观众朋友,大家好,我今天主要给大家讲窑池集雨补灌技术集成模式。主要讲以下四方面的问题。
第一,首先讲一下这方面技术的概述。
黄土高原是我国自产水量少,水资源主要是降水资源,地表与地下水匮乏的地区,虽然年降水量很少,但是夏秋季仍有部分降雨可以形成径流,除少量消耗于田间蒸发外,大部分被耕地深层吸收,而后逐渐消耗与无效蒸发。我们要将潜在的降水资源,变为可利用的灌溉水资源,就必须通过一系列的工程措施,将天然降水富集叠加蓄存起来,使降水变成可调控的灌溉水源,这种雨水集蓄利用工程,就是人工收集雨水加以蓄存,并进行调节利用的微型蓄水工程。
集雨水窖是干旱地区,群众创造的一种蓄水工程设施,它以雨水治旱收集、蓄存天然降水径流,并与农艺节水技术措施相结合,在气候干旱和作物生长,需水关键的时候进行补灌,这样既解决了旱作农业的水分胁迫问题,又有利于改善和保持生态环境,形成了雨水的时空人工调节和农业的高效利用技术。
水窑的建设和利用,主要是解决人畜饮用,或用于进行农田补充灌溉,而以农业灌溉为目的的集雨水窑,又大多建在地头田边,容积相对较大,它有利于实施适当的灌溉。
集雨水窑利用工程技术,由收集雨水的集流面、输水系统、蓄水设施和灌溉设备,以及农业设施等部分组成。
第二个大的部分讲一下集雨水窑以及配套设备的建设
首先讲一下集流场材料的选择,集流场材料的选择多种多样,它可充分利用现有场院、农村道路、公路路面、坡地以及日光温室膜面等,天然集流场,积聚雨水,现有集流场集水量不足的时候,我们就应当人工建设集流场聚集雨水,人工集流场修建材料的选择使用,在甘肃省模式是比较多的,它的有关塑料薄膜覆砂、混凝土、天然坡地夯实、乳化沥青喷洒等集流场。
由于集流场的材料不同,它的集水效率也是不相同的,材料选择我们应当考虑当地农民的经济状况、地形地貌特征。总之要本着因地制宜、就地取材、提高集水效率,降低工程成本的原则,来选择集流场。
这张图片,这是利用公路作为集流场,公路的集流水流到集流槽里头,再通过集流槽流入到公路边的水窖里边。
第二是集雨水窑的建设
以人畜饮水为目的的集雨水窑,和在田边地头用于农业灌溉的集雨水窑,它们两者之间并不存在本质的差别,而不是水窖溶剂大小的不同。那么按形状,它可分为圆柱形、球形、瓶形等等。 水窖的结构有窖身、窖口和窖盖三部分组成。
第三是蓄水池的建造
当土质含有沙量较多或者是土壤中有较多裂缝的时候,我们可以选用修建蓄水池的方法,蓄水池的进水渠管上要设置闸板,并且在适当的位置要设置排水道,这样可以纺织超蓄所造成的破坏。
从这张图片中我们可以看出,这是三种不同形式的蓄水池。
第四,水窖和蓄水池的配套设备
水窖和蓄蓄水池以蓄集雨水径流为主,黄土高原、丘陵沟壑区,能够形成径流的降雨,它多以暴雨形式出现,利用从荒坡荒沟和道路流下的雨水中,我们也知道常常是加带着泥沙,我们讲径流集蓄起来,为了获取良好的水质,充分发挥集雨蓄水工程的效益,我们还应当建好相应的配套设施,它主要有引水渠 、泥沙沉淀池、拦污网、进出水管等,这样可使水窖中的水质,不但可以供人畜饮用,也为实施节水灌溉,实施滴灌、渗灌等技术,提供清洁的水源。
第三,主要讲一下集雨补灌技术的模式
我们建好水窖和蓄水池以后,就应该采用节水灌溉的方法,包括担水点浇、坐水种、地膜穴灌、渗灌、注水灌、小管灌以及滴灌等方式,那么这种补灌,我们是禁止使用漫灌方法的。各种灌水方法都可以与施肥、农药喷喷洒相结合,以此同时完成灌水施肥和根部施药等多种作业。
灌溉应在作物需水关键时期,当土壤湿度下降到适宜水分下限时,我们就应当及时进行补灌,那么适宜的水分下限,我们可以取田间持水量的50%到60%,各类土壤的田间持水量,也就是重量百分比,是砂土12—16,砂壤、轻壤是16—22;壤土22—26;粘质土壤是26—30。
采用坐水种的密植作物,如小麦,我们适采用穴灌方法,每个播种穴坑内要浇水1到2公斤,坐水种可采用人工进行挖、灌水、点种和覆土。那么我们也可以使用坐水播种机一次完成。
地膜穴灌是在播种后覆上地膜,当作物出苗快接触到地膜时,在气侯温暖的时候,我们划破地膜成十字型,待苗长出地膜外,再把播种坑扩大为灌水孔,每孔根据作物植株大小,人工灌水1到3公斤。
地膜下灌溉,它适用于稀植作物,如玉米等,一般玉米采用地膜覆盖二垄一沟,在沟内灌水的方法,灌水沟我们应当让它平顺畅通,每次亩灌水量是10到15立方米,也可以采用隔沟灌溉的方法,根据土壤注水灌是把安装在农用喷雾器上的追肥枪,插入作物根系附近土壤,依靠喷雾器压力将水注入土壤,注水量要根据作物植株大小而定,一般每处每次灌水0.5到1公斤,每亩灌水2到3立方米。
滴灌宜采用膜下滴灌,当采用微型滴灌时,也可以把毛管铺在膜上,把微滴灌头插入地膜中滴灌。
移动式大田微喷补灌技术,它是利用压力补偿式微喷袋,通过压力,使水从微喷孔中均匀喷出,供作物用水需要,在作物用水关键时期,适时适量补灌,可以提高水分利用率60%左右。玉米在拔节期和大喇叭口期,每亩各补灌15立方水,可亩产增产38%到43%,小麦生产拔节期和灌浆期,每亩补灌15立方米水,可以增产42.9%。马铃薯在开花期,每亩补灌15立方米水,可以增产31%到35%。
果园集雨节水补灌技术
在甘肃省多采用山地梯田加水窖,加果园补灌的模式聚集降水,并且配以管灌、穴灌进行果园补灌。来实现果园的高效用水,采用畦灌,年亩用水量是201立方米,管灌用水是126立方米而穴灌亩用水是120立方米,管灌、穴灌节水效果十分明显,由于穴灌后用地膜覆盖,可以有效地抑制土壤的水分蒸发,保墒时间也比较长。
在春季土壤水分相对较低的情况下,我们要结合深施肥灌水,这样能够有效地促进其萌发和开花,增加坐果率,果树花后春梢旺盛期是需水的关键时期,采用滴渗灌的方法,每亩一眼水窖就可以满足需要了,灌溉量可以依据土壤墒情而定,在一般的情况下,春旱严重的时候,可以2到3天滴灌一次,每次灌水3到6个小时,滴头控制滴水每小时是2公斤。
甘肃省秦安县资料显示,管灌、穴灌设施费用是760元,按照10年使用期限,年分摊费用是76元。果园亩水窖一眼,每一眼是1000元,按15年使用期限年分摊费用是66元。果袋年需用费用是400元,以上设施费用年投入是542元。
郭加乡暖全村10户红富士苹果园的实际调查情况是这样的,采用穴灌加套袋模式的,平均亩生产费用是420元,亩果园收入是5200元,那么减去生产费用和基础设施费用,纯收益是4238元;而采用畦灌加套袋模式的,平均亩生产费用是484元,亩果园收入是4800元,减去生产性投入费用,那么纯收益是3774元;而采用常规,也就是不套袋苹果的果园管理,生产费用为220元,果园收入,它仅为2700元,减去生产费用,纯收益仅为2480元。
上述的结果分析,果园穴灌加套袋的模式,不但节水而且经济效益显著,每亩果园分别较畦加套袋和常规管理,增加纯收益是464元和1758元,畦灌较常规管理增加纯收入是1294元。
另外一种利用模式是日光温室膜面集雨节灌施肥技术
这项技术,它就是采用日光温室膜面集雨加水窖,加节灌施肥系统设备的应用模式,它是以温室膜面作为集雨面,棚膜底边修建集流槽,把膜面雨水通过集流槽,流入温室前的集雨窖和温室内的蓄水池,棚内节灌施肥,形成以集蓄、微灌、施肥为一体的集雨节灌施肥技术。
这项技术要根据棚面面积的大小,来配套修建容积为30到50立方米的水泥薄壁水窖,形成棚面集水、防渗导引槽,水窖、滴渗灌的联体构筑。
这项技术的设施,对于普遍缺水的中西部地区,尤其是黄土高原区,是发展山地高产优质高效农业的一项有效措施。
据测定,降水3毫米以上,日光温室膜面就可以产生径流,而硬化路面在降雨5毫米以上,才能产生径流,比如说一个长50米宽7米的日光温室,膜面积是350平方米,1毫米的降雨就可以蓄水0.3立方米,那么我们按照年降雨400毫米来计算,1年按6个月扣膜计算,降水200毫米的时候,水窖可以蓄水达到60立方米。秦安县2002年4到9月,它的降水量是254.6毫米,窖池内蓄水达到了96立方米,蓄水效率为94.3%。
这项技术的主要技术要点有以下几个方面:
第一,蓄水池的建造,在有外补水源的地方,一般日光温室内修建蓄水池,它的设计应为4×1×1.5米的长方形,并铺设防水膜来防止水分的渗漏。
二,水窖的建造,为有足够的水源,来满足作物生长期对水分的需求,应在日光温室内外各修建一个蓄水窖,或者在温室内修建蓄水池。温室外修建水窖,但应该注意的是,无论是水窖与水窖之间,还是水窖与蓄水池之间的距离,都应该大于1.5米,这样可以防止两者之间距离过近,所造成水窖和蓄水池的塌陷。
下面这张图,这是日光温室,内外水窖设置的位置图,从这张图上,我们可以看出,这是一个长40到60米的日光温室,宽7.5米的日光温室,这两个水窖之间,从这个图中我们可以看出,这两个水窖之间,它的距离是要大于1.5米的。
第三,集流槽的建造,用砖和混凝土建集流槽,是用来收集棚面雨水,集流槽要有一定坡降,建水窖的一端低,另一端要高,修建集流槽时,要根据棚长灵活掌握,刚开始建成瓦状,20米后,逐渐建成槽状,我们要随着距水窖越近,槽要逐渐加深。
第四,灌溉施肥系统,一套完整的灌溉施肥系统,有水源工程、首部控制枢纽、输配水管道、灌水器四大部分组成。首部控制枢纽由电机、水泵、过滤器、施肥器、控制和量测设备等组成;输配水管道主要由干管、分支管和各种连接管件以及流量计,压力调节装置、进排水阀门等组成。
那么后面我讲一下日光温室节灌施肥系统的形式,以小农户小规模应用经营为主的,主要是单棚节灌施肥系统,控制面积,它一般在0.5到2亩之间,支管铺设于地表、毛管铺设于地膜下,每一行或两行作物一条毛管,使用离心泵和潜水泵,配套电机0.75—2.2千瓦,每亩设备费用大约是1000元左右,使用年限5到7年。
多拱棚轮流灌溉施肥系统,适合早春作物栽培,棚间距较小,这种形式可以减少首部设备投入,支管垂直于纵向铺设在地表,毛管于棚纵向平行铺设,首部水泵和电机的配置,与单棚水窖、蓄水池或者机井等灌溉施肥系统,它是相同的。过滤器外侧接软管,使用时依次轮流与拱棚的支管连接。
这项技术节水的增产效果都十分明显,根据甘肃省秦安县多点测定分析,日光温室及两眼水窖,建造费是1.03万元,按使用期限15年计,年均投入是687元;滴灌设施1500元,按使用期限8年,每套年分摊投入是188元,大型蓄水池设施4万元,按使用期限30年计,每年每棚分摊67元,以上基础设施平均投入942元。据对秦安县郭加乡瓦坪村20户调查,平均每棚生产投入是1000元,每棚年收入6100元,减去基础设施以及生产费用投入,每棚每年纯收益达到了4158元。
最后一部分讲一下,技术应用的前景,西北地区是我国水资源最为贫乏的资源性贫水区,干旱持续时间比较长,波及范围广,属资源性极度缺水地区,区域平均年降水少于400毫米,其中有近200万公顷年降水不足200毫米,降水时空分布不均,6至8月份降水占全年降水的60%到80%,年度、季度变率比较大,春旱、伏旱、冬春连旱十分严重,严重影响到人民生活以及农作物安全生产,而雨水资源是西北干旱区主要来源,发展以水窖积蓄降水,实施作物需水关键期进行补灌,是变被动抗旱为主动抗旱,增产增收的一项实用技术。在西北半干旱地区,这项技术的推广,具有良好的发展前景。
这一讲就到这里,谢谢各位观众。