湘西山区旱作农业集雨蓄水节灌技术研究

湘西山区旱作农业集雨蓄水节灌技术研究

一、湘西州的自然特征。湘西州位于云贵高原东侧，湖南省西北部，属于我国由西向东遂降的第二阶梯，处于湘、鄂、渝、黔四省市交汇地带。境内群山起伏，岩溶地貌发育强烈，是一个以中低山、中山为主，丘、岗、平交错分布的山地山原地貌，因受亚热带季风影响和山地控制，全州雨量充沛，年均降水量1400mm，年均径流深892mm，径流模数0.283m3/s.km2，光热条件优越，垂直差异明显，平均日气温16℃，日照时数1300小时，无霜期270天以上；全州辖8个县、市，耕地总面积201.0千hm2，其中旱土83.2千hm2,山旱田28.7 hm2，约80%的耕地依赖降雨灌溉。XX年底，全州农作物播种面积320余千hm2，农业总产值21.66亿元,其中旱作农业面积250余千hm2，主要有柑桔、玉米、红薯、油菜、茶叶、猕猴桃、百合、蔬菜等，旱作农业总产值15.16亿元,约占70%,是农村经济支柱,农民现金收入的重要来源。但由于自然条件、地理环境、交通信息、文化科技素质等原因，我州旱作农业存在的问题，除了生产方式陈旧、品种老化、结构单一外，最主要是季节性干旱缺水严重，尤其是我州岩溶山区面积大，约占全州面积的50%，地形崎岖，溶洞、阴河密布，山高坡陡水源底，地表水容易渗流，加上地质复

杂，水利建设难以进行，同时，因山区地广人稀，田土分散，远距离引水投资大、不合算，致使我州旱作农业是典型的雨养农业。

二、湘西旱情及其对旱作农业的制约。湘西山区不利的气候因素有干旱、暴雨和寒潮，尤以干旱最突出，现已呈现出“远少近多、南早北迟、夏秋多旱、周期缩短，旱洪交替”的显著特征。据史料记载，18世纪全州出现旱灾12年次，19世纪26年次，20世纪上半叶的50年中出现18年次，其中全州性旱灾6年次，局部季节性干旱12年次，1950—1999年的50年中，州内出现旱灾36年次。如1987年，全州受灾面积54.8千hm2,成灾面积46.7千hm2,失收面积11.06千hm2,减产粮食3406万kg。一般季节性干旱几乎年年发生，有时一年之中出现几次。如XX年的早春旱和春夏连旱，造成全州近33.3千hm2农作物得不到及时播种，或播种后缺水造成出苗不齐、长势不好；今年7—8月，我州8个县市206个乡镇不同程度受旱，农作物受旱面积111.55千hm2。每年早春是梨田整地和农作物播种季节，7—8月正值水稻抽穗、灌浆期，玉米、花生、大豆子粒形成发育期和红薯块茎膨大期，9月油菜开始播种育苗，柑桔增肉长果，这一时期是大多数农作物需水高峰期或关键期。尽管我州雨量充沛，但由于降雨时空分布不均，一年之内降雨集中于4—6月，降水量600mm以上，占全年总雨量的41—47%，经常暴雨成

灾。7—9月降水量350mm以下，不到全年雨量的25%，此时期光热强度大，水分蒸发量占全年的45%，耕地水分入不敷出，水的供求矛盾十分突出，加之，山区旱土蓄、保水能力差，土壤有效水容量小，一些丘岗坡地雨水流失，缺乏储备，作物容易缺水受旱。

三、技术模式要点

1、技术思路与核心技术：根据岩溶山区的地形地貌实际和雨水资源丰富但降雨时空分布不均且容易流失的特点，我州旱作农业采取了集雨蓄水—抑蒸保水—节水补灌的技术思路。其节水机理，主要是通过建立拦、截、引、蓄系统，将地表径流强行集留于蓄水窖中，待作物需水时进行节水补灌，从而实现节水目标；既在旱作农业地域通过修建集雨蓄水窖，把雨季产生的地表径流蓄积起来，发生季节性干旱时用于补灌农作物。其核心技术是集雨蓄水窖的建设。一是集雨蓄水窖的规划与选址：集雨蓄水窖选择在有雨水汇流或地表径流，土层深厚，无岩石层地方，且地势相对较缓、上部有一定的集雨面积。据《湘西州水利水电志》，我州因降水产生的地表径流模数为0.283m3 /s.km2，按此测算，若产生地表径流的持续时间平均为2小时，每蓄1m3水不到500m2。实践中，集雨面积掌握在0.67 hm2以上。二是集雨蓄水窖规格及设计：以补灌面积和作物需水量为依据，经过

多种形式比较试验，我州山区以直径、深度分别Φ3×Η4m,Φ6×Η2.5m的圆柱形集雨蓄水窖设计于地表以下，效果较好，单个集雨水窖蓄水25—66m3，分别确保1333m2—3335m2旱作农业能有效防30天左右的季节性干旱。三是施工：按照设计规格高标准垂直开挖并完成集雨蓄水窖的土石方工程；窖壁，用150#以上混凝土浇筑，壁厚平均10cm，最低6cm，水泥抹面2次；窖顶，对于Φ3×Η4m水窖，用钢筋混凝土浇盖，中间或边缘留一个60cm直径的圆形取水孔，对于Φ6×Η2.5m水窖，不在设计窖顶，水窖周围用空心水泥砖设立防护栏，高80cm左右；窖底平均厚8cm，水泥抹面，建成锅形，便于清淤。四是附属及配套设施：集雨区域若无雨水汇流或径流沟壑，应人工理好水路，确保有水流进水窖，距水窖3m左右，修建沉砂池，规格长宽深为2×1×1m，沉砂池及其通向水窖的引水沟用水泥沙浆硬化处理。

2、配套技术：主要有抑蒸保水、节水补灌技术和作物避旱技术。一是抑蒸保水技术：集雨水窖水面放养细绿萍、水葫芦，能有效减少水面蒸发，保存水量；耕地采用地膜、稻草、作物桔杆及山青覆盖，减轻土壤水分蒸发。据田间试验，玉米全生育期稻草覆盖水分含量平均为21.18%，比对照17.99%，增加3.19个百分点；辣椒增加3.23个百分点。同时,通过增施有机肥,改山区习惯顺坡种植为横坡种植,提高耕地截流雨水能力,增加土壤自身水容量，据测定，辣椒增

施有机肥1500kg，土壤含水量增加3.35%，延长作物抗旱5—7天。二是节水补灌技术：干旱发生后，利用相应滴喷灌设施，水窖与补灌作物高度相差4m以上，地势有明显高差优势时，采用微重力滴、喷灌；没有相应设施或高差无明显优势时，采用沟浸灌，既干旱时每隔7天左右，利用田间垄沟，将水窖水放到或人工、电力抽到田间垄沟内，灌满垄沟，使垄上土壤充分吸水湿润；没有起垄开沟的缓坡地旱土，则每隔1—2天，对作物根部浇水补灌一次。三是作物避旱技术：按照市场需求，通过调整种植结构、改革耕作制度、运用良种良法，适时早播或迟播，使旱作农业避开或错过干旱季节。

四、实施效果

1、经济效益：集雨蓄水窖建设成本：Φ3×Η4m1500元、折1m3水60元；Φ6×Η2.5m3000元、折1m3水43元。湘西州自XX年起，配合农业种植结构调整，连续四年实施了集雨蓄水旱作农业，到目前为止，全州8个县市，共计投资700万元，共建集雨水窖6200余个，总容积31万m3，新开引水沟1.9万m，完成土石方33万m3，配套建设沉砂池1.24万m3，基本解决了1550 hm2旱作农业对水的需求。根据不同作物节水补灌定额试验和示范，与对照比较平均每667m2增产效果为：辣椒，750kg；椪柑，600kg；小白菜，125kg；