第五期：节水灌溉综合技术模式（续）
1 北方干旱内陆河区节水灌溉综合技术集成模式
北方干旱内陆河灌区深居欧亚大陆腹地，平原降水量仅25~200毫米，年蒸发量高达2000~3000毫米，没有灌溉就没有农业，并且水资源总量不足，水资源开发利用程度较高，个别地方已出现面积较大的地下水降落漏斗，生态用水量亟待增加，因此在这些地方实施节水灌溉具有重要的现实意义。根据不同经营者及其效益的不同以及不同作物的耗水特性，总结提出了以下节水灌溉综合技术模式。
1.1 大田低收益作物低成本降耗简化节水灌溉综合技术模式
技术原理：以粮食作物为主，将节水品种、农艺措施，免耕秸杆覆盖与机械化畦植沟灌技术融为一体，进行集成。适宜作物为小麦、小麦玉米带田和啤酒大麦；其主体技术为减免冬灌机械化免耕秸杆覆盖技术和机械化畦植沟灌技术；配套的农艺技术为节水品种，精量播种，节水灌溉制度，配方施肥与化学保水剂等。
技术要点：
（1）当采用免耕减免冬灌秸秆覆盖保护性耕作节水技术时，以免耕或少耕替代常规耕作，以高茬收割后压倒替代传统的秸杆移出农田或切碎还田方式，以减免冬灌替代传统冬泡地方式，形成以限量灌溉、覆盖耕作、机械化硬茬播种为特色的保护性耕作技术。采用永量4号、张宁2000、酒春3号、93鉴105、甘春01-6、西旱1号等节水型品种，播种量为375千克/公顷，灌溉定额5100立方米/公顷，灌溉制度为冬灌量1050立方米/公顷，苗水、拔节水、灌浆水和麦黄水分别为1050、1350、1050、600立方米/公顷；种肥尿素75千克/公顷，磷二胺225千克/公顷，拔节期追施尿素150千克/公顷；小麦苗期和灌浆前期，分别喷施水型牌保水剂3千克/公顷。主要配套机具为甘肃农业大学研制的2BF-5/10免耕播种机。
（2）当采用草膜双覆盖小麦间作玉米少耕轮作节水时，将带田中不同作物带在年际间进行轮换，形成系统内的轮作模式，减小连作危害；根据作物间套复合群体共生期"弱化竞争、强化互补"的基本原则，通过地膜覆盖方式促进小麦早熟，利用秸秆覆盖早期地温相对较低，玉米发育相对较慢的特点，创造适宜的异质微生态系统；在不同年度轮换耕作玉米带，小麦带留茬免耕；种植时玉米带内形成免耕秸秆覆盖节水系统、小麦带内形成地膜覆盖节水系统，能在一定程度上解决带田用水量过大的矛盾，同时可形成有利于理化性状改良的生态环境，有利于提高耕地的持续生产能力。具体做法为：地膜小麦以13厘米行距用专用地膜小麦穴播机播种，穴距10厘米，每穴保证8~12粒种子，带幅70厘米，玉米两行，行距25厘米，株距20厘米，每穴2~3粒种子，与小麦带间距25~27厘米，占地70厘米。小麦带：玉米带为70厘米:70厘米。
（3）当采用机械化垄作沟灌节水技术时，借鉴立体种植增产的边行效应原理、节水农业技术的局部灌溉原理，将垄作技术集成到小麦、大麦等密植类作物的栽培。该技术通过对地面结构的改变，创造了间套作中由株型不同作物构建的立体结构，形成作物生长时的立体受光、通气结构，优化了光合作用环境，使垄面边行作物产量较传统栽培技术显著提高，弥补播种面积减小造成的产量下降，在灌溉定额降低和总蒸发量降低的情况下，水分利用效率显著提高。
（4）当采用春小麦垄作沟灌技术时，选择分蘖力强、边行效应明显的品种，播种量为325~412.5千克/公顷，垄作沟灌机械开沟起垄播种，适宜垄宽75厘米，种植4行，沟宽25厘米，沟深15~20厘米，灌溉定额4500~5550立方米/公顷，灌溉制度为冬灌量1200 立方米/公顷，三叶水900~1200 立方米/公顷，拔节水1200立方米/公顷，开花水900~1200 立方米/公顷，灌浆水900立方米/公顷，施肥量为农家肥60~75 吨/公顷，尿素450 千克/公顷，磷酸二胺450千克 /公顷，小麦苗期、灌浆前期分别叶面喷施化学保水剂3千克/公顷。
啤酒大麦垄作沟灌的技术要点为：选择分蘖力相对较强的品种（8812，甘啤2号），播量225千克/公顷，总灌溉定额为5550~4000立方米/公顷，其中冬储灌18000立方米/公顷，生育期每公顷每次灌溉量975~1200立方米，灌溉次数4次，灌水时期为3叶1心至分蘖、拔节期、抽穗之灌浆期。灌浆期施肥制度为底肥过磷酸钙600~750千克/公顷、磷酸二胺和尿素各15千克/公顷，3叶1心时追施尿素300千/公顷。苗期和灌浆初期分别按3千克/公顷，剂量叶面喷施化学保水剂。适宜垄宽60厘米，高20厘米，种植4行，垄畦间距30厘米。
节水、增产、增效综合效果：甘肃省张掖等地实施该模式后，农田春季0~20厘米地面高度平均输沙量0.0018克/(最小•厘立方米)，仅为传统耕作裸露农田的1.59%，输粉尘量0.0123克/(最小•厘立方米)，为传统耕作的21.18%，播前0~10厘米的土壤含水量高于传统耕作5.96个百分点，0~120厘米土层储水量较传统耕作多27.58毫米，免耕秸秆覆盖小麦产量达到6225千克/公顷，比传统耕作冬灌节水1200立方米/公顷，纯收入提高1575元/公顷，产投比提高58%。通过实施草膜双覆盖小麦间作玉米少耕轮作节水技术可使WUE提高0.32千克/立方米，增加了24.61%。通过采用机械化垄作沟灌技术，春小麦成穗数可提高0.9%~12.8%，穗粒数提高3.7%~17.1%，千粒重提高1.9%~11.2%，最大可增产465千克/公顷。啤酒大麦边行穗长增加0.4厘米，有效分蘖多0.7个，主穗粒数多0.8粒，单柱粒数多17.9粒，单柱粒重高1.01克，千粒重高1.03克，平均产量达到9800千克/公顷，水分利用效率达到1.31千克/立方米。
适用条件：适用于农户分散经营的大田粮食作物。
1.2 大田高收益作物增投增效节水灌溉综合技术模式
技术原理：将垄膜沟灌技术、膜下滴灌技术、喷灌技术、渗灌技术和节水品种、地膜覆盖、平衡施肥和节水灌溉制度等有机集成。适宜作物为制种玉米、加工甜椒、加工番茄、啤酒花、酿酒葡萄和苜蓿；其主体技术为膜垄沟灌技术、膜下滴灌技术、喷灌技术、渗灌技术，配套技术为节水品种、地膜覆盖技术、全降解地膜、平衡施肥与育苗技术，节水灌溉制度、田间闸管灌与分根交替灌溉。
技术要点：
（1）当制种玉米采用以垄膜沟灌技术为主的节水综合技术时，垄宽40厘米，垄高20厘米，种植密度母本为8.25万株/公顷，父本采用满天星种植方式，种植于窄行（两行母本之间），株距依据所选组合父本散粉量的多少而定，一般为40~50厘米为宜。灌溉定额6300立方米/公顷，灌溉制度为冬灌1200立方米/公顷，拔节前灌头水，灌水时间可视玉米长势作适当调整，灌量1200立方米/公顷为宜，大喇叭口期灌二水，灌量1500立方米/公顷，母本去雄后灌三水，灌量1200立方米/公顷，间隔20天后灌四水，灌溉量1200立方米/公顷。施肥制度为农家肥60吨/公顷，尿素300千克/公顷、磷酸二胺600千克/公顷作基肥，母本大喇叭口期追施尿素225千克/公顷，吐丝期追施尿素150千克/公顷。玉米种子均进行包衣，并在喇叭口期喷施保水剂3千克/公顷。
（2）当加工甜椒采用以膜垄沟灌技术为主的节水综合技术时，选择适宜品种如茄门甜椒、世纪甜椒王。垄宽55厘米、沟宽35厘米，灌溉定额5100~5400立方米/公顷，灌溉制度为定植时于沟内浇定植水1050立方米/公顷。约20天后浇缓苗水，灌溉量600立方米/公顷。50%门椒坐果时浇第三水，约浇水900立方米/公顷。以后约15天浇水一次，每次浇水900立方米/公顷，约浇2~3次，施农家肥60~90吨/公顷，尿素375千克/公顷，磷酸二胺375千克/公顷，硫酸钾150千克/公顷作底肥。从第三水开始，每次追施尿素225千克/公顷、磷酸二氢钾75千克/公顷。
（3）当加工番茄采用以膜垄沟灌技术为主的节水综合技术时，选用适宜品种如里格尔87-5，新番13号，红杂10、16和18号。全生育期灌溉定额3000~3300立方米/公顷，定植时于沟内浇定植水1050立方米/公顷，；第一穗果实约小枣大时灌第二水，灌水量600立方米/公顷；果实膨大期视土壤和降水情况灌水2~3次，每次灌水量375立方米/公顷。施肥制度为农家肥90~150吨/公顷，尿素450千克/公顷，磷酸二胺375千克/公顷，硫酸钾300千克/公顷作底肥，从第三水开始，每次追施尿素300千克/公顷，磷酸二胺150千克/公顷，硫酸钾150千克/公顷。
（4）当加工甜椒采用以膜下滴灌技术为主的节水综合技术时，选用适宜品种茄门甜椒、世纪甜椒王。灌溉定额3375~3600立方米/公顷，定植时大沟内灌定植水1050立方米/公顷。约20天后用滴灌浇缓苗水300立方米/公顷，此后约10天灌溉一次，共灌3次，每次灌溉水量150立方米/公顷。50%门椒坐果时灌第六水，灌溉水量450立方米/公顷，以后约一周灌水一次，每次灌水225立方米/公顷，约灌5~6次。施肥制度为每公顷施农家肥60~90吨，尿素375千克，磷酸二胺375千克、硫酸钾150千克作底肥，第五水追施尿素75千克/公顷，磷酸二胺45千克/公顷，硫酸钾15千克/公顷。
（5）当加工番茄采用以膜下滴灌技术为主的节水综合技术时，选用适宜品种和底肥管理同加工番茄垄膜沟灌技术。灌溉定额2100~2310立方米/公顷，定植时灌定植水600 立方米/公顷。5~7天后，灌一次缓苗水，灌溉水量150 立方米/公顷；此后每10天灌溉一次，共3次，每次120立方米/公顷。第一穗果实小枣大时灌第六水，灌溉水量300 立方米/公顷，以后视土壤和灌水情况灌水4~6次，每次灌水150立方米/公顷，保持膜下土壤湿润。定植时每公顷施农家肥90~150吨，尿素450千克，磷酸二胺375千克，硫酸钾375千克作底肥；第六水时追施尿素150千克/公顷，磷酸二胺75千克/公顷，硫酸钾60千克/公顷，以后每次灌水追尿素90千克/公顷，磷酸二胺30千克/公顷，硫酸钾30千克/公顷。
（6）当啤酒花采用以滴灌技术为主的节水综合技术时，选用适宜品种如青岛大花、卡斯卡特。灌水量3975立方米/公顷，采用水肥一体化技术，灌溉制度为冬储沟灌1500立方米/公顷，5月中旬~6月中旬每7~10天滴灌一次，6月下旬~7月下旬每3~5天滴灌1次，8月份每4~6天滴灌1次，每次滴灌水量90~120立方米/公顷，灌溉周期随天气情况作灵活调整。施肥制度为：割芽期施农家肥30吨/公顷，油渣450千克/公顷，过磷酸钙750千克/公顷，尿素300千克/公顷作基肥，扩杈期追施尿素150千克/公顷，现蕾期分别追施尿素、磷酸二胺和硫酸钾150、150、75千克/公顷，初花期分别追施尿素和硫酸钾150和75千克/公顷。
节水、增产、增效综合效果：甘肃省张掖等地实施该模式后，制种玉米产量可达7689千克/公顷，水分利用率1.49千克/立方米，比传统平作节水近1500~3525立方米/公顷，水分利用效率提高0.21千克/立方米。加工甜椒运用该模式每年节水1650~2200立方米/公顷，节水率达23.9%~40.0%。加工番茄运用该模式，每年节水1350~2190立方米/公顷，较传统灌溉技术节水36.0~48.7%。啤酒花实施该模式与常规比较，膜下滴灌鲜（干）花产量可提高2205千克/公顷和490千克/公顷，增产13.22%和4.73%。较传统灌溉可节水2250立方米/公顷,节约成本600元/公顷，可提高酒花中甲酸含量0.5%。
适用条件：适用于加工企业、订单农业或农场或者规模经营的农户。
1.3 以膜下滴灌为主的棉花节水综合技术模式
技术原理：将地膜覆盖技术与滴灌技术有机结合，在降低滴灌技术成本的基础上，达到了节水增产的双重目标。它将有压水源通过滴灌管道系统变成细小的水滴在作物根系范围内进行局部节水灌溉；同时，由于覆膜可大大减少作物的棵间蒸发，使得作物根系在滴头附近集中发育，使水、肥作用更直接，效率更高。膜下滴灌还可在根系范围内形成一个低盐区，加之地膜覆盖使棵间蒸发甚微，盐分不易返回地面，在盐碱地上也可获得较高产量。
技术要点：采用膜下滴灌技术需要对水源进行加压和净化处理，需要配置相应的机械、设备、管材等。内镶式滴灌带和管上补偿式滴灌管为目前国内研制和生产出的产品，可广泛应用于膜下滴灌，产品质量及使用效果与国外同类产品基本相似。大田作物膜下滴灌系统的结构为：水源—水泵—离心式砂石过滤器—施肥罐—网式过滤器—主干管—分干管—支管—毛管—灌水器。膜下滴灌系统在田间的铺设过程是：使用改装后的播种机，在拖拉机牵引下，将系统的末级毛管与铺膜、种子三者同时一次作业铺设完成，然后将末级毛管再与相应的支、干（分干）管及设备相连接，组成膜下滴灌网络。水通过毛管上的灌水器在膜下均匀地为作物供水。膜下滴灌系统的设计应按照部颁标准S升103—95《微灌工程技术规范》执行。
节水、增产、增效综合效果：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。膜下滴灌棉花增产20％以上，按籽棉价3.5元/千克，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。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。
适用条件：大田膜下滴灌技术适用于经济价值较高的蔬菜、花卉、果树和其他大田经济作物。目前，在新疆生产建设兵团的大田中，主要使用在棉花、甜菜、加工用番茄及蔬菜等作物上。该项技术已经在新疆地区得到广泛应用，据统计，我国目前大田膜下滴灌技术应用面积已经达到133万公顷，成为世界大田应用滴灌技术面积最大的国家。