农业科技评职论文发表简述膜下滴灌的技术和效益(3)
近年来,学者们围绕膜下滴灌技术的应用效益进行了大量的实证研究。一致认为,膜下滴灌技术具有显著的经济效益。严以绥等通过对石河子垦区121团、133团、142团和143团采用膜下滴灌种植棉花进行调研。结果表明,膜下滴灌除了可以改善作物的品质外,产量也有大幅度提高。其中,采用大田膜下滴灌技术的棉花,比常规灌溉每公顷增产384.75公斤,增幅达10.28%。籽棉价格按3.4元/公斤计,每公顷可增加产值1308.3元。扣除成本投入后,膜下滴灌每亩纯收入为2921.55元,比常规灌溉增收1085.7元。膜下滴灌加工番茄平均亩产量增加1000公斤,增产率25.00%,每公顷增收达4477.50元。膜下滴灌技术的玉米,每公顷增产幅度达43.37%,收益增加3715.35元。膜下滴灌用于线椒生产,每公顷产量增加3195公斤(干),增产68.71%,每公顷纯收入增加11608.50元。
传统灌溉和现行的常规灌溉模式下,水资源浪费极大,只能保证有限的灌溉面积,因而影响了农业的效益。由于膜下滴灌技术显著的节水效益,同样数量的水源可使灌溉面积扩大近一倍,经济效益自然得到了提高。据李豫新等学者对石河子垦区的家庭农场进行的调查,在常规灌溉模式下,一口水井只能供给200-300 亩棉田全周期灌溉所需,膜下滴灌模式下,则一口水井可保证种植棉花700亩。除节水外,膜下滴灌还带来了整个耕作方式的变革,各种工程措施可为作物生长及时提供必需的水肥供应,作物的产量得以大幅度提高。在上述家庭农场,常规灌溉模式下亩产籽棉250公斤,膜下滴灌模式亩产籽棉则可达350公斤。比常规灌溉种植亩产籽棉高出100公斤,亩增产40%。尽管与常规灌溉相比,膜下滴灌器材的投入使种植棉花的成本要高出118.17元,但其亩利润为319.27元,比常规灌亩利润87.4元高出231.8元,是常规灌溉的近3倍。据计算,膜下滴灌的投资利润率可达77。2%。家庭农场采用膜下滴灌技术种植棉花,不仅在第一年就收回了全部投资,还获得了84480 元的纯收入。
采用膜下滴灌技术,还可以节约水、肥、农药、人力、机力的开支,也可产生一定的经济效益。据对石河子垦区的统计,采用膜下滴灌技术后,水费、机力费、人工费、肥料费和农药费分别比常规灌溉减少40.82%、20.66%、24.01% 、9.22%、7.27%,平均每公顷节支总额达1425元。
⑶、生态环境效益
膜下滴灌的生态效益,主要表现在以下几个方面:
①、 有抑制土壤次生盐渍化的效果
在膜下滴灌条件下,盐碱地采用膜下滴灌方式灌水时, 不断滴入土体的水分对土壤中的盐分有淋洗作用,并可将土体中过多的盐分带出主根区范围,在作物主根系生长区形成一个盐分浓度较低的淡化脱盐区,为作物的生长提供了一个良好的水盐环境。加之覆膜后由于边界条件改变,土壤蒸发率大大减少,盐分上行受到抑制,土壤返盐率也随之大大降低。如合理调整滴头间距和滴水量,即可达到较好的洗盐效果。
由此可见,膜下滴灌除了节水之外,也具有治理盐碱化的功效。在此以前,盐碱化一直除干旱缺水以外的困扰垦区农业发展的因素另一重要因素。为了改良盐碱地,过去一般采用修建排水系统,并利用排水系统洗盐、压盐的方法。这种传统的作法不仅工程量大,而且必须消耗大量的水资源。而采用膜下滴灌系统后,在节水灌溉的同时,还可在耕作层形成有利于作物成长的低盐区,自动产生治理盐碱化的效果,且不需要修建排水系统而占用大量耕地,提高了土地利用率,减少了工程投资,可节省人力、物力和财力。
张建新等在从1998年-2000年的连续3年里,在石河子市炮台试验站进行了膜下滴灌改造盐(化) 土荒地大田的观测试验,该实验研究了膜下滴灌技术在含盐29.08g/kg以上的重盐碱荒地上种植棉花后的盐分变化情况。观测结果表明,由于灌水方式的改变,原有盐碱地耕作层的盐分含量呈逐年减少的趋势。连续使用3年之后,土壤中0-30cm脱盐率达46.1 % ,0-60cm 层的脱盐率则达79.9 %,且有机质和速效氮、速效磷含量均有明显增加。
在过去,垦区内含盐量高的土地,经常被作为荒地弃置。这些土地几乎无法正常种植,即使勉强种植,产量也很低。而近年来,121团场家庭农场采用膜下滴灌后,打破了这一\"禁区\",不仅使盐分含量为6%-10%的盐碱地里长出了棉花,而且单产很可观。2000年以来,农五师在戈壁地广泛地推广运用膜下滴灌技术,目前已在戈壁地上建成2000 hm2 的膜下滴灌工程,成为种植户脱贫致富的有效途径。由于采用膜下滴灌,灌溉用水量大幅减少,原来地下水位下降的趋势得以减缓。
②、 改善农作物微观生态环境
膜下滴灌直接把水分灌入作物根部、降低了湿润面积, 减少了棵间蒸发, 改变了作物的农田生态小气候, 使作物根系生长有良好的水、气、热生态环境。由于集成了覆膜技术,可保证苗期地温明显高于无膜时的地温。这种增温效应可有效地提高光合速率。经测试, 膜下滴灌比无膜滴灌近地面环境大气温度高2.5℃左右, 而比沟畦灌近地面环境大气温度高3.6℃左右。另一方面,膜下滴灌还大大减少了灌溉水的深层渗漏, 从而减少土壤剖面养分的淋失,有利于保持土壤肥力。以棉花为例,采用膜下滴灌后,棉花作物所需要的光、热、水、气、养分条件有了较大的改善,棉花生长发育速度加快,生育期延长7 天。121 团场家庭农场的耕地大多是生荒地或中低产田,采用膜下滴灌技术种植后,对抑制盐碱、杂草和提高土壤肥力作用较大,使中低产田较短时间内可改良为高产田。
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