黄河三角洲节水农业高质量发展研究

刘国平，张培农

（垦利区农业农村局，山东 东营 257500）

位于黄河三角洲中心地区的东营市土壤以盐化潮土为主，多是黄河携带的泥沙冲击渤海退海之地而成，土壤质地疏松、保水保肥性差，在灌溉时农业用水的渗漏现象十分严重。东营市多年平均降水量为542.9 mm，年际变化在355.3～842.6 mm。黄河三角洲地区水浇地的用水除了小清河以南可以用地下水进行灌溉以外，其余大部分地区都是引黄河水进行灌溉。为了保障黄河入海口湿地生态用水，国家采取了多种措施保证黄河不断流，但是黄河水除了首先满足城乡居民生活用水外［1］，还要保障黄河三角洲湿地生态恢复用水，国家黄河河务部门分配给黄河三角洲地区的用水指标仍不能满足日益增加的用水需要。同时，农业是耗水大户，东营市黄河取水总量50%以上都用于农业灌溉，而农业用水中浪费现象十分严重，灌溉水的利用率低，灌水定额普遍偏高，多数地块的灌水量超过农作物实际需水量一倍以上。因此，大力发展节水农业是解决黄河三角洲水资源短缺的根本之策，也是黄河流域生态保护和高质量发展的必由之路。本研究总结了黄河三角洲地区农业节水措施，包括工程节水措施和农艺节水措施，并分析各种措施的优缺点，以期找出更符合黄河流域生态保护和高质量发展的农业节水措施。

1 黄河三角洲工程节水措施及存在的问题

工程节水措施是通过沟渠、水库等衬砌以及推广先进的工程节水设施达到农业灌溉用水节约的目的，从而提高灌溉水利用率。黄河三角洲的工程节水技术主要包括“三灌”技术、水库、沟渠衬砌技术和管道输水与畦灌相结合技术［2］。

1.1 “三灌”技术

“三灌”技术即喷灌、滴灌和渗灌。以喷灌和滴管为主的高效节水灌溉技术自90年代初引入黄河三角洲以来，大大提高了灌溉水利用率，同时在灌溉过程中还能结合追施水溶性肥料，很快被当地群众接受，推广使用面积不断扩大。如自2019年秋种开始试验推广的浅埋滴灌节水技术不再保留垄沟和田间畦埂，而是用小麦播种机加挂铺设滴灌带设备，播种、镇压后在农田开沟和覆土，将滴灌带浅埋于地下，播种的同时也完成了滴管管道的铺设工作，根据作物需水情况适时滴灌，并且结合作物需肥情况，采用水肥一体化技术进行滴灌和施肥。浅埋滴灌技术将传统的浇地变成浇苗，使用起来更省水、省电、省力，预计比大水漫灌式的传统浇地方法节省约60%的水，还能科学施肥、精准施肥、增产增效。虽然以滴管为主的“三灌”技术优点较多，但是由于黄河水的泥沙含量比较高，极易堵塞滴头或喷头，同时对农耕要求比较高，作业过程稍不注意就会破坏这些灌溉设施，从而增加灌溉成本。此外，东营市多数土壤含盐量偏高且地下水位较浅，这种灌溉模式很容易造成土壤返盐而使作物死亡。

1.2 水库、沟渠衬砌技术

针对黄河三角洲地区农业灌溉输水过程中跑冒滴漏现象十分严重的问题，用混凝土对水库和输水管道进行硬化处理后能在很大程度上减少灌溉水的渗漏问题。据水利部门资料显示，经衬砌后的沟渠比未经衬砌的沟渠减少损失40%以上，同时衬砌技术还能延长储水、输水设施的使用寿命。目前，东营市主要的引水灌渠大多经过水泥硬化衬砌。但是经过衬砌的水库、沟渠由于当地土质疏松的原因维护成本较高，同时衬砌技术仅考虑了减少引水渗漏问题，而淡化了生态保护的问题，这种衬砌技术人为割裂了土壤与水体的关系，使水系与土地环境等分离，这样就影响到水库与沟渠的生态功能，与黄河流量生态保护的理念相违背，所以应该选取更先进的灌溉技术来替代衬砌技术［3］。

1.3 管道输水与畦灌结合技术

黄河三角洲地区尤其是小清河以北的广大地区，受传统耕种习惯的影响土地规模一般较大，农民在灌溉过程中习惯采取大水漫灌，有些土壤盐渍化相对较重的地块还存在大面积淡水洗盐的粗放模式，造成严重的灌溉水浪费，这也是造成黄河三角洲地区灌溉水利用系数一直较低的主要原因。在生产中应该引导农民逐渐改变这个习惯，改大水漫灌为小面积的畦灌，同时采用塑料管道输送灌溉水替代沟渠输水，这样不仅可以节约大量宝贵的黄河水资源，还能减少大水漫灌过程对黄河三角洲地区地下水位的抬升［4］。

2 农艺节水措施

农艺节水是通过在农业生产中对原本起伏不平的耕地进行土地整平，然后划成长畦进行灌溉，同时采用地膜覆盖技术、有机肥替代化肥和水肥一体化等技术达到农业节水的目的。同时，这些技术的实施不仅可以改善土壤条件，减少地表蒸发和地下水抬升，调节田间小气候，还能减少农作物病虫草害的发生。这些技术的特点主要概括为以下4 类。

2.1 地膜覆盖，以盖保水

地膜覆盖技术是黄河三角洲地区旱作农业发展过程中具有历史性意义的一项农艺技术。由于东营市多数土壤地下水位较浅，土壤极易返盐，盐分含量过高也使得当地春季土壤温度回升缓慢，造成播种早农作物有烂种现象。地膜覆盖技术的推广很好地解决了这个问题，在普遍提前10～15 d 播种的情况下还可以减少地面蒸发，提高灌溉水的利用率，为作物的生长发育创造了良好的生态环境。从20 世纪70—80年代至今，农用地膜在黄河三角洲农业生产中示范、推广已有30 多年的时间，最初是在棉花上推广应用地膜覆盖栽培技术，人们称之为“白色革命”。因为地膜覆盖技术具有增温保湿、保水保肥、节劳减支、增产增收的特性，尤其在东营市这种旱耕地盐渍化情况较重的地方推广地膜覆盖技术比露地栽培更有优势。一是可以使低温更快地回升达到棉花适宜的播种温度，当地地膜覆盖棉花比不覆盖的棉花早播种十几天，这样就可以使棉花秋桃在霜降前都达到成熟；二是覆膜栽培保墒抑盐能力强，每年春播时期正好垦利区水资源比较紧张，并且这个时候由于土壤中水分的蒸发量较大，土壤中的盐分容易随着水分的蒸发聚集到地表而对作物产生盐害，容易造成死苗现象。覆膜栽培能减少土壤中水分蒸发量，从而大大减少作物盐害现象的发生；三是地膜覆盖可以有效减少棉田的病虫草害发生。当地种植习惯是在棉花播前先喷施除草剂，然后播种、覆膜以及施肥同时进行，这样不但棉田杂草很少生长，肥料由于也在地膜下而挥发减少，无形之中提高了化肥的利用率。地膜覆盖技术引进以来迅速在棉花、瓜菜、春玉米等作物上推广普及，根据多年观察统计，棉花增产30%～40%，瓜菜和春玉米增产30%～50%［5］。

虽然地膜覆盖技术在农业增产增收方面的作用是“革命性”的，但是也相应产生了一些不良影响，由于现有覆膜生产技术措施不到位，治理措施未能及时跟进，导致农业面源污染加剧。现在使用的地膜多为聚乙烯材料制成，残膜在土壤中很难自然降解，以前使用的地膜较厚，农民在春耕播种前用耙等农具将残膜聚集起来清除出地块；现在一些农膜生产厂家为了追求利益生产越来越薄的地膜，地膜厚度达0.008 mm，这些使用后的残膜很难被清除出田块，残留在土壤中的残膜会直接破坏土壤原有结构，降低耕地质量；农田中的残膜不及时处理还会越积越多，达到一定数量就会影响作物根系的生长，从而影响作物产量的进一步提高。一些种植年限较长的棉田，由于连续多年使用旋耕机进行耕作造成犁底层较浅，在很多地块的犁底层土壤中还能发现残存的农膜。此外，农民清除出田块的废旧地膜由于缺少有效的回收处理机制，也多是丢弃于田边地头的沟渠等地，这些暂时被清除的残膜极易被风吹散，遍布各田地，同时，路旁沟渠等处绿化带树木上也常被挂上废旧农膜，严重影响到乡村景观和环境卫生。

2.2 优化施肥，以肥保水

近2年，黄河三角洲地区推广有机肥替代化肥技术，鼓励农户增施有机肥而减施化肥，对使用商品有机肥的农户给予一定财政补贴。政策的实施提高了农户使用有机肥的积极性，尤其是一些种植大户，增施有机肥正在逐渐变成他们的施肥习惯。土壤增施有机肥后不但可以提高土壤肥力，还能增强土壤的保水保肥能力，从而达到提高灌溉水利用率的目的。同时最近比较热门的水肥一体化技术也在黄河三角洲设施农业中推广较快，水肥一体化就是运用智能水肥一体化系统，根据田间作物的生长需求，在进行滴管、渗灌的过程中把施肥也一起完成的技术。该技术的推广真正做到因需浇水、因需施肥、节水减肥，同时作物全生育期都处于良好的水肥环境中，其对病虫害的抵抗能力就会增强，减少农药使用同时也能在一定程度上提高农产品品质。

2.3 保护性耕作，以耕节水

黄河三角洲地区的土壤由于开发较晚，土壤较瘠薄且高低不平，蓄水蓄肥能力差，土质较疏松，容易造成表层土壤的流失。传统的耕作模式是以翻、耙耕作，播种前用旋耕或深耕、深松机械对土壤进行疏松的同时把前茬作物以及杂草翻压到下面，然后进行整平处理；这种耕作不仅能耗高，还会造成水土流失严重，破坏生态环境，整个黄淮海地区春季沙尘暴发生或多或少与这种耕作模式也有关系。保护性耕作技术又称少耕或免耕，是在满足作物生长条件的基础上尽量减少田间作业，将秸秆粉碎还田，采用机械化和半机械化措施保证播种质量，以达到减少水土流失、培肥地力、保护环境和资源的目的。保护性耕作技术能提高土壤的蓄水保水能力，使灌溉水的利用率提高30%以上，同时还具有增强土壤的蓄水保水和提高降水利用率的功能。由于大量的秸秆残茬覆盖地表，切断了土壤毛管与大气之间的联系，减弱了土壤空气与大气之间的交换强度，从而减少了地表水分蒸发，增强了土壤的蓄水功能，起到了抗旱保墒的作用，既节约了大量的灌溉用水，还降低了生产成本。同时保护性耕作还能增加土壤有机质含量，提高土壤供肥能力，保护性耕作中的秸秆覆盖能显著增加土壤的有机质含量，据测算，每667 m2覆盖300 kg 秸秆能使土壤耕作层的有机质含量增加0.06个百分点。此外，免耕还减缓了土壤有机质的分解，保持了土壤肥力。通过对比试验可以看出，保护性耕作地块土壤各种养分含量都有显著增加，同样施肥，保护性耕作地块出苗齐、长势好。

2.4 改变种植模式，推广耐旱作物种植

调整种植结构，改水稻、莲藕等高耗水作物为耐旱特色作物。黄河口大米以其优良的品质驰名国内外，但是由于耗水量巨大，黄河三角洲的黄河水引用指标有限，所以发展前景一般。选择耐旱作物代替水稻、莲藕等耗水量大的作物势在必行，耐旱作物是指具有较强的耐旱抗逆性，在干旱缺水的情况下能正常生长发育，保持或接近正常产量的作物。耐旱作物的形态主要表现在叶窄小，有的遇到干旱能卷成筒状，把气孔卷在里面；有的叶片上气孔又少又小，干旱高温时气孔能自动闭合；有的叶片上有茸毛，表皮层和角琢层厚，能反射阳光；还有的气孔钾陷入表皮层内。适合在黄河三角洲地区种植的耐旱粮食作物有粟、薯类等，耐旱蔬菜有秋葵等。薯类也是极其耐旱的作物，20 世纪60—70年代，由于小麦、玉米等粮食作物的产量较低，为了解决温饱问题，黄河三角洲黄河滩区红薯的种植规模一直较大，2015年以来垦利区兴隆街道后李村引进紫薯种植，这类农产品具有保健功效，深受城乡消费者青睐，可以大量发展。秋葵是耐旱且营养价值极高的蔬菜作物，其栽培管理比较粗放且适应能力强，可大力发展。

3 结语

通过政府的行政干预手段，采取一定的激励机制，鼓励农户合理灌溉，减少浪费。黄河滩区私自取用黄河水的现象比较严重，这不仅会造成黄河水的大量浪费，还会影响黄河入海口湿地生态的恢复保护。所以政府部门要通过行政干预手段，严格落实国家相关黄河水取水用水制度，促进黄河流域农业节水高质量发展。此外，黄河三角洲地区节水农业的发展不仅要依靠节水等的科技进步，还要增强当地群众的节水意识，通过大力的宣传，使人们都能认识到黄河的生态功能至上，保证黄河安澜。总之，只有全面树立节水意识和观念、增加节水技术投入、普及节水技术的运用，再探索配套行之有效的制度管理框架，才能使黄河三角洲地区的农业节水技术和措施真正落到实处。