农业节水,做不完的大文章

水是生命之源,地球表面70%被水包围,但那都是很咸的海水,只有陆地上(下)的水才是淡水,我们所说的水资源主要指淡水,它是海水通过蒸发成水蒸气,再通过降水来到陆地上,贮存于河流、湖泊和地下。

水资源是人类最宝贵的资源之一。而我国水资源人均占有率并不高,是比较缺水的国家。特别是我国的华北和西北地区,降水稀少,水资源尤其宝贵,每年都要从水资源相对丰盛的南方长江引水,这就是南水北调工程。近些年,“保护水资源,合理用水”,越来越成为世界各国和社会各界的共识。

在人们固有的印象里,似乎工业用水和生活用水是占多数的,其实农业领域的用水也不少,农业领域的用水浪费常常被人忽视。尤其是我国南方地区,水资源相对比较富足,但不意味我们可以随意浪费水资源。以往,东南沿海地区的农业生产,水资源的使用,大多是随心所欲、不计成本的。在我们江苏,农业生产用水,目前仍然免征或暂缓免征水资源费,只是每年每亩象征性缴纳7元的水利工程费。随着形势的发展,工农业用水量的持续增长,淡水资源紧张的状况必将加剧,因此,农业节水,改变不计成本的用水方式已是大势所趋。

不算不知道,其实,我国的农业用水浪费现象是十分惊人的。数据显示,我国农田灌溉水的利用效率仅为40%左右,剩余60%的水资源在流失的过程中白白浪费掉了,所以在我国高标准农田建设中,把水利设施、水利工程、防渗渠建设,作为其中最重要的内容,目的就是为了减少水资源的流失。农业生产在用水过程中,还会产生大量的农业污水,比如养猪用水冲洗猪圈,还有水产养鱼,加剧了水资源的紧缺不说,还对生态环境造成了巨大压力。

农业节水,首先要在观念和管理机制上做出改变。要认识到水也和土地一样,是一种资源,谁占用,谁付费。近年来,四川宜宾市的“水表灌溉”模式无疑是农业用水管理的一次改变。该市为5万亩稻田安装水表,对每块田地的用水量精确地计量,农民通过水表可以清楚地知道自己每次灌溉所消耗的水量,根据计量交费,虽然水价低,用水成本微乎其微,并没有增加农民的负担,但这种精确计量的方式,让农民对自己的用水情况有了更直观的认识,提高了农民的水资源意识,杜绝了过去用水浪费的现象,也为优化灌溉方案提供了可靠的数据支持。

农业节水,在技术上也是层出不穷。最突出的莫不过于改往常的通过沟渠大水漫灌为通过管道施加一定的水压输水灌溉,实行精准滴灌、喷灌、雾灌等多种方式灌溉。

管道灌溉较沟渠灌溉最大的好处其实是节约了土地 。以往传统的灌溉方法是水通过干渠、支渠、斗渠,毛渠五级渠道输送到田间的,而在田间还要挖大量的埂、畦、沟渠,这样真正有效的种植面积只有7080%,而采用管道灌溉取消了田埂、沟渠,可增加种植面积1520%,这就节约了土地。用传统的地面沟灌、畦灌、自流漫灌,还要大搞平整土地,自然加大了农田水利基本建设的工作量,采用压力管道灌溉后,土地基本不需平整,种地实现了“三无”,即无渠、无沟、无埂,大大减轻了水利建设的工作量,有力促进了农业向机械化、产业化、现代化方向的发展。

精准滴灌,就是在田间通过滴灌带,把水一滴一滴地均匀而缓慢地滴在作物根部附近的土壤中,这是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式,其水的利用率可达95%。中东弹丸之国以色列是建在沙漠上的国家,水资源奇缺,但是它依靠滴灌技术,硬是“滴出”了一个农业强国。滴灌技术还可以与施肥相结合,实现水肥一体化,也就是把肥料按照不同土壤的养分含量、作物的需肥规律等特点,将水和肥料融合,定时定量对作物进行灌溉,可提高肥效一倍以上。滴灌技术适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉,其不足之处是滴头易结垢和堵塞,因此应对水源进行严格的过滤处理。国产设备已基本过关,有条件的地区应积极发展滴灌。

喷灌是将灌溉水加压,通过管道,由喷水嘴将水喷洒到灌溉地上,喷灌是目前大田作物较理想的灌溉方式,既适用于平原地区也适用于丘陵山区,多采用移动式,特别在地形起伏较大、土壤透水性强、采用地面灌溉困难的地方采用喷灌效果更为显著。

雾灌是近年发展起来的一种又节水灌溉技术,是通过有压管网将加压的水输送到田间,再经过特制的雾化喷头将水喷洒呈雾状进行灌溉,既补充了土壤水分,同时又可增加作物的株间湿度,调节株间温度,改善田间小气候。近几年来,常用于茶叶、柑桔、果树、食用菌、蔬菜、农林、花卉等经济作物灌溉,节水、增产效果十分显著。

在农业生产上,还常用地膜覆盖来保摘。地膜覆盖可使蒸发的水分在膜内形成水珠后,再落入地表浇灌作物和湿润土壤,循环利用水资源,减少土壤水分损失。除了保墒保水外,地膜覆盖还具有增温保温、提高土壤肥力、抑制杂草生长、促进作物早熟、保持土壤结构和防治病虫害等多方面的好处。只是采用地膜覆盖,在作物换茬时,一定要清理残膜,避免农膜残留土中,造成“白色污染”,影响土壤的通透性。

收集雨水。修建集雨设施,如将雨水集中到小水窖、小水池等一些小、微型水利工程蓄存起来,用于农业灌溉。在农村,在低洼处,原本有许多天然的池塘,后来都被平整了,非常可惜,要对现有池塘加以保护改造利用,在遇强降雨时起到截流贮水作用。在设施大棚或房屋四周要开好水槽,及时将雨水引入池塘等储水设施。大棚作物换茬时,要及时揭去大棚淋雨洗盐。雨水是天然的软水,相对较低的矿物质含量使得雨水能够减少土壤中的盐分积累,从而改善土壤质量。

除了种植业农田节水外,我们从事养殖业的大户更要注意节水。像养猪场、水禽养殖、水产养鱼都是用水大户,往往也是污染水源的重要源头。养猪场每时每刻要产生粪污,要用大量的水冲洗猪圈,产生大量的污水。为了处理这些污水,在生产上常用沼气发酵的形式先将污水发酵消毒,再将沼液用管道输送到周边农田,既灌溉又肥田,一举两得。

发酵床养猪是利用全新的理念,结合现代微生物发酵处理技术推出的一种环保、安全、有效的生态养猪法,除了饮水,几乎不消耗水资源。发酵床养猪可实现养猪无排放、无污染、无臭气目标,彻底解决规模养猪场的环境污染问题。其原理是通过参与垫料和牲畜粪便协同发酵作用,快速转化养殖废弃物,消除恶臭,抑制害虫、病菌,同时,有益微生物菌群能将垫料、粪便合成可供牲畜食用的糖类、蛋白质、有机酸、维生素等营养物质,增强牲畜抗病能力,促进牲畜健康生长。

与发酵床养猪类似的还有发酵床养鸭、发酵床养鹅,实现水禽旱养。我们都知道,水禽养殖离不开水,鸭鹅的采食、饮水、活动都在水面上,但传统的水域放牧容易造成环境污染。江苏省农科院科研人员探索成功一种新型的“发酵床+高网床”水禽旱养模式有效解决了粪污处理的难题。

“发酵床+高网床”采用框架式结构,槽体上方设置网床,肉鸭在网床上养殖,粪便落入网下的发酵床上,再配合全自动一体翻耙机和智能化环境控制系统,最后将鸭粪变成了有机肥。这样的养殖模式使得舍内氨气浓度下降40%,改善了鸭子的生活环境,从而将养殖成活率提高约2%,使上市鸭子的体重平均增加了50克。目前,“发酵床+高网床”模式已在徐州、南京等地得到示范推广,并被遴选为2023年全国畜牧总站畜禽粪污资源化利用十大典型案例之一,在全国推广应用。

水产养殖中,也会污染大量水源,其养殖污水让人十分头疼。怎样解决水产养殖中的污水排放呢?仍然需要循环农业的思路。

鱼菜共生是一种将水产养殖与蔬菜种植有机结合的生态农业模式。在鱼菜共生系统中,蔬菜采用无土栽培,鱼类和植物之间形成一种互利共生关系。鱼类产生的排泄物经过微生物分解,转化为植物可吸收的营养物质,如氮、磷、钾等,为蔬菜提供养分。而蔬菜的根系则可以吸收这些养分,同时对水进行净化,净化后的水又回流到鱼池,为鱼类提供清洁的生活环境,实现了水资源的循环利用。

在水产养殖中,还有更先进的工厂化循环水养殖技术。工厂化循环水养殖技术顾名思义就是在彻底改变传统的自然池塘养殖方式,在人工设施(工厂)内,在智能控制条件下工厂化养殖,并实现养殖水资源循环利用。其基本原理是通过物理、生物等手段和设备把养殖水体中的有害固体物、悬浮物、可溶性物质和气体从水体中排出或转化为无害物质,补充溶氧,满足水产品正常生长需要,实现水体循环利用高密度养殖,全程智能化管理,经济高效,无污水排放,水资源利用效率最大化。