綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的微觀基本單元，對(duì)其水資源的綜合耗水量研究，這也是綠洲農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的基本單元。

　　③綠洲水資源持續(xù)利用研究，這是綠洲農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的宏觀基礎(chǔ)研究。

　?、芄?jié)水農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展一定要按照科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的思想，重視農(nóng)田灌溉技術(shù)的研究，提高水利用效率的綜合技術(shù)研究、節(jié)水工程的高新技術(shù)和裝備研究。以現(xiàn)代科技和現(xiàn)代工業(yè)為強(qiáng)大支柱，以現(xiàn)代管理為基礎(chǔ)，把傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)到現(xiàn)代集約節(jié)水農(nóng)業(yè)上未，建立合理的、節(jié)水、高產(chǎn)、高效的良性循環(huán)的節(jié)水生態(tài)農(nóng)業(yè)休系。