摘要:設(shè)施農(nóng)業(yè)作為北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種重要形式,近年來得到了快速發(fā)展。水資源的嚴(yán)重短缺給設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。介紹了北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)及其節(jié)水現(xiàn)狀、設(shè)施農(nóng)水節(jié)水存在的問題,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了節(jié)水農(nóng)業(yè)今后發(fā)展的趨勢。
關(guān)鍵詞:設(shè)施農(nóng)業(yè);節(jié)水;灌溉
中圖分類號(hào):S274. 3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
Analysis of Present Situations and Problems of Water2saving of Facil ity Agriculture in Beijing SHAN Jun1 ,TANGLi1 ,LIN Wang2guang2
(1. Beijing Water Technology Center , Beijing , 100073 ,China ;2. Hainan Tuowei Project Supervision Co. Ltd. ,Haikou 570125 ,China)
Abstract :Facility agriculture is an import form of urban modern type agriculture in Beijing. It has developed quickly recently. The severe scarcity of water resources is an austere challenge to fast development of facility agriculture. The present situation of facility agriculture and it s water2saving and existing problems are int roduced in this paper. Based on it , the development tendency of water-saving agriculture in the future is analyzed.
Key words :facility agriculture ; water saving ; irrigation
0 引 言
在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中,自然環(huán)境因素對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響極大,實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境因素的有效控制是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要內(nèi)容。設(shè)施農(nóng)業(yè)是通過一定的設(shè)施,在局部將影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)諸多不可控制的自然環(huán)境因素變?yōu)榭煽匾蛩?為動(dòng)植物生長創(chuàng)造最適宜的環(huán)境條件,從而實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)[1 ] 。設(shè)施農(nóng)業(yè)作為北京都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種重要形式,通過匯集土地、資金、技術(shù)和勞動(dòng)力等要素,形成了以資金密集、技術(shù)密集、勞動(dòng)力密集為主要特征的集約高效性農(nóng)業(yè),也是吸納農(nóng)民就業(yè)的重要載體和農(nóng)民增收致富的重要途徑,能夠有效促進(jìn)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的增強(qiáng)和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,提高水的綜合利用率[2 - 4 ] 。然而,北京市水資源的嚴(yán)重短缺給設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),為節(jié)約水資源,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效,以水資源的可持續(xù)利用帶動(dòng)農(nóng)業(yè)的循環(huán)發(fā)展,充分體現(xiàn)資源節(jié)約型農(nóng)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念,這就要求設(shè)施農(nóng)業(yè)必須采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)。只有成功發(fā)展節(jié)水、高效的設(shè)施農(nóng)業(yè),使有效的水資源得到充分利用,方可真正緩解農(nóng)業(yè)發(fā)展與水資源緊缺的主要矛盾,這不僅大大推動(dòng)了都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,還將從根本上解決農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題,達(dá)到支撐新農(nóng)村建設(shè)健康、快速發(fā)展的目標(biāo)。
1 設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
廣義的設(shè)施農(nóng)業(yè)包括設(shè)施栽培與設(shè)施養(yǎng)殖,設(shè)施栽培的主要設(shè)備包括地膜覆蓋、陽畦、中小拱棚、溫室(連棟溫室) 大棚等。本文中的設(shè)施農(nóng)業(yè)主要指的是設(shè)施栽培中溫室和大棚。
北京設(shè)施農(nóng)業(yè)開始從20 世紀(jì)80 年代初開始發(fā)展。早期的設(shè)施主要以加溫溫室為主,生產(chǎn)成本比較高。從20 世紀(jì)90年代,北京市陸續(xù)從東北、山東等地引入了不同類型的日光溫室,在京相關(guān)科研院所也在此基礎(chǔ)上自行研制了符合本地區(qū)發(fā)展的日光溫室[4 ] 。1999 年北京引入世行節(jié)水灌溉項(xiàng)目,利用項(xiàng)目資金大力發(fā)展大棚,通過項(xiàng)目示范效應(yīng),大棚這種簡易的設(shè)施得到了快速發(fā)展,隨著北京市人口的不斷增加和日益提高的消費(fèi)需求及京郊農(nóng)民增收致富的需要,設(shè)施農(nóng)業(yè)更是得到了快速的發(fā)展。目前,日光溫室、大棚是京郊設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要形式。截止到2007 底,共有設(shè)施農(nóng)業(yè)1. 46 萬hm2 ,比1995 年增加了1. 1 萬hm2 ,增長了3 倍。詳見表1 。
北京設(shè)施農(nóng)業(yè)以種植蔬菜(含食用菌) 為主導(dǎo),種植品種多樣化。目前,設(shè)施農(nóng)業(yè)中蔬菜(含食用菌) 種植面積為12 267hm2 ,占設(shè)施農(nóng)業(yè)總種植面積的84 %;水果(含西甜瓜和草莓)為1 752 hm2 , 占溫室總種植面積的12 %; 園藝苗木為438hm2 ,占溫室總種植面積的3 % ,詳見表2 。
在設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中,各區(qū)縣根據(jù)本地區(qū)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,因地制宜,逐漸發(fā)展和形成了具有本地特色的設(shè)施農(nóng)業(yè)類型,如大興區(qū)、順義區(qū)以西甜瓜和蔬菜為主,平谷區(qū)以大桃和蔬菜為主,房山區(qū)以食用菌和蔬菜為主,昌平區(qū)以草莓采摘和觀光休閑為主的設(shè)施農(nóng)業(yè)等。隨著都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,京郊設(shè)施農(nóng)業(yè)的面積逐年增加,在京郊農(nóng)業(yè)中所占的比重也在逐漸增大,設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為北京發(fā)展都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)主要的產(chǎn)業(yè)形態(tài)。
2 設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水現(xiàn)狀
設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉伴隨著農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉整體向前發(fā)展,從土渠灌逐步發(fā)展到以微灌和低壓管道輸水灌為主。北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水經(jīng)過近幾年的大力發(fā)展,以滴灌為主的微灌技術(shù)在京郊設(shè)施農(nóng)業(yè)中得到了快速發(fā)展,微灌面積達(dá)到7 600 hm2 ,占設(shè)施農(nóng)業(yè)面積的52 % ,采用低壓管道輸水灌溉的面積為5 681hm2 ,占38. 9 % ,采用土渠灌、渠道防滲輸水灌溉和噴灌形式的面積為1 323 hm2 ,占設(shè)施農(nóng)業(yè)面積的9. 1 % ,詳見表3 。
設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌面積主要集中于農(nóng)業(yè)示范園區(qū)、示范基地和部分散戶經(jīng)營。其他灌溉形式集中于農(nóng)村的一家一戶。全市設(shè)施農(nóng)業(yè)用水量1. 3 億m3 ,基本上靠開采地下水,占農(nóng)業(yè)用新水總量的10 %。設(shè)施農(nóng)業(yè)灌溉水利用系數(shù)達(dá)到了80 %以上。
3 設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水存在的問題
雖然設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水取得了明顯成效,但與北京嚴(yán)峻的水資源短缺的形勢相比,還存在一些問題,同時(shí),與農(nóng)業(yè)節(jié)水在全國起示范作用的要求相比,還有不小的差距。
(1) 對(duì)微灌節(jié)水認(rèn)識(shí)不到位。盡管微灌技術(shù)是一種較成熟的節(jié)水灌溉技術(shù),然而由于人們對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌常用設(shè)備的性能及合理的使用場合缺乏充分的了解,加之受觀念及經(jīng)濟(jì)等因素的影響,追求低投入的傾向比較嚴(yán)重,因此在設(shè)計(jì)和使用過程中常常出現(xiàn)許多問題,使微灌工程發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。同時(shí),有的企業(yè)化經(jīng)營的設(shè)施農(nóng)業(yè),管理者沒有科學(xué)用水的概念,對(duì)水表的度數(shù)也不太在意,使微灌設(shè)備沒有發(fā)揮應(yīng)有的節(jié)水作用。
(2) 設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備存在一定問題[5] 。一是微灌輸水用主管道PVC 管材質(zhì)量沒有保證,性能不穩(wěn)定;微灌PE 管、PP 管質(zhì)量參差不齊,防老化、防蟲咬等性能差,壽命短。二是球閥、壓力流量調(diào)節(jié)器、排氣閥等品種規(guī)格少,沒有形成系列化,產(chǎn)品單一,材質(zhì)差。三是首部中的過濾器和施肥罐等產(chǎn)品品種規(guī)格少,技術(shù)含量低,結(jié)構(gòu)簡單,內(nèi)密封性差,不僅漏水現(xiàn)象嚴(yán)重,而且由于過濾器性能差而引起的灌溉系統(tǒng)堵塞的現(xiàn)象也非常普遍。四是微噴頭和滴頭較大的產(chǎn)品制造偏差引起較高的流量偏差,有些產(chǎn)品甚至不出水;盡管微灌管(帶) 產(chǎn)品的質(zhì)量和精度相對(duì)較高,但微灌管(帶) 的出水口仍易堵塞,使用壽命較短等。
(3) 設(shè)施農(nóng)業(yè)用水量高。設(shè)施農(nóng)業(yè)由于土壤耕層不能直接利用天然降水,而要依靠人為灌溉來補(bǔ)充水分,在大型的保護(hù)設(shè)施內(nèi)實(shí)現(xiàn)周年生產(chǎn)的栽培制度下,采用傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)灌水,灌溉水量就會(huì)比露地同類作物栽培要大[6 ] ,使得單位面積用水量高,一般是產(chǎn)量越大,用水量越高。根據(jù)市水務(wù)局相關(guān)調(diào)查結(jié)果測算,近兩年全市設(shè)施農(nóng)業(yè)平均灌溉用水量約為9 750 m3 /hm2 ,是糧食作物的2. 89 倍,豆類作物的6. 5 倍,牧草的5. 4倍,詳見表4 。
(4) 設(shè)施農(nóng)業(yè)用水效率整體不高。盡管微灌所占比例過半,但是由于對(duì)科學(xué)用水,精確灌溉不掌握,設(shè)施農(nóng)業(yè)微灌時(shí)用水量依舊較大;低壓管道輸水能夠減少輸水損失,但在其出水口后,依然采用漫灌,用水效率并不高。
(5) 農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用。市農(nóng)業(yè)局土肥站等單位組織的一些農(nóng)藝節(jié)水試驗(yàn),如水肥一體化、隔溝交替灌溉、保水劑施用等技術(shù)試驗(yàn),節(jié)水25 %～40 % ,而且還有提高產(chǎn)量、降低成本等效果,但利用這些技術(shù)的設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水面積幾乎為零。
(6) 設(shè)施農(nóng)業(yè)自動(dòng)化程度低。在以色列、荷蘭等國家普遍使用的計(jì)算機(jī)遙控灌溉、土壤墑情監(jiān)測、自動(dòng)化灌溉等先進(jìn)技術(shù),只有少數(shù)農(nóng)業(yè)高科技示范園區(qū)引進(jìn)了國外這種先進(jìn)的全自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)。目前,設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備基本上處于手動(dòng)或半自動(dòng)控制水平,國內(nèi)尚沒有成型的全自動(dòng)智能灌溉系統(tǒng)產(chǎn)品,壓力調(diào)節(jié)器、自動(dòng)控制器、水控電磁閥等產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品相比還有很大的差距。一些類似于智能灌溉系統(tǒng)的產(chǎn)品,隨也取得了初步成效,但其整個(gè)系統(tǒng)的配套性、精確性和穩(wěn)定性還相對(duì)較差。
4 設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水發(fā)展趨勢
今后,北京市將加快新農(nóng)村建設(shè)步伐和節(jié)水型都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)進(jìn)程,而水資源的嚴(yán)重匱乏則對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)提出了更高的要求?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,使節(jié)水灌溉設(shè)備發(fā)展突飛猛進(jìn)、日新月異。開發(fā)、研制和完善適合我市農(nóng)業(yè)實(shí)際情況的微灌系統(tǒng)設(shè)備,并促進(jìn)形成產(chǎn)業(yè)化,是我市設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉亟待解決的技術(shù)問題。未來,我市的設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水將朝著精確、適用、先進(jìn)、成套、可靠的方向發(fā)展。
設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水微灌化是設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水工程發(fā)展的重點(diǎn),通過試驗(yàn)研究積極把現(xiàn)有低壓管道輸水灌溉的設(shè)施農(nóng)業(yè)改造成滴灌、微噴等形式的微灌化設(shè)施農(nóng)業(yè),對(duì)今后新發(fā)展的設(shè)施農(nóng)業(yè)工程節(jié)水一步做到微灌化灌溉。
隨著設(shè)施內(nèi)種植的各種作物的需水規(guī)律、節(jié)水灌溉制度、農(nóng)藝節(jié)水技術(shù)等節(jié)水灌溉理論研究成果的應(yīng)用和節(jié)水技術(shù)的成形,科學(xué)灌溉將在設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水中得到大力發(fā)展。
設(shè)施農(nóng)業(yè)中,微灌設(shè)備隨著“電腦”控制的發(fā)展,微灌系統(tǒng)中供水自動(dòng)化、田間配水自動(dòng)化、農(nóng)藥和化肥的調(diào)配和回收自動(dòng)化也將得到快速發(fā)展。同時(shí),塑料模具加工精度越來越高,加工成本費(fèi)用也大幅度降低,大大地促進(jìn)了微噴頭、滴灌帶及其附件的更新?lián)Q代速度和成品率的提高,為設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備的使用可靠性提供了保障。
5 結(jié) 語
設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及的專業(yè)和領(lǐng)域比較多,必須深入研究作物生長過程中的需水信息和環(huán)境因素,制定科學(xué)合理的灌溉制度,達(dá)到適時(shí)適量按需灌水。按照作物生長過程中對(duì)水、肥、藥、環(huán)境等的需要,開發(fā)適合不同設(shè)施農(nóng)業(yè)作物需要的設(shè)備,將灌溉、施肥、植保、栽培、管理和環(huán)境控制等技術(shù)有機(jī)結(jié)合,才能真正滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,才能將設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水工程的省工、省水、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、增產(chǎn)等效益發(fā)揮出來。
參考文獻(xiàn):
[1]李巒松. 重慶市設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀與問題分析[J ] . 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版) ,2005 ,3 (3) :13 - 14.
[2]古文海, 陳建. 設(shè)施農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀分析及展望[ J ] . 農(nóng)機(jī)化研究,2004 , (1) :46 - 47.
[3]李萍萍. 設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J ] . 農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2002 , (1) :4 - 6.
[4]熊波,張加勇,劉曉明. 北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[ J ] . 當(dāng)代農(nóng)機(jī),2007 , (11) :43 - 45.
[5]匡尚富,高占義,許 迪. 農(nóng)業(yè)高效用水灌排技術(shù)應(yīng)用研究[M] .北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001.
[6]羅金耀,李少龍. 我國設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉理論與技術(shù)研究進(jìn)展[J ] . 節(jié)水灌溉,2003 , (3) :11 - 13.
[7]田金霞,肖 華,姚少華. 北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)雨水利用模式分析[J ] .節(jié)水灌溉,2007 , (3) :60 - 61.
作者簡介:單軍(1978-) ,男,碩士,工程師,主要從事節(jié)水灌溉技術(shù)和工程項(xiàng)目管理。
