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第一节
研究意义

一、西北干旱区水肥管理形势严峻

新疆维吾尔自治区位于中国西北边陲,地处东经 73°40'~96°24'、北纬34°22'~49°08'之间,面积为166万km 2 ,占我国国土总面积的1/6,是我国陆地面积最大的省级行政区。新疆地处亚欧大陆腹地,战略位置十分重要,陆地边境线5600多km,占我国边界线总长的1/4,同时与8个国家接壤,在历史上是古丝绸之路的重要组成,也是第二座“亚欧大陆桥”的必经之地。

新疆深居内陆,远离海洋,受高山阻挡,海洋气流极难到达,形成明显的温带大陆性气候,气温温差较大,光照时间长,太阳能资源丰富,降雨量少,蒸发作用强烈,各地气候条件差异较大。据统计,北疆降雨量为100~200mm,年蒸发量为1000~2000mm,蒸发量几乎是降雨量的10倍;南疆降雨量为5~100mm,年蒸发量为2000~4000mm,蒸发量是降雨量的30倍以上。

目前,超过90%的新疆人口居住在绿洲之中。绿洲农业是绿洲经济发展的基础,绿洲农业的稳定和发展离不开灌溉。但是随着新疆经济社会的快速发展,人口逐年累计,新疆绿洲承载力日益加重,人口与水资源、生态环境的矛盾日益突出,经济社会发展严重受到水资源限制。如何破解水资源紧缺问题,是新疆亟待解决的重大难题。据统计,新疆农业用水比例占社会经济用水总量的90%以上,但农业只占GDP总量的13.87%。其原因为部分区域农业用水灌溉方式粗犷,灌溉水利用效率低,水资源匮乏与水资源浪费现象并存。因此提高农业用水效率、减少水资源浪费是节约水资源的关键。党的十九大报告提出实施国家节水行动,标志着节水成为国家意志和全民行动。

但由于葡萄的大面积种植受泵房、水源水渠供应等条件的限制,仍然有大面积的特色林果滴灌系统工程尚未得到统一普及。另外,由于成龄葡萄树和大枣树的根系在多年漫灌条件下分布已经相当广泛,采用一般的一行一管或者一行两管的毛管布设方式满足不了果树对水分的需求,而且滴灌系统的安装调整以及水源循环都还不是很完善,绝大部分农户看不到滴灌系统的优点,又考虑到滴灌系统的成本较传统的沟灌高,所以滴灌系统在特色林果上的应用受到很大限制。而现阶段,新疆红枣业灌溉水利用率普遍低下,农一师地区12.67万hm 2 的红枣和东疆吐哈盆地地区成龄葡萄大面积采用传统漫灌灌溉方式,灌溉定额高达1650mm。枣农和葡萄种植户的管理与知识水平有限,红枣和葡萄的管理技术仍然以经验灌溉为主,随意灌溉现象较为普遍,农业节水水平较低,水资源浪费严重且严重挤占了生态用水,生态环境脆弱问题日趋严峻。长期以来,对作物耗水规律的研究未形成统一共识,针对特定区域内不同水肥处理下作物耗水规律的研究更少。同时针对吐哈盆地地区成龄葡萄和南疆沙区成龄红枣的灌水施肥制度的确定大多基于生长、产量指标,并未从生理、产量及品质指标方面对水肥用量进行综合评价。南疆和东疆地区并未针对性地制定相关施肥制度,缺乏科学合理的施肥技术来指导生产,大量、过量施肥情况普遍存在。落后的水肥管理模式无法与区域内农业产业化发展趋势同步,阻碍区域内社会经济的可持续发展。

二、新疆特色林果业滴灌技术蓬勃发展

目前新疆优质红枣和葡萄等特色林果的种植面积每年约达1000万亩,面积、产量、品质及人均消费量均居全国之首,其GDP (生产总值)已超过1000亿元。特色林果的收入已占到当地农民年收入的4成以上,是当地支柱产业和主要的收入来源。现阶段,成龄枣树及葡萄仍然大面积采用传统漫灌的灌溉方式,灌溉定额在1500mm以上,农业节水水平较低,水资源浪费严重且严重挤占了生态用水,生态环境脆弱问题日趋严峻。近几年,工农业用水矛盾日益突出,水资源严重短缺,阻碍了新疆地区农业及社会经济的可持续发展。目前在果树上主要采用的微灌形式为涌泉灌、滴灌,其节水率均在30%~40%之间,增产率在10%~15%之间,滴灌经济技术指标相对较高。下面对两种灌溉方式在我区应用情况进行分析比较:在灌水特性上,涌泉灌单孔流量大,灌水效率介于滴灌与淹灌之间,易出现深层渗漏,降低了肥料利用率;滴灌灌水效率相对较高,通过使用观察滴灌改善和控制作物在土壤中生长环境(水、肥、气、热、微生物)能力表现最好;滴灌对水质要求较严;工程施工中,涌泉灌工程毛管及滴头安装工序较多,工作量大;工程建设一次性亩投资比较,涌泉灌工程亩投资为850~900元/亩,渠水加压滴灌工程亩投资在650元/亩左右(井水加压滴灌工程在 550 元/亩左右)。果树滴灌技术在新疆南疆区已大面积推广应用。

三、研究意义和重要性

滴灌是当今应用最广泛的节水灌溉技术。它利用低压管道系统,使水成点、缓慢、均匀又定量地浸润作物根系发达的区域,使作物主要吸水层土壤始终保持在最优含水状态。传统的地面灌溉湿润全部面积的土壤,滴灌仅湿润作物根区土壤,因此滴灌能够节约用水量、促进作物生长、提高产量和品质,是一种有效的局部灌水技术。滴灌技术的发展起源于19世纪60年代。我国早在1974年就从墨西哥引进滴灌技术,之后该技术的发展起起伏伏。在1996年,新疆成功将滴灌技术应用于棉花栽培中,之后该技术迅速发展。到目前,新疆已是我国滴灌技术应用最广、效果最好的地区。新疆绿洲灌溉农业取得的成就离不开农业节水灌溉技术的发展,高效节水灌溉技术是绿洲农业稳产高产的保障。新疆昼夜温差大,光照时间长,有效积温高,生育期内降雨少。这些得天独厚的气候条件和生态环境非常适宜林果的生长发育,使新疆成为了我国重要的特色林果生产、加工和出口基地。如何合理利用滴灌技术来发展新疆特色林果业以起到节水、增产、提效的作用已成为亟待解决的问题。

因此本研究针对新疆干旱区葡萄及红枣种植中存在的灌溉制度不合理、肥料生产效率低、土壤次生盐碱化等问题,系统研究并揭示了东疆吐哈盆地葡萄种植技术、南疆沙区枣树栽培中滴灌节水关键技术,根据葡萄及红枣需水规律、盐碱地滴灌土壤水盐运动特征、漫灌改滴灌枣树及滴灌葡萄水肥耦合模型,形成了“新疆特色林果滴灌节水关键技术研究”研究成果,为滴灌在新疆特色林果中的推广应用提供了理论依据和技术支撑,有效解决了新疆水资源匮乏对葡萄、红枣生产限制的问题,为保护和改善新疆的农业生态环境和农业的可持续发展提供了有力的技术支撑,对发展新疆经济、稳定边疆具有重要意义。 nRLiLxxl21UkO1i3HVNi6R1r5jrDzM/nC5VZ5c6ig+5n07kL4q8+1qnpBpUlWoJ4

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