雨水集蓄灌溉技术在浙江省设施农业中的应用

　　作为农业大国，我国水资源紧缺，人均水资源的拥有量仅为世界平均的25%，对农业的发展产生严重的制约作用。雨水是区域水资源最根本的来源，当雨水作为一种用来满足人们生活和生产及其生态环境需要的物质资料时，它就成为雨水资源[1]。在国家“九五”科技攻关项目计划“节水农业技术研究与示范”项目和“十五”重大科技专项（863计划）“现代节水农业技术体系及新产品研究与开发”中把高效集蓄雨水利用摆在了首要位置[2]。
　　浙江省的降水量比较丰富，但是水污染现象较为明显，雨水集蓄灌溉技术的推广显得尤其重要。浙江省雨水资源丰富，设施本文由论文联盟http://收集整理农业及节水灌溉技术推广面积较大，同时利用集蓄雨水灌溉优势显著，推广的可行性高。浙江省的年平均降雨在140　d左右，年均降雨量达到1　601　mm，可集雨1　m3/m2，可产生径流逾100万m3/km2[3]，集雨量可谓相当可观。由于浙江省年际内降水在2个汛期较为集中，大量的雨水超渗产流，后期无效蒸发，珍贵的雨水资源没有得到有效利用。加之浙江省“七山一水三分田”的独特地理条件，比较容易发生资源型和工程型缺水的问题。雨水集蓄利用技术的应用，可很好地缓解农业用水压力。
　　1 雨水集蓄灌溉技术简介
　　雨水集蓄利用系指人工收集雨水、加以储存并进行调节利用的微型水利工程。WwW.11665.com我国的雨水收集和利用历史已有1　000年，发展至今已形成完善的雨水径流引导技术、雨水汇集技术和贮蓄技术。20世纪90年代，节水农业研究工作及雨水集蓄技术的利用在国际雨水利用事业的推动下发展速度加快，我国各省（区）推动实施了许多雨水利用工程，如宁夏回族自治区的“窖窑工程”、陕西省的“甘露工程”、甘肃省的“121雨水集流工程”、山西省“123工程”及内蒙古自治区“112集雨节水灌溉工程”以及浙江省的“葫芦岛雨水集流利用工程”等，有效地减轻了自然灾害的发生，促进了农业生产活力的提高。
　　设施农业技术的发达程度，往往是一个国家或地区农业现代化水平的重要标志之一。在现代设施农业中，集雨利用系统则发展设计成集雨面、导流槽（管道）、蓄水设施（集雨窖或集雨池）和灌溉系统4个部分。天然降水通过设施棚面及周边空地、道路等集雨面收集后经导流槽汇聚，集中在蓄水设施中，再依靠现代化节水灌溉技术输送给作物，高效、有效地对雨水资源进行了利用。
　　2005年，北京市农业技术推广站在小汤山特菜基地开展了蔬菜生产全年雨水灌溉技术的试验示范，取得的效果很好，收集的降水量可达到300　m3/年以上。在北京市的郊区，在保护地上从事蔬菜的生产一般为1年2茬，如果生产的蔬菜种类为黄瓜、番茄等，则每年需要水资源的总量为4　500　m3/hm2左右。根据2005年该试验示范的结果，正常年份在保护地膜面所收集的雨量可充分地满足蔬菜生长所需要的用水量[4]。这是设施农业雨水利用的成功案例，值得在各地进行推广。
　　2 集雨灌溉技术在设施农业中推广的意义
　　目前设施农业仅仅对现代节水灌溉系统的节水比较重视，忽视了对自然降水的利用，出现棚外降雨而棚内却仍然在灌溉的状况。与露天进行设施农业的种植方式相比，该状况不能最大化地发挥出节水灌溉的效益，该种现象在湿润地区表现的尤为明显[5]。
　　目前，浙江省设施农业的总栽培面积达到93.33万hm2，且每年以超过6.67万hm2的速度逐渐增加；设施大棚中不能直接地对雨水资源进行利用，全靠外界采取的灌溉措施才能满足作物的需水要求，且对于设施大棚中生长的作物来说，其不仅生长期较露地栽植的时间长、而且茬数多，对水量的需求也就更大。据相关报道指出，在设施大棚的栽培条件下，蔬菜种类、土壤条件及时期的不同，其每天的需水量均有所不同，一般在1.1～15.0　mm，因此设施大棚每年的总耗水量达到4　015～54　750　m3/hm2，若根据5　mm/d的需水量进行计算，则设施大棚栽培每年的总需水量可达到18　250　m3/hm2。根据《雨水集蓄利用工程技术规范》，取连栋大棚雨水收集率90%，单栋大棚雨水收集率85%，以年降雨量1　600　mm进行计算，则雨水收集量分别为14　400　m3/hm2和13　600　m3/hm2。能在较大程度上满足灌溉用水，大大节约水资源。按照目前灌溉水成本均价0.4元/m3、每年收集雨水量1　600　mm计算，可节约灌溉费用6　390元/hm2。同时减少了部分地区提灌提排的动力消耗，节省了电力能源和燃料资源，利于节能减排。
　　2.1 农产品品质改良
　　对农产品的质量产生较大影响的因素主要有水的质量及其灌溉方式，多数作物对灌溉水质的要求较高，而普通的灌溉用水不能满足作物的这些需求。尤其在经济条件较为发达的平原或海涂地区，设施农业的发展速度较快，但通常也会伴随着严重的水质污染发生，导致灌溉水中硝态氮、盐及氯等含量较高，难以实现多种作物的优质生产。对于一般的灌溉河水来说，其含盐量一般在1.5～3.0　mmho/cm，而一些优质的花卉如凤梨花等，其对灌溉用水的含盐量要求控制在低于0.1　mmho/cm。雨水是一种灌溉效果较好的水资源，不仅含盐量等各项指标对大多数作物的生长发育有利，还可以增加作物的产量及品质，实现了作物的“绿色”生产。同时，雨水中的水质条件还可以满足微喷、微滴等节水灌溉的需求，有利于促进雨水利用率的提高，进而对作物灌溉模式进行改善。
　　2.2 土壤性质优化
　　设施大棚中直接“享受”不到自然雨水的淋洗，长期的灌溉只要依靠提水或地下水，容易恶化土壤中的理化性状，尤其在那些土壤中的盐碱含量较高的平原或海涂地区，地下水及灌溉水中盐分的海量较高，导致了设施农业中出现严重的返盐现象。数据表明，温室作物化肥与农药残留量是大田露地作物的2倍以上。如果用污染河水进行灌溉，那棚内更加成为严重的污染区[3]。如杭州市农业科学院蔬菜研究所的连栋大棚中每年或每茬要消耗大量的水对土壤中的盐分进行淋洗，甚至需要息耕一段时间进行养地。有不少地区水污染严重，特别是随着工业经济的发展，水污染越来越重，而人们生活水平的提高对农产品质量又提出了越来越高的要求，要解决该矛盾，应对天然的雨水进行合理、有效利用。