第四期

(二)黑龙江省

1、“蓄、保、补”综合节水技术模式

(1)模式特点

该模式的“蓄”是通过振动深松、垄向区田等技术,将天然降水最大限度蓄存于农田土壤中,达到蓄水抗旱;“保”是通过地膜覆盖、秸秆覆盖和应用抗旱保水生化制剂及保护性耕作等技术,抑制田间无效蒸发,将土壤水尽可能地保存在土壤中,达到保水抗旱;“补”是在土壤水分已经严重亏缺的情况下,采用暗式坐水播种机具和中耕补水机具进行必要的灌水。半干旱区“蓄、保、补”综合节水技术模式分为四种应用模式类型,用于平原地区、坡耕地、水资源匮乏区等不同自然条件的农业生产区,因地制宜分区推广应用,收到了良好的效果。

在干旱、半干旱农业区、水资源比较匮乏地区、水资源开发利用比较困难地区、平地或易产生水土流失的丘陵漫岗坡耕地,可采用“暗式坐水播种+中耕注水施肥+振动深松”技术模式,通过暗式坐水点播机可以实现种肥分离、深施肥、液体施肥;中耕作物注水施肥机用于旱作物的中耕期(苗期)的注水、施肥,以解决“卡脖旱”,提高作物产量;振动深松可以改善土壤空隙性状,增加土壤的蓄水保墒能力。

在坡耕地或小于6度坡的坡式梯田、水平梯田可采用“机械化暗式坐水播种+机械化苗期补灌+机械化坡耕地垄向区田保水”集成技术,能够起到抗旱、增收促产的良好效果,在增加蓄水抗旱能力的同时,有效地防止了水土流失,实现了水土资源的高效利用。

在种植经济作物及经济基础较好的干旱地区可采用“机械化垄间覆膜播种技术+振动式深松蓄水保水技术”模式,行间覆膜是在农田上起垄,垄上覆膜,膜侧种植,当降水落到覆膜垄上后它将快速流向生长作物的膜侧,增加作物苗带的地表集水量,减少和抑制作物棵间及土壤水分的无效蒸发,并且提高土壤温度。秸秆覆盖与保护性耕作模式主要目的是抵御春旱、控制水土流失和恢复黑土地肥力,在传统垄作区,保护性耕作技术措施是秸秆、根茬覆盖与少免耕有机结合,并配合传统的垄作技术解决低温的不利影响;在东北寒地,尤其东北西部农牧交错带,采用少耕留高茬覆盖,以减少冬、春季的风蚀和夏季的水蚀,并缓解秸秆覆盖导致的土壤春季升温缓慢的不利影响;对于东北降雨量较大的地区,全量覆盖保护性耕作模式春季地温回升慢,可以结合轮作。

(2)技术要点

1)振动深松可在春秋两季进行,但首选秋季作物收获后,结束时期控制在每晚冻层厚度小于5厘米,以土壤三相结构为控制指标,即气相:液相:固相控制在体积百分比20:30:50或25:25:50,如打破该比例应进行振动深松。

2)垄向区田适于小于6度的横坡垄、顺坡垄、横顺兼有的坡耕地、平播后起垄的坡耕地。垄向区田在中耕结束后立即进行。

3)工程建设应严格执行黑龙江省地方标准《旱作节水抗旱技术规范》、《注(坐)水播种技术规范》、《苗期补灌技术规范》等。

(3)节水、增产(增效)综合效果

“蓄、保、补”综合节水技术模式年平均可多涵蓄降水60毫米左右,省水70%以上(坐水量和苗期补水量仅为喷灌的六分之一),粮食作物每亩可增产10~30%;减少了无效蒸发,改变了土壤结构,有效提高降水和灌溉补水的利用效率;作物能够得到适时适量灌溉,提高了作物产量,增加了农民收入。

(4)适用范围

适用于灌溉水资源不足的干旱、半干旱地区,及雨旱分明的湿润地区,主要在黑龙江省中、西部地区。

(5)应用实例

甘南县兴隆乡东兴村属黑龙江省西部半干旱地区,土壤结构板结,灌溉水资源不足,一年四季多大风,蒸发量大,“十年九春旱”,产量低下。2003年开始应用“蓄、保、补”综合节水技术模式,通过秋季的振动深松技术有效打破犁底层,深松土壤40~50厘米,有效改善了土壤结构,增加了蓄水容量,中耕后进行垄向区田,有效拦截降雨。通过建立“蓄、保、补”综合节水技术模式大大提高了项目区的抗旱减灾能力,同时有效地防止了水土流失,实现了水土资源的有效保持和水的高效利用。采用“蓄、补”模式,即“振动深松+坐水播种”的玉米单产提高53%,大豆提高9.6%,葵花、甜菜分别提高52.6%和37.4%,而“坐水播种+苗期补灌+垄向区田”的平均增产28.5%。采用“蓄、保”模式,即“振动深松+行间覆膜”的玉米产量增加23.2%,水分利用效率提高35.9%。

2、旱田移动式喷灌节水综合技术模式

(1)模式特点

该模式是针对地形复杂、风沙严重的现状,在山地,山脚打井、山腰建池,提水上山搞喷灌;在漫坡漫岗地,以小流域治理为重点,建蓄水工程搞喷灌;在平原区,合理布局井群,连片搞喷灌;在沿江沿河区,搞蓄、引、提、灌、排同步进行;在城郊区,开展保护区等集约化经营,推广更高水平的喷灌、微灌。针对分散的土地经营现状、较浅的地下水埋藏水位和地方经济比较贫困地区,采用使用方便、移动灵活、价格低廉、灌溉效果好的中小型移动式喷灌模式,达到经济、实用。一家一户分散经营地区,采用打井灌溉水源,根据农户经济实力和拥有的农田面积,使用小型喷灌设备。移动式喷灌工程由灌溉水源井、潜水泵、管网系统、喷头等组成。

(2)技术要点

注意灌溉水源井的合理布置,根据地下水资源量打井、选泵、定机,使井的机泵、管带、喷头扬程和控制面积达到较理想的组合配套。制定合理的灌溉制度,改变“等雨不灌地,不旱不浇苗”,及只浇“救命水”的旧习惯,要适当浇“丰产水”,以取得较好的喷灌效益。工程建设应严格执行《节水灌溉工程技术规范》、《喷灌工程技术规范》等。

(3)节水、增产(增效)综合效果

采用喷灌与传统大水漫灌相比亩节水90立方米,节水达50%,比小白龙管灌亩节水20立方米,比地面灌溉节水40%,增产25%,农民亩纯收入增加280元,从而达到节水、增产、优质高效的目的。中小型移动式喷灌具有使用方便、移动灵活、价格低廉、灌溉效果好等优越性,由于是移动式,避免了地埋式管路排水不畅,发生冻害,导致工程报废的情况,又解决了大水漫灌造成灌溉效率低、工程控制面积小、灌溉不均匀,冲刷表土,浪费水资源等一系列问题。发展节水灌溉可以防止传统灌溉方式造成的土壤次生盐碱化,改善土壤理化性状;减少地下水开采量,有利于保护环境。有效的改善了农业生产条件,增强了农业的抗灾能力;提高了水的利用率,缓解了农业用水的供需矛盾;促进了农业结构调整,增加了农民收入;改善了生态环境,推动了水资源的优化配置,不但解决了重旱区农民的生存问题,还为农业的产业结构调整、种植经济作物创造了条件,加快了贫困县脱贫致富的步伐。

(4)适用范围

适用于平原浅井区、山区丘陵塘坝水源的大田或经济作物。

(5)应用实例

黑龙江省甘南县曾是国家级贫困县,少雨干旱和土地贫瘠,是羁绊该县农业发展的两大拦路虎。甘南县干旱年份降雨量只有250毫米左右,而这里土地表层20厘米以下就是沙子,吃水跑水很严重。长期以来,该县在兴修水利上下足了力气,虽然人挑车拉、大水漫灌和小白龙灌等措施在一定程度上缓解了旱情,但又造成投入大效益低,以及土地板结、肥料流失、水资源浪费等生态保护方面的新弊端。

从1995年开始,甘南县在国家和省市的大力支持下,充分利用当地地下水资源相对丰富的条件,带领全县人民在这片干旱的土地上掀起了一场由传统大水漫灌向现代农业节水喷灌转变的历史性变革。甘南县结合现行农村生产体制和落实土地延包政策,以井为体系,以户为单元,联户安装,单户管理,或利用农民原有的小机器、地头井,单户安装、管理,并引进适合一家一户建设管理的喷灌带,经过几年的不懈努力,2007年底发展喷灌面积达150万亩,占旱田总面积的54%,有6个乡镇、56个村的旱田实现了遇旱能灌溉、灾年保稳产,到2009年已有2.9万眼机电井,1.9万套喷灌设施,被誉为“大兴安岭脚下灌溉王国”,成为国家级节水灌溉示范县。

3、玉米大垄覆膜滴灌节水综合技术模式

(1)模式特点

该模式是将滴灌技术与大垄覆膜栽培技术相结合,通过滴灌枢纽系统将水、肥、农药等按作物不同生育期的需要量加以混合,借助管道系统使之以滴状、均匀、定时、定量浸润作物根系发育区域的一种高效节水灌溉综合技术。大垄覆膜滴灌模式具有滴灌节水的特点,同时兼顾大垄覆膜的保墒抗旱、增温的能力,是一项提高玉米单产的有效途径。

(2)技术要点

1)滴灌带的设置。根据种植作物的种类及株、行距选择滴灌带,播种、覆膜的同时按设计要求铺设滴灌带;

2)灌水定额的确定。根据作物种类及品种的需水量、降水量等确定灌水定额,灌水定额确定后可按作物的需水规律,并结合降水情况和土壤墒情确定灌水次数、灌水时期和每次的灌水量;

3)滴灌肥的合理施用。应根据作物的需肥规律、地块的肥力水平、目标产量确定总施肥量、氮磷钾比例及底肥、追肥的比例,作底肥的肥料在整地时施入,追肥按照不同作物、不同生长发育期的需肥特点确定施肥时期、次数及每次的追肥量。

4)配套技术的选择。一是选择适合积温区的优良品种,充分发挥该技术的应用效果;二是确定合理的留苗密度,保持规范的株、行距,确保滴灌水肥直达作物根系;三是及时防治病虫害,减少因其造成的损失。

(3)节水、增产(增效)综合效果

大垄所用地膜比普通垄所用地膜宽50~60厘米,受光面积几乎增加1倍,平均地温比普通覆膜与露地直播积温都高;同时,大垄双行种植形式为玉米群体生产提供了“宽窄行相间”的有利通风透光的田间布局。由于玉米宽窄行相间种植(垄上双行、行距30~40厘米,垄间行距60~80厘米),使每行玉米都具有边行优势,因此,可增加本品种适宜密度的10%。膜下滴灌比漫灌节水70%以上,比喷灌节水50%,并且还可以增加机电井的覆盖的灌溉面积,一眼井漫灌只能覆盖70亩,喷灌能覆盖300亩,而膜下滴灌能够覆盖500亩左右,既节水又降低水源建设成本。膜下滴灌与普通滴灌相比,具有更好的水、土、肥、热环境,保证作物得到充分、及时、适量的水分和养分、抑盐、脱盐,使土壤疏松、透气,对作物生长的整体环境起到正面作用,能促进作物增产、增收。

(4)适用范围

膜下滴灌技术适用于所有适宜地膜覆盖、有水源条件的地区推广应用。特别适宜于宽行大田作物、规模种植单一作物,并配合机械化作业同时进行。目前黑龙江省经济作物、保护地栽培作物、大垄玉米的膜下滴灌技术均具有较成熟的技术和成功经验。

(5)应用实例

大庆市粮食生产每年都因旱灾而减产,减产幅度与旱灾程度相关,玉米膜下滴灌技术的发展和应用,从根本上解除了干旱对农作物的影响。应用区通过膜下滴灌,实现灌溉及时、增加种植密度、提高光能利用率、提高肥效、增加积温、促进早熟等优势,比常规栽培模式增产50%以上。在黑龙江省的第一积温带区域,膜下滴灌玉米亩产可达1000千克以上,较常规种植平均亩增产400千克,建成的23万亩高产玉米膜下滴灌区年增产粮食9200万千克。在水利部门的管理和推动下,经过多次与设备厂商开展技术改进与压缩成本,最终确定大系统控制面积60亩以上,灌溉设备投入每亩250元,小系统控制面积10~60亩,灌溉设备投入每亩220元。按照玉米膜下滴灌设备不同使用年限分摊成本,每年每亩平均工程投入在92元左右。而每亩最低增产300千克,可增收360元,与建设成本相抵后,每亩可净增收200元以上,当年即可收回成本。

大庆市大同区林源镇新村一路以东,沿途大约有2300亩连片玉米膜下滴灌项目区。这片由新村的106户村民连片种植而成的玉米地,是目前大庆市最大的玉米膜下滴灌种植区。初步估计,2300亩玉米膜下滴灌项目区可帮农民增收70余万元。

4、土地流转、集中经营的大型喷灌机节水灌溉技术模式

(1)模式特点

该模式是农业用地在土地承包期限内,通过转包、转让、入股、合作、租赁、互换等方式出让承包权,农民将承包的土地向专业大户、合作农场和农业园区流转,发展农业规模经营,采用具有自动化程度高、单机控制面积大、综合利用率高、能浇灌各类高矮棵作物、能在平原、丘陵地里运行、省水、增产、省工、节能的大型喷灌机进行灌溉并集中管理。该模式对开发改造中低产田、发展现代农业、推动农业生产力的发展起到巨大作用。

(2)技术要点

1)土地流转方面:要统一思想,明确目标;积极引导,加大扶持;坚持原则,积极推进;健全组织,强化服务;加强管理,规范行为。

2)大型喷灌方面:要科学合理的规划设计;强化农业生产综合配套技术;加强技术培训,发挥设备效益;完善农机购置补贴政策,支持国内大型喷灌机的产业化。

(3)节水、增产(增效)综合效果

有效改善了土地资源配置效率,进一步激活了农业剩余劳动力的转移,构建和规范了农村集体生产用地的流转机制,使农民更充分地参与分享了城市化、工业化的成果,具有的农业规模化、集约化、规范化生产为大型喷灌设备的应用奠定了基础,常用的喷灌有全自动360度旋转喷灌机、平移式、中心支轴式等型式,最大一次性可覆盖面积1000亩。节水效果显著,水的利用率可达85%以上;作物增产幅度大,一般可达20%~40%;灌水均匀,土壤不板结;大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量;有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。

(4)适用范围

土地流转、集中经营的大型喷灌模式适用于规模生产的耕地,并且区域内水资源充足;各种旱作种植作物均适用,例如谷物、蔬菜、香菇、木耳、药材等;从地形上看,适用于平原也适用于小于8度的坡耕地区;从土质上看,既适用于透水性大的土壤,也适用于渗透率较低的土壤。

(5)应用实例

依安县流转土地170多万亩,围绕特色产业原料需求,重点发展甜菜、马铃薯、大豆、玉米等四大作物,实行四年轮作一次,配套推进基础设施建设,百亩以上种植大户达1.2万户,50个村实现了四区轮作整村推进,占全县行政村总数的33.8%。全县共有2.3万农户参与了四区轮作,占农户总数的23%,2007年依安县规模经营户的亩效益达到339元,而分散户的亩效益仅在150元左右。到2012年,全县力争建成200万亩现代农业产业基地。最终达到土地经营规模化、农业生产标准化、生产全程机械化、抗灾保产水利化、农村经济产业化目标。

按照《黑龙江省千亿斤粮食生产能力建设规划》总体部署,全省在西部地区的4市5个县区建设5个项目区,规划玉米喷灌面积10.1万亩。依安新兴项目区就是这5个项目区中的一个,项目总投资3497.24万元,规划面积为2.53万亩,总控制面积为3.18万亩。依安新兴项目区主要建设内容包括水源取水泵站工程、供水骨干管道及渠道工程、田间喂水渠工程、喷灌机工程和机电工程五个工程。新建取水泵站2处,新建输水管道10.63千米,布置大型喷灌机11台,年可供水278.15万立方米。其中平移式喷灌机6台,单台设备长度890米,最大行走长度3400米,控制面积3800亩;圆形喷灌机5台,单台设备长度450米,控制面积952亩。该项目实施后,可增产粮食733.7万千克,增加效益1027.18万元。

5、灌区梯形、U形渠道防渗节水灌溉综合技术模式

(1)模式特点

该模式采用U型断面防渗和梯形断面防渗技术对斗农渠进行防渗处理,U型渠防渗底部为半圆或弧形、上部为一定外倾角的直线段的断面形式,根据不同输水流量,U型渠道开口0.3米~1.2米,采用专用机具一次挤压成型;梯形断面防渗具有施工简单,边坡稳定的特点,其水力最优断面具有在过水断面面积一定时通过的流量最大的特点。渠道防渗工程技术应用的同时充分考虑农村经济和社会发展的需要,改造渠系建筑物(渠系由进水池、输水渠网、分水建筑物及量水设施组成),实行沟渠、田、林、路全面规划,综合治理。

(2)技术要点

进行渠道防渗,减少渠道渗漏损失,减少输水损失,提高田间渠道输水效率;进行田间工程改造,平整土地,减少深层渗漏,提高灌水均匀度;田块格田化,田埂硬化,减少池埂占地,提高田间灌水效率;田间灌排渠道分设,并布设水量计、控制设施,提高灌区的用水管理水平;改进田间灌水技术,杜绝串灌、大水漫灌。工程建设严格执行《节水灌溉工程技术规范》、《渠道防渗工程技术规范》、《渠系工程抗冻胀设计规范》、《灌溉与排水工程设计规范》等。

(3)节水、增产(增效)综合效果

减少渗漏损失50%~80%;减少渠道占地40%~50%;避免灌区盐碱化、沼泽化;提高渠床抗冲刷、抗坍塌能力,对稳定渠道,保障输水安全起到重要作用;水稻每亩可增产10%以上;每年亩节水150~200 立方米;减少输水损失,防止因跑水、跑土、跑肥而污染水质,减少蚊蝇滋生地及污染源,极大地改善了灌区的生态环境。有效提高灌溉水利用效率,作物能够得到适时灌溉,改善了作物品质、提高了作物产量,农民收入得到显著提高。

(4)适用范围

U形渠道防渗技术适应冻胀变形的能力强,适合北方寒冷地区应用,可用于山区、丘陵地区及平原地区的大灌区斗渠以下、中型灌区支渠以下以及小型灌区田间渠系;梯形渠道防渗技术施工简便、边坡稳定,在实际田间配套工程中,在地形、地质无特殊问题的干、支、斗渠以上及大中型渠道,可普遍采用。

(5)应用实例

木兰县香磨山灌区共有2万亩水田应用渠道防渗技术模式。区内的干、支、斗三级渠道共计18千米,全部进行了防渗衬砌,并更新改造了18座配套建筑物。节水工程建成后,示范区内杜绝了渗水和跑冒滴漏现象,减少了渠道渗漏,泡田期亩节水50立方米,共节水100万立方米,解决了1万亩水田的渴水问题。灌溉水的利用系数由原来的0.42提高到0.7,渠道内水的流速也由0.3立方米每秒增加到0.5立方米每秒,提高了水的使用效率。东兴镇农民秋太晨说,原来从水库开闸放水,流到我家地里需要8个小时,现在2个半小时就到了,水流还比原来大一倍。

庆安县和平灌区国家级节水示范区已完成干、支、斗、农渠防渗渠道衬砌48条,总长31.2千米。防渗损失减少60%,渠道水利用系数就可提高12.8%,年减少渗漏水量245万立方米,新增灌溉面积0.34万亩。过去的土质渠道经过用混凝土板衬砌后,减小了渠道糙度,加快了渠道输水速度,减少了淤积和冲刷对渠道的破坏,减少了杂草阻流,年减少维修用工1.29万个,减轻农民负担25.8万元。与土质渠道相比,示范区内水质清洁、渠道整洁,消除了蚊蝇滋生地,减少了污染源,改善了生态环境。

6、节水控灌与水肥耦合管理综合技术模式

(1)模式特点

该技术模式是在水稻返青前田内保持水层,返青后以控制土壤含水量来确定灌水时间和灌水量,结合前氮后移、分段施肥方式,将水利措施和农艺措施结合在一起的水稻田间节水灌溉管理方式。在非关键需水期,通过控制土壤水分造成适度的水分亏缺,改变水稻生理生态活动,使水稻根系及株型生长更趋合理。在水稻需水关键时期,通过合理供水改善根系土壤水、气、热、养分状况,使水分和养分的吸收更加有效、合理,促进水稻生长,形成合理的群体结构和理想的株型,从而获得高产。

(2)技术要点

秧苗移栽要做到施足底肥,耕翻整地,节水泡田,同时施用化学除草剂,待泥浆沉实后再移栽秧苗,做到薄水浅插;返青期要做到薄水促返青。控制灌溉标准:上限为25~30毫米,下限为5毫米;分蘖前期轻晒促苗发,中期中晒促壮秧,后期重晒促转换。控制灌溉标准:上限控制在土壤无水层饱和,下限控制在饱和含水量的60%~65%;拔节孕穗期适时确定灌溉日期,一般在抽穗前15天左右。控制灌溉标准:上限为土壤无水层饱和,下限为饱和含水量的80%,采取灌一遍水,露几天田,应注意逢雨不灌,大雨排干,调气促根保叶;抽穗开花期灌一次水,达到饱和;晾一次田3~5天,下限为饱和含水量的80%,照此方法管理10~15天;乳熟期灌水下限控制在饱和含水量的70%,3至4天灌一次水,有利于通气、养根、保三叶、促灌浆,提高粒重和产量;黄熟期控制灌溉标准:下限为饱和含水量的70%。如果水稻生长后期干旱少雨,应在割地前10~15天灌一次饱和水(此期前始终不建立水层)。如秋天雨水多可不灌水高产。

施肥与灌水耦合管理方法,水稻全期要在两个关键施肥期施肥。第一施肥期为栽秧与返青期,基本做法是:重施基肥,早施追肥。返青肥可在插秧后3~5天,分蘖肥可在插秧后7~10天。第二施肥期为拔节抽穗期,即结合减数分裂期浇水施穗肥(抽穗前15天左右)。如遇施肥、打药治病虫害等生产用水,可适当留有水层,一般可保持3天,最长不超过5天。

(3)节水、增产(增效)综合效果

该模式有效地减少了水稻灌溉用水量,提高了土壤养分利用率,提高了水稻的产量和稻米的品质。田间总耗水量减少38.6%,水的利用率和水分生产率分别提高38%和41%,养分利用率提高15%以上。水稻内在质量不断增强,富硒含量增加60%,粗蛋白含量增加20%,赖氨酸含量增加40%,平均每年亩节水150~200立方米。井灌区水稻亩节油节电20~26元,节约灌水成本45%,水分生产率提高到1.9千克每立方米,亩增产20千克。

(4)适用范围

广泛适用于供水保证率较高、水肥管理比较精细的水稻灌区。

(5)应用实例

庆安县节水控灌与水肥耦合管理的应用面积为90万亩,占水田总面积的60%,总增产1800万千克,总节电2250万元,年总节本增效4000万元。2008年庆安县水稻总产、总产值和人均收入分别达到6.1亿千克、5.5亿元和2986元,水稻产业实现了占二分之一面积、创三分之二产量、超四分之三农业收入的目标。 欢胜乡农民刘长富,去年30亩水稻应用此项技术,亩节约抽水电费12元,这些电费能抽水180 立方米,亩增产22千克;久胜镇久宏村王守学采用控制灌溉技术种植600多亩水稻,全部采用控制灌溉技术,每亩节水达到200 立方米以上,亩增产30千克,亩增收54元;庆安县丰收乡丰裕村周武义种的150亩水稻,全都采用此项技术模式,平均每亩水稻节省抽水费用13.3元,每亩增产166.7千克,增收26.7元,总算起来每亩节本、增收332元。

7、抗旱保苗注水灌溉播种节水技术模式

(1)模式特点

该模式是结合播种的一种节水型灌溉技术集成,用于土壤墒情不足时作物的抗旱播种,是利用专门设备将一定量的水注入土中,提高土壤墒情,满足种子发芽和保苗需水的一种局部灌水方法。特点是采用机械化作业,同时完成开沟、松土、灌水、播种、施肥、覆土、镇压等作业,满足种位发芽出苗的土壤水分要求。1~2人每天可完成播种面积10~15亩,与人工相比可提高功效8~10倍,达到了节水省工、保墒引墒、抗旱保种、苗齐苗壮的多项目标。

(2)技术要点

机械注(坐)水播种时,应配套合理。机具的配套动力一般为15~40马力小四轮拖拉机,储水箱体积1.2~3.0立方米。播种时土壤相对湿度低于65%或干土层厚度大于3厘米,可实施注(坐)水播种。根据轻、中、重的旱情等级,灌溉水量分别为2~6立方米每亩,牵引机适宜行走速度为2.4~3.6千米每小时。常规播种后,宜采用镇压措施。注(坐)水播种深度应根据不同作物的农艺要求确定,一般为3~6厘米;注(坐)水利用率不低于95%,抗旱保证率为80%,注(坐)水后,耐旱天数可达到20天以上,保苗率可达90%。

(3)节水、增产(增效)综合效果

该技术模式能解决季节性抗旱的关键问题,在作物的生长过程中实现了节水、保苗、提高积温等综合效果,最终体现在作物增产上。其具体效果如下:①墒情好,出苗率高。注水灌溉(坐水种)可以使局部水分达到田间持水量的80~90%,出苗率达98%以上,较不进行注水灌溉(坐水种)出苗率提高30%以上;②抗旱能力增强。播期注水灌溉(坐水种)后,无效蒸发损失少,具有蓄水保墒和引墒的作用。从出苗那一天算起,抗旱天数可达30~40天。一般水文年份可与雨期相接;③增加积温,有利于抗御低温早霜。采用催芽坐水种可提前7~10天出苗,增加积温70~100摄氏度,促进早熟,抗御低温;④有利于提高肥效。由于能充分溶解养分,提高肥效20~30%,致使种芽发育快、根系壮、出苗旺盛。据黑龙江省调查分析,播种后9天,坐水比不坐水的种子发芽长度平均长0.6厘米,根系长度平均长1.0厘米。⑤节水、节能、省投资。与沟灌相比,节水70%~80%,节能幅度20.5%,节约工程投资幅度为71.4%。与喷灌相比,不受春季多风、大风的影响,水分的无效蒸发损失小。

(4)适用范围

适用于黑龙江省4~5月播种期干旱、出苗期降水偏少的地区,主要集中在西部的齐齐哈尔市、大庆市、绥化市、哈尔滨市。

(5)应用实例

东北四省区每年坐水种面积达到4500万亩,实际需要坐水种的面积约6000万亩。1999年至2001年,暗式注水灌溉点播技术的每年应用辐射面积累计已达到4500万亩,由于各地区生产水平的不同,按最低单产增加60千克计算,总增加粮食产量27亿千克,增加社会效益16.2亿元,年实现社会效益5.4亿元。

8、温室大棚蔬菜膜下滴灌模式

(1)模式特点

该模式主要采用膜下软管滴灌技术,输水管大多采用黑色高压聚乙烯或聚氯乙烯管,内径40~50毫米,作为供水的干管或支管使用。滴灌带由聚乙烯吹塑而成,膜厚0.10~0.15毫米,直径30~50毫米,滴灌带上每隔25~30厘米打一对直径为0.07毫米大小的滴水孔。膜下软管技术的应用,可提高地温,降低棚室空气湿度,减少病害的发生,改善了传统的灌溉方法使棚室中湿度增大、极易导致棚室蔬菜病害易发的弊端,对蔬菜按需供水,起到节本增效的作用。滴灌控制设备、输水管、滴灌带、连接部件均采用塑料制成,轻便,易于安装、拆卸。

(2)技术要点

作物栽植带做成高畦,畦宽70~90厘米,畦中心高15~20厘米,两畦之间留30~50厘米作业道;果菜类、甘蓝类蔬菜每畦种植双行,在双行间铺管。在温室中或跨度在8米以下的大棚中铺设输水管路,可在温室的北侧,或大棚的长度方向铺设,管上用旁接头连接滴灌带;若温室长度超过50米,宜在输水管中部位置引入水源,并在水口两侧输水管上分别安装分组控制阀门,轮流滴灌;要注意滴灌带的滴孔朝上。全部铺设好后,应通水检查滴水情况,如果正常,即绷紧拉直,末端用竹木棍固定,然后覆盖地膜,绷紧、放平,两侧用土压严。一个种植期灌溉结束后,对管道及其它系统进行一次检修,并把管道内存水放空,防止冬季冻胀。输水管及滴灌带用后要清洗干净,卷好放到荫凉处保存,防止高、低温和强光曝晒,以延长使用寿命。

(3)节水、增产(增效)综合效果

棚室膜下滴灌能对蔬菜适时、适量地向根区供水供肥,使蔬菜根部土壤经常保持适宜的水分、养分,土壤通气性好,降低了空气湿度,减少了病害的发生。蔬菜生长快、发育早,植株健壮,增产20%以上,经济效益显著。采用膜下滴灌的棚菜净收入与沟灌棚菜相比每亩增效46%。比喷灌省水40%,比地面灌省水60%。能显著提高地温和气温,比地面沟灌降低空气湿度10%以上,减少了病虫菌害的发生。另外,输水软管及滴灌带基本上不占用有效土地面积,可提高棚室内的土地利用率。

(4)适用范围

适用于设施内种植的蔬菜、果树及花卉等作物。

(5)应用实例

哈尔滨市道里区是全国百个无公害蔬菜生产基地之一,现有无公害蔬菜生产面积10万亩,产量2亿千克,标准化棚室发展到6185栋,生产面积5000亩,以新兴村、万家村、向东村和民主村等为中心的无公害露地夏秋菜生产基地建设规模不断扩大,露地夏菜生产总面积达到4万亩,秋菜生产基地面积发展到6万亩,是哈尔滨市重要的蔬菜生产基地。从1995年开始引进节水灌溉模式,在棚室内应用滴灌、微灌,微喷等节水技术,到目前5000亩棚室全部应用精细高效的节水灌溉技术,杜绝了用水粗放、大水漫灌等浪费水的现象,提高了用水效率,尤其是膜下滴灌技术的推广应用,保证了农作物及时定植、提前上市,抢占市场,价格好、收入高,实现了农业增产、农民增收,2008年农民人均纯收入达到6810.9元,成为哈尔滨市八区十县(市)农民人均纯收入之最。同时也提高了抵御干旱灾害的能力,并取得了显著的经济效益和社会效益。

9、山区林果微灌节水技术模式

(1)模式特点

该模式具有操作简便、保证苗木成活率高、产苗量大、设备成本低的特点。微灌系统应用以滴灌为主,微喷灌、小管出流灌为辅。水源工程采取修建塘坝拦蓄地表水和打井利用地下水方式,在充分利用地表水的前提下,合理开采地下水,实现地表水与地下水联合运用。

(2)技术要点

①微灌工程:微灌工程的灌溉设计保证率不低于90%,灌溉水的利用系数:滴灌不低于0.9,微喷灌不低于0.85。微灌均匀系数应不低于0.85,并符合S升103-95《微灌工程技术规范》的要求。②水源工程:应符合S天188-86《农用机井技术规范》及其它有关技术规范和标准的要求。③按照灌溉区果树株距和行距确定管路布置形式与毛管位置。

(3)节水、增产(增效)综合效果

山区林果微灌系统对地形的适应性强,较畦灌每年大约省工10个每亩,较渠灌节地5%左右。山区林果微灌系统全部由管道输水,提高了水的有效利用率。节水50%~60%;省电40%~50%;增产30%左右。

(4)适用范围

山区林果微灌模式主要适用于水资源丰富、平均积温较高的丘陵地带,主要应用于黑龙江省第一、第二积温带。

(5)应用实例

东宁县是黑龙江省最大果树生产基地,果树种植历史悠久,该县在果树生产上已成为黑龙江省规模经营的典范。山区林果微灌模式的建设是改善果树果品质量,提高果树产量和效益的重要措施,推动了当地果树种植特色经济的发展,加快当地农村经济的发展,为农民尽快脱贫治富开辟新路。

东宁县属低山丘陵区,平均海拔在400~600米,该县水资源非常丰富,县内有大小河流160余条,地下水可开采量为1400万立方米,这为果树灌溉提供了水源保证。该县年积温较高,气候温和,适合于各种果树的生长,且果品质量好,在国内外享有盛誉,非常畅销,已形成较大的销售市场。山区林果微灌模式主要应用于南天门乡的2个村(南天门乡万鹿沟村和转角楼示范区),建立山区林果微灌模式示范区1900亩。该示范区配套水源机井工程14处,塘坝1处,蓄水工程16处;果树微灌工程16处。示范区微灌模式以滴灌为主,微喷灌、小管出流灌为辅。果树株距为3米,行距为5米。南天门乡万鹿沟村800亩示范区有机电井工程12处,单井出水量5立方米每小时,井深15~23米;水塔(20立方米)8处,高度为20米;蓄水池(60立方米)4处。转角楼示范区果树微灌工程面积1100亩,建有塘坝1座,拦蓄能力2.4万立方米;机电井工程2处,单井出水量10~15 立方米每小时;蓄水池(40~60立方米)4处。

该项目区的建设,使1900亩山坡地在高标准节水灌溉措施和先进的农艺措施的综合作用下,成为高产、优质、高效果园。经济效益显著。同时,与传统的地面灌溉相比,年亩均节水100立方米,该示范区年可节水19万立方米,节能约5万千瓦每小时。在农业技术措施基本相同的情况下,每年可增加水果产量41.8万千克,新增产值为125.4万元。该示范区建成后组织成立隶属县水利局果树灌溉公司,并配备得力人员,具体负责田间灌溉指导、试验任务以及省、地下达的各项科学试验任务以及设备的管理工作。

10、“3S”土壤墒情监测与信息管理节水技术模式

(1)模式特点

该模式由地面信息采集系统、遥感数据接收系统、计算机网络系统、旱情遥感监测信息管理系统组成,以网络、数据库、GIS等技术为基础,建立基于WebGIS的黑龙江省旱情数据处理和旱情监测管理系统。该系统由监测预报、信息管理、数据库维护、网络发布4个子系统组成,综合考虑了热惯量及植被覆盖对土壤墒情判断与监测的影响,采用基于温度(温度日较差)和植被指数(N天VI)的温差植被热惯量经验模型。同时,在农作物生育期,采用基于地表温度与植被指数的地表温度植被指数特征空间模型进行旱情监测。利用极轨气象卫星的遥感数字图像、气象数据和黑龙江省40个墒情站的数据对所建立的模型进行计算和验证,并在GIS的支持下给出土壤含水量和旱情等级的空间分布图。通过遥感信息、地面墒情、气象等基本数据采集、存储、分析和应用,实现全省耕地的旱情实时在线分析、短期旱情发展趋势的预测预报及抗旱技术指导及抗旱信息管理。为黑龙江省各级政府、企业及相关单位提供实时土壤旱情信息,为抗旱决策与节水灌溉技术的应用发展提供科学依据。

(2)技术要点

为了满足10天一次旱情报告的业务化需求,克服遥感图像受云量的影响,保证在10天内提供晴天的昼夜温差图像,需要对10天内的遥感图像进行预处理。经预处理得到的10天合成遥感图像应达到以下要求:①合成图像昼夜温差为当日温差;②通过10天数据合成尽量保证每个合成的图像像元为有效值;③合成采用的遥感图像获取日期尽量等于或接近地面墒情观测日期;④每个像元的植被指数获取日期与该像元的温差日期一致。

遥感数据应用要求的前提是天空没有云层覆盖,这样的情况很少,因此要进行除云处理。根据反射率、温度和植被指数的阈值进行判别,将图像的每个像元进行有云或无云的标记。然后将每天的经过云标记的植被指数和温度图像进行处理,生成10天的合成图像,得到每月上、中和下旬白天的温度和植被指数合成图像和夜间的温度合成图像。

(3)节水、增产(增效)综合效果

黑龙江省拥有松嫩、三江两大平原,土壤集中连片,地形变化平缓,土壤质地比较均一,尤其4~7月份干旱少雨,是我国最适合应用遥感技术监测其旱情变化的区域之一。应用该技术模式,在作物生长期的4~10月,每10天发布一期旱情通报,在旱情严峻时期可按需5天发布,土壤墒情监测精度达到了80%以上。 根据不同作物旱情状况、生育阶段、水资源条件、灌溉设备配套、抗旱资金等多方面条件,利用节水抗旱技术应用知识库筛选适宜的节水灌溉措施,指导抗旱决策与灌溉措施的应用。

(4)适用范围

适用于大范围半干旱半湿润地区,用于干旱期作物生长多频次土壤墒情变化的监测。

(5)应用实例

2008年4月开始,在黑龙江省西部半干旱区进行了监测,面积达到3012万亩,在遥感卫星图像可用条件下,监测9次,并按期组织旱情分析。2008年春季重点监测了齐齐哈尔市耕地土壤水分的变化及旱情发展趋势,在对齐齐哈尔市遥感监测过程中,按着轻旱、中旱、重旱三个旱情等级,对土壤10厘米、20厘米、50厘米墒情进行了监测。在4月份,由于天气多以大风天气为主,地面蒸散作用强,而降水少,且在3月份降水偏少,在齐齐哈尔地区出现大面积的以轻旱、中旱为主的旱情。旱情主要集中发生在甘南县、龙江县、齐齐哈尔市辖区,并且干旱发生范围较大,最大时干旱面积的比例达到齐齐哈尔地区面积的33%。在土壤不同深度的土壤墒情,10厘米、20厘米、50厘米的土壤墒情有着明显的递退趋势。发布监测结果并形成抗旱对策指导意见,监测、预报干旱面积495万亩,累计指导抗旱节水灌溉面积360万亩,为西部半干旱区抗旱工作及决策提供技术支持。