黄土高原地区果业发展的水资源瓶颈破解途径及灌溉管理
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[摘要]果业作为黄土高原地区的重要经济作物，其耗水量相对一般农作物较大，随着黄土高原地区面临愈来愈严峻的水资源利用形势，高度重視水资源科学管理显得尤为重要。结合目前较为流行的现代果园节水技术，分析了黄土高原果业发展的水资源瓶颈及其破解途径，为黄土高原地区进一步提升果园灌溉管理水平、提高果业生产效益提供发展思路。
[关键词]黄土高原;水资源瓶颈;果园;节水技术;灌溉管理
[中图分类号]S274.1 [文献标识码]A
由于黄土高原地区日照充足、昼夜温差大、土层深厚、空气湿度低、病虫害少、环境污染轻等的自然优势，近几年，陕、甘、宁、青、晋、内蒙古六省区林果业不断发展壮大，以苹果、梨、桃、柿子、杏、葡萄、枸杞、红枣、核桃、花椒等为代表的特色果品，已逐渐成为这些地区农业发展的重要支柱产业。以“陕西苹果”、“张掖红梨”、“宁夏枸杞”、“乐都沙果”、“临县红枣”、“扎兰屯沙果”等为代表的国家地理标志产品，已享誉中外、屡获殊荣。以中国第一水果大省陕西省为例，根据2017年陕西省果业发展统计公报，全省园林水果面积132.49万hm2，园林水果产量1801.02万t，初步核算，2017年全省果业增加值432.5亿元，占全省种植业增加值的33.1%;全省共有苹果基地县30个，梨基地县10个，猕猴桃基地县6个，柑桔主产县2个，红枣主产县5个。根据《陕西省现代果业发展规划（2015-2020年）》，预计到2020年，全省果园总面积达到133.33万hm2，年产水果达2300万t，全省果农人均收入将达到30000元，果业力争成为陕西省农业产业中市场竞争力最强、效益最好的产业。
农业水资源作为基本的农业生产要素，在果业生产中具有不可替代的作用。黄土高原地处干旱半干旱气候带，根据有关研究表明，近30a黄土高原西部以外的地区（面积占92.02%）年降水量相比气候平均值减少，而整个黄土高原年均温在升高;在气候暖干化趋势的背景下，随着林果种植规模的不断扩大，农业水资源已成为限制该类型区果业发展的重要因素。但由于不合理的土地利用方式、低效的灌水技术、传统的灌溉管理模式等的影响，果园将出现土壤干燥化加剧、土壤水肥利用率低、果业生产波动性明显、优果率降低等问题。针对黄土高原地区果业生产特点以及农业水资源利用存在的问题，本文结合目前较为流行的现代果园节水技术，通过分析黄土高原地区土壤、作物以及气候资源等的优势潜力，以期为缓解黄土高原地区果业发展面临的严峻水资源形势提供借鉴思路。
1 黄土高原果业发展的水资源瓶颈
黄土高原地处干旱半干旱气候带，降水时空分布不均，且蒸发强烈，水资源短缺问题较为严峻。上世纪末开始，陕西、甘肃试点开展退耕还林（草）工程，随着工程的实施，植被覆盖状况明显好转，水土流失控制效果显著，但蒸散耗水量急剧增加，水资源供需矛盾进一步加剧。近年来，随着黄土高原地区果业规模迅速扩大，干旱缺水问题突出。由于区域气候条件以及大规模植被建设的影响，土壤干层在黄土高原地区广泛分布并造成一系列的生态环境问题，使得区域生态系统健康、人工植被的可持续性以及水土流失综合治理面临严重威胁。不同果树抗旱能力不同，土壤干层的出现，限制了果树的正常生长，并且果实品质有逐年下降趋势。
根据陕、甘、宁、晋等省历年水资源公报，农灌用水在各部门用水中占比最高，目前很多有条件灌水的果园，由于灌溉管理方式落后，采用“丰水高产”的大水漫灌或全生育期充分灌溉等模式，且农户主要依赖经验灌水，缺乏以科学的灌溉制度为指导，造成灌水定额大、水资源利用效率低、树冠营养生长旺盛、果实品质下降等问题突出。随着经济社会的快速发展，各用水部门用水量也将逐渐增加，传统的灌溉设施和灌溉管理方式对有限的水资源造成了极大的浪费，严重制约着水资源的合理高效利用，而果业的产量、品质及其可持续发展水平很大程度上依赖于灌溉及灌溉管理水平，这就给干旱半干旱地区果业用水带来了更大的挑战。
随着我国人口的不断增长，国民经济的快速发展，人民生活质量的提高，对水果的需求和品质要求也越来越高。因此，突破黄土高原果业发展的水资源瓶颈，缓解果业生产的水分供需矛盾，对保障其可持续发展具有不可替代的地位和作用。
2 黄土高原地区节水农业现状
根据黄土高原地区各省（自治区）最新公布的统计年鉴，农业在各部门用水中占比普遍最高。以陕西省为例，喷、微灌仅占总节水灌溉面积的9.99%。黄土高原地区节水农业整体发展滞后，已成为影响农业可持续发展的重要因素，也将逐渐成为限制黄土高原果业进一步发展的关键因子。黄土高原地貌沟壑纵横，果园一般建在较为平坦的塬地或经过整理后的坡地上，且相对地势较高，给农户个体发展节水灌溉造成一定困难，节水示范效应不够显著。有研究表明，农户希望政府加大对高效节水灌溉技术的投资力度，劳动力占比、单位面积产值、地形、水资源因素对农户选择高效节水灌溉行为影响显著;兼业程度、块均耕地面积、受教育程度对农户选择高效节水灌溉行为有较大影响。
3 提升果园灌溉管理水平的建议
针对黄土高原果业发展面临的水资源瓶颈问题，要根据不同果树的生理需水特点，结合黄土高原不同地区气候、土壤及果树类别，选择适宜的灌溉模式，提升果园灌溉管理水平，达到最佳节水、节能的目的。以苹果树为例，在一年的生长物候期中，从初春萌芽开花到越冬落叶休眠，苹果树有一定的需水规律：在苹果花后约40～70天中等胁迫，控制其营养性生长，到第三阶段（果实迅速膨大期）恢复充分供水，由于调亏期细胞的扩张因亏水而受抑制时累积的代谢产物，在复水后可用于细胞壁的合成及其它与果实生长相关的过程，起到补偿生长的效应，以致不会因适度胁迫而引起产量的下降;在果实成熟期控制水分则有利于果实成熟和提高果实品质。
发展节水灌溉技术，充分运用科学灌溉管理制度，是提升果园灌溉管理水平的最有效途径。果园较为流行的工程节水技术有：喷灌、滴灌、地下渗灌、畦灌、低压管灌、小管出流等形式。每种灌溉方法对树龄、园地平整度等的要求不同，湿润土壤的特点也不同，为了保障灌水的均匀性，采用畦灌、低压管灌、小管出流等形式宜做好土地平整工作，而喷灌、滴灌、渗灌等对土地平整性要求不高。在工程节水技术的基础上，结合目前果园农艺节水技术以及节水管理技术，在保障果业产量和品质的前提下，可进一步释放黄土高原地区水资源潜力。 另外，由于不同黄土高原不同果业生产区的自然条件差异较大，同一地区年际间、年内也有差异，在降水相对丰富的地区，可根据天气和土壤墒情，结合作物需水特征，采取补灌的形式，确定科学合理的补灌时间和补灌量，既能充分利用降水资源，又能弥补降水不足或降水分配不均对果树生长的影响。
未来，随着农业种植结构的不断调整优化，基础设施的不断完善和全面覆盖，以及农业现代化的发展成熟，精准灌溉、智慧果园将如约而至。建议在有条件的地区，通过与高校、高新企业开展合作，建立技术示范园区，形成科学有效的现代果园灌溉管理技术模式，逐步推广，以真正实现果园灌溉管理的现代化。
4 结语
资源型缺水和工程性缺水并存，已逐渐影响到黄土高原地区农业可持续发展和农民增收脱贫，也是躲不过、绕不开的经济发展和资源瓶颈矛盾，加快发展高效节水灌溉将成为破解该地区水资源瓶颈的必然选择。
随着西北地区高效节水灌溉工程效益的不断提升，对进一步提高黄土高原地区农业水资源利用效率、挖掘其果业发展潜力具有重要发展意义。
[参考文献]
[1] 陕西省统计局.2017年陕西省果业发展统计公报[R].陕西省统计局，2018.
[2] 任婧宇，彭守璋，曹扬，等.1901—2014年黄土高原区域气候变化时空分布特征[J].自然资源学报，2018，33（4）：621-633.
[3] 谢永生.黄土高原旱地果园土壤生态系统水肥高效利用新技术[A].中国农学会耕作制度分会.中国农学会耕作制度分会2018年度学术年会论文摘要集[C].中国农学会耕作制度分会：2018.
[4] 吴普特，赵西宁，张宝庆，等.黄土高原雨水资源化潜力及其对生态恢复的支撑作用[J].水力发电学报，2017，36（08）：1-11.
[5] 李玉山.黄土高原土壤水分循环与农田生产力[M].西安：陕西人民出版社，2015.
[6] 赵春雷.黄土高原南北样带土壤干层时空特征及模拟[D].杨凌：西北农林科技大学，2018.
[7] 王延平，韩明玉，张林森，等.陕西黄土高原苹果园土壤水分分异特征[J].林业科学，2013，49（7）：16-25.
[8] 陕西省统计局.陕西统计年鉴-2018[M].北京：中国统计出版社，2019.
[9] 甘肃省统计局.甘肃统计年鉴-2018[M].北京：中国统计出版社，2019.
[10] 宁夏自治区统计局.宁夏统计年鉴-2018[M].北京：中国统计出版社，2019.
[11] 山西省统计局.山西统计年鉴-2018[M].北京：中国统计出版社，2019.
[12] 刘黎黎.黄土高原农户高效节水灌溉技术选择行为研究[D].北京：中国农业科学院，2014.
[13] 李天星.陜西苹果补灌效应及灌溉需水量空间分布规律研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2016.
[14] 化延斌，赵军，李六林.国内外果园节水灌溉技术研究进展[J].中国农业文摘-农业工程，2016，28（06）：15-17.
[15] 张解生.浅议陕西苹果园土壤干燥化的补灌措施[J].陕西水利，2017（01）：176-178.
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