商丘市农业节约用水的思考
摘要 通过对商丘市水资源现状的分析认为,商丘市地下水资源贫乏,自然降水利用率低,农业用水应坚持以保水、补源为中心的方针,采取深耕增肥、围埂、地面覆盖、引水补源、节水灌溉、开发应用抗旱保墒剂等措施,改善土壤水分状况,实现水分良性循环。
关键词 水资源;节约;农业用水;对策;河南商丘
目前严重的干旱使我国成了“贫水”国,据统计,旱灾约占总灾害面积的60%以上,并有继续增加的趋势[1]。我国北方部分流域水资源已从周期性短缺转变成绝对性短缺,黄河、淮河、海河和辽河地区地表水资源量比20年前减少17%,水资源总量减少12%[2]。
商丘市是河南的东大门,地处豫、鲁、苏、皖四省结合部的黄淮海平原腹地,是一个典型的农业大市。商丘地区20世纪70年代之后旱情不断加重,因旱而发生的歉收年份达70%。80年代以来的连续干旱使旱灾面积急剧扩大,旱情发展表现为“频率高、面积大、持续时间长、灾害重”的特点。据统计,1980~1999年,旱灾约占灾害总面积的80%,是50年代的近3倍,比70年代增加20%。1992年全区域秋作物苗旱死30%~40%,1994年小麦旱死30hm2,减产40万吨;秋田受旱40万公顷,重灾区18万公顷,有6万公顷绝收;1999年全市秋田受灾面积20万公顷。频繁而严重的干旱,导致商丘市农业生产波动不稳,科技优势难以发挥,种田效益下降,严重影响了农业产业结构向纵深层次发展,干旱已成为制约农业和农村经济持续稳定增长的关键因素。
1商丘市水资源变化状况
20世纪50年代以前,人们具有敏感的“恐水症”,由于水多、地下水位高,耕地盐渍化面积占总耕地的30%左右,地下水埋深不足2m,人们的汲水工具是挑杆、辘轳;50年代末至60年代初汲水工具变成了链条水车;60年代中后期至80年代中期变成了离心泵;80年代末至今又变成了潜水泵。汲水工具的演替,一是反映科技进步,二是反映地下水位在明显下降。据调查,目前非井灌区地下水位普遍埋深5~6m,汛期最多回升到4m,井灌区水位已降至8~10m;1993年5~6月份商丘西部不少村庄手压井不出水,发生了饮水困难。目前井灌区抽水时间的静止水位,已降到了18~20m,井灌已处于困难状态。
商丘市地下贮水量现在已不足10亿立方米,也就是说这些地下水全部抽出
来只够70万公顷耕地灌3次水,商丘市人均占有水量不足360m3,仅为全省人均占有水量的56%左右。
商丘市地表水干涸,地下水位下降,使土壤1m土体内出现了“干燥层”。据调查,地表以下50~70cm处土壤含水量低于上下土层含量2%左右,此层并有继续向下发展的趋势,这是一个危险的信号。
商丘市的自然降水,常年平均为700mm左右,近几年来似有减少趋势,降水时空分布更加不均匀,加之农田保水措施不力,河道水闸损坏失修,自然降水的利用率不足40%。
目前农业用水除自然降水外,就是贮量有限的地下水。2006年我市粮食总产突破了500万吨,农业生产的发展,要求必须要有足够的水来保障。科学保水、用水的问题已经到了非解决不可的关键时刻了。为此,特提出如下保蓄水分和农业用水的对策。
2商丘市农业用水的对策
自然降水是商丘市农业用水的主要来源。据此,必须立足于充分保蓄和利用自然降水。夏季降水占全年降水量的56%以上,但同期的蒸发量却占降水量的60%~70%。因此,能否有效地保存夏季降水,是关系到农业生产尤其是小麦生产好坏的关键问题,故应采取如下的农业及田间工程措施保蓄自然降水。
2.1深耕增施有机肥,创造松、暄、肥、厚的熟土层
现在的耕层普遍较浅,只有15cm左右,常年浅耕造成了厚而坚实的犁底层,严重地影响了土壤的通透性和作物根系的下扎,降水强度稍大,便会形成地表径流,造成水土、养分流失,若将耕层加深到20~30cm,再结合施用大量有机肥或秸秆,即可造成土肥相融的深厚耕层,由于打破了犁底层,更可有效地增加土壤的通透性和保蓄水分的能力,同时又切断了下层毛管,减少了深层水分的蒸散损失。有机物转化为土壤腐殖质,可改善结构,达到“以肥调水”的目的。北方旱作研究证明,土壤有机质含量在1%以上时,每1mm降水可生产小麦15~22.5kg/hm2,而有机质含量在0.6%时,同是1mm降水只能生产1.5~2.25kg/hm2小麦[3],有机质相差仅0.4%,小麦产量竟悬殊10倍。由此可见,有机质的重要作用之一在于最大限度地提高了自然降水的利用率。
2.2中耕松土保墒
中耕锄地是我国传统农业中最古老、最有效的一种保水措施。其原理有锄松表土、切断通向地表的毛细管、变水分在土内的毛管运行为薄膜运行的扩散运行,
可使土面蒸发失水速率降低40~120倍。据测定,灌水与不灌水对比,10d后测定5~15cm土层含水量,结果灌水地块竟比不灌水的地块含水量减少2 %,可见只灌水不中耕保墒是达不到灌水目的的,若能经常保持雨后中耕锄地,自然降水和土壤水就能提高其利用率。
2.3地面覆盖,减少蒸发失水
地面覆盖,尤其地膜、塑料大棚、日光温室等保护地栽培,保水增产效果十分明显。大田农业生产可以用碎秸秆覆盖地表。据研究,覆盖3 750kg/hm2秸秆可保水37m3,覆盖7 500kg/hm2秸秆可保水65m3 [4]。雨季到来之前,在玉米地或棉田等地表均匀覆盖碎秸秆,可有效地防止地表径流,减少地面蒸发,更多地保存夏季雨水,同时秸秆逐渐腐烂变成肥料,秋收后翻耕等于普施基肥。据试验,仅地表秸秆覆盖一项措施,就可保蓄小麦一生用水总量的12%~22%[5],从而达到“夏水秋用”“秋水冬用”之目的。这一措施,推而广之,定可大大缓解我市农业用水的紧缺状况。
2.4平整土地,围埂保水
豫东平原的地块并不平,尤其一家一户分着犁地,形成中间高两边低的鱼脊式,“大平小不平”,有水浇不成,若能平整土地使高差小于5~10cm,在地头统一打起高40cm、宽40cm的土围埂,使“一块地顶一块天”,即可有效地防止水土流失,保存自然降水,这是一项简易保水工程措施。另外,在有灌水条件的地块,一定要打好高质量的畦田,畦内要平,畦子宽窄、长短要根据土壤质地而定。
2.5引水补源,科学利用地下水资源
由于历史原因,抽取地下水,降低地下水位治理盐渍化的措施被延续下来,转而成为发展灌溉的唯一措施,盐渍化因井灌而大大减少了,这是竖井排水的一大历史功绩,但物极必反,目前井灌区的地下水位差别在迅速扩大、加深。继续无节制地抽取地下水,无疑是杀鸡取卵、竭泽而鱼,利在当今,祸遗后世。合理地利用地下水的关键是搞好引水补源和节水灌溉,引水补源必须在骨干河道上建立健全节制闸,而且还要有胆识在汛期引水,否则引水补源只是可望而不可及。有节制地开发地下水资源,要改变目前打永久性机井方式,因为机井花钱多,而且单井承担灌水面积太大(一般7hm2左右),不可能及时灌溉一遍。商丘市的降水量往往并不算少,关键是时空分布不均,只需在必须灌水的时间和地块进行补充灌溉即可发挥高效益。据此,根据需要,打临时性的单管或多管对口抽小管井即可。此种井可临时突击进行,单井投资不足300元,1hm2地1眼井,可在3~5d内浇一遍水,不需要时还可拔出井管再利用,灵活机动,群众乐于接受。此井节约投资不占地,不失为实事求是的科学节水灌溉措施。
2.6发展农田林网,改善生态环境
因地制宜发展具有本地特色的农桐、农条、农果等农林间作和护田林带,不仅能提高农业的整体效益,还可改善生态小气候,防风、固沙、防旱减灾。因为
农田林网具有调节大气因素、减风降温增湿的作用。实践证明,一般情况下,在林网区树高30倍距离内,风速平均降低30%左右,夏季气温降低2~4℃,地面蒸发减少20%~30%,空气相对湿度增加10%~15%[6]。
2.7开发利用土壤结构改良剂,提高土壤本身的保蓄水分的能力
土壤结构改良剂可使土壤增加团粒结构,从而协调水气矛盾,增加土壤的通透性和保蓄自然降水的能力。抗旱保墒剂则是更直接地吸收保存自然降水,增加土壤水,这两种人造化学试剂在农业上的广泛应用,定能更有效地缓解农业用水的紧张状况。
3结语
豫东平原的农业用水绝不可能再走无节制地开发地下水的老路,否则将出现越抽越旱、越旱越抽的恶性循环,这一代人决不能把子孙后代的水都耗尽,有责任涵养地下水源,尽可能地补充已经亏缺的地下水源。因此,应尽最大可能地保蓄自然降水和最大可能地减少地面蒸发水分,只要这一代人坚持以保水、补源为中心的治水方针,那么,农业用水就会有所好转,坚持下去必将有益于整个生态环境的良性循环。
4参考文献
[1] 程梁.水,形势吃紧[N].郑州:河南日报,1993-03-30.
[2] 乔伟辉.警报!水危机[N].郑州:大河报,2007-03-23.
[3] 彭琳.黄土地区旱作土壤资源及其合理利用[C].中国土壤学会第五次年会论文集,1983.
[4] 汤向东.迅速培肥砂土的有效途径[J].河南农林科技,1984(6):23-24.
[5] 钱文华.培肥地力以肥调水提高降水利用率的研究[C].中国土壤学会第六次年会论文集,1987.
[6] 张景略.土壤肥料学[M].郑州:河南科学技术出版社,1993.
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