2022-11-02 21:19:47
“這就是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，你們找到了合適的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向?！?0月26日，中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平在延安市安塞區(qū)高橋鎮(zhèn)南溝村的講話，讓給總書(shū)記介紹南溝村蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的駐村干部張光紅深受鼓舞。
張光紅曾說(shuō)，“矮化密植山地蘋(píng)果，基礎(chǔ)設(shè)施配套必須齊全，如果實(shí)現(xiàn)不了節(jié)水灌溉，那就沒(méi)有用?！?/p>
張光紅口中的節(jié)水灌溉，有效解決用水和灌溉問(wèn)題的背后，離不開(kāi)我校節(jié)水農(nóng)業(yè)和生態(tài)治理科技團(tuán)隊(duì)對(duì)該村七年來(lái)持續(xù)的科技賦能。
科技“活水”精準(zhǔn)滴灌山地蘋(píng)果的“毛細(xì)血管”
時(shí)間拉回到2015年，結(jié)合我校水保所馮浩研究員主持的“黃土高原生態(tài)服務(wù)功能提升與果園水肥協(xié)同技術(shù)”中科院重點(diǎn)部署項(xiàng)目、劉國(guó)彬研究員、陳云明研究員主持負(fù)責(zé)的“黃土丘陵溝壑區(qū)植被功能提升與山地果園管理關(guān)鍵技術(shù)及示范”十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等，我?？萍既藛T對(duì)南溝村等黃土丘陵溝壑區(qū)山地果園的建設(shè)情況進(jìn)行了實(shí)地考察和調(diào)研。
調(diào)研發(fā)現(xiàn)，干旱缺水和水土流失是制約陜北黃土丘陵溝壑區(qū)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)良性高效發(fā)展的瓶頸因素。充分開(kāi)發(fā)利用當(dāng)?shù)赜邢薜慕邓Y源（包括地表徑流）是緩解當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)和生態(tài)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的有效途徑。
帶著當(dāng)?shù)乩习傩諏?duì)果業(yè)發(fā)展和生態(tài)治理的科技需求和科學(xué)問(wèn)題，節(jié)水灌溉團(tuán)隊(duì)依托我校水保所國(guó)家節(jié)水灌溉楊凌工程技術(shù)研究中心專家應(yīng)運(yùn)而生，主攻陜北山地果園高效灌溉技術(shù)。
南溝村位于黃土高原溝壑丘陵區(qū)的延安市安塞區(qū)高橋鎮(zhèn)，地形以山地丘陵為主，曾是陜西省定貧困村。退耕還林還草政策實(shí)施以來(lái)，山地蘋(píng)果逐漸成為陜北黃土丘陵溝壑區(qū)農(nóng)戶脫貧致富和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，然而春夏兩季干旱缺水和土壤貧瘠成為制約山地果業(yè)發(fā)展的主要因素。
2016年，當(dāng)?shù)佚堫^企業(yè)對(duì)土地進(jìn)行集中整治，建成了近400畝的高標(biāo)準(zhǔn)矮化密植蘋(píng)果園。
寒來(lái)暑往，山峁溝岔里都留下了節(jié)水灌溉團(tuán)隊(duì)的身影。
“矮化果樹(shù)的根系主要分布于淺層土壤中，其攝取土壤肥力的范圍就較小，對(duì)于干旱缺水的陜北山地，缺水缺肥成為制約矮化果樹(shù)生長(zhǎng)和高產(chǎn)高效的主要因子。因此，發(fā)展以滴灌等高效節(jié)水為主要形式的水肥一體化灌溉施肥技術(shù)成為首要選擇?！瘪T浩娓娓道來(lái)。
“對(duì)，喬化果樹(shù)的根系長(zhǎng)達(dá)十幾米，矮化果樹(shù)的根系只有1米左右。因此，矮化果樹(shù)對(duì)水分特別敏感，果樹(shù)蓄水不夠嚴(yán)重影響產(chǎn)量。” 連續(xù)七年為農(nóng)戶開(kāi)展技術(shù)培訓(xùn)的范興科說(shuō)。
團(tuán)隊(duì)通過(guò)大量的田間試驗(yàn)和調(diào)查研究，明確了陜北山地蘋(píng)果樹(shù)水分需求規(guī)律，提出了山地蘋(píng)果園水肥一體化灌溉施肥技術(shù)模式。主要包括在果樹(shù)萌芽前（4月）、花芽分化坐果后（5、6月）以及果實(shí)膨大期（7、8月）進(jìn)行合理灌水；其次，提出了果園節(jié)水灌溉灌水定額計(jì)算新方法。即以單株蘋(píng)果樹(shù)為對(duì)象，以果樹(shù)冠層投影面積為最大濕潤(rùn)區(qū)面積，以果樹(shù)主根系深度為計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，結(jié)合土壤含水率的增量計(jì)算每棵樹(shù)的灌水量；對(duì)于面積較小、地塊分散的農(nóng)戶小果園，團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)出了“首部共享”移動(dòng)式水肥一體化灌溉施肥設(shè)備，形成了《半干旱區(qū)山地果園滴灌工程技術(shù)規(guī)范》。
針對(duì)南溝村近400畝山地矮化果園，專家組確定統(tǒng)一規(guī)劃水肥一體化灌溉施肥系統(tǒng)，分批實(shí)施。2016年首先對(duì)棒槌梁120畝山地果園實(shí)施水肥一體化滴灌施肥技術(shù)試驗(yàn)示范。建設(shè)了高標(biāo)準(zhǔn)果園水肥一體化灌溉施肥系統(tǒng)，該系統(tǒng)只需1-2人不到1周就可完成一次果園灌溉施肥，相較人工澆灌，節(jié)省費(fèi)用近萬(wàn)元。2018年完成剩余260余畝的山地果園節(jié)水灌溉系統(tǒng)的鋪設(shè)。
2019年，南溝村集約化山地果園實(shí)施補(bǔ)灌兩次，基本緩解了蘋(píng)果園的干旱，果園第一年掛果，蘋(píng)果平均每畝產(chǎn)量近1400斤。2020年，果園補(bǔ)灌施肥三次，為果樹(shù)生長(zhǎng)創(chuàng)造了良好的水肥條件，蘋(píng)果畝產(chǎn)量平均達(dá)到了2000至3000斤。2022年，蘋(píng)果畝產(chǎn)量有望達(dá)到了4000斤以上。
Δ節(jié)水灌溉團(tuán)隊(duì)科技加持南溝村蘋(píng)果園
林下經(jīng)濟(jì)、植被改造助力美麗南溝和生態(tài)旅游建設(shè)
樹(shù)上摘蘋(píng)果可致富，樹(shù)下還能干點(diǎn)什么？“黃土高原生態(tài)服務(wù)功能提升與果園水肥協(xié)同技術(shù)”項(xiàng)目綠肥油菜團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的一項(xiàng)研究示范，為這個(gè)問(wèn)題提交了一份令人驚喜的答案：樹(shù)上能摘果，樹(shù)下可賞花。
2022年，南溝村實(shí)現(xiàn)了油菜花海觀光旅游收入800多萬(wàn)元。
對(duì)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶而言，果園套種油菜曾是他們難以言說(shuō)的痛。如今，農(nóng)旅結(jié)合，優(yōu)美的田園風(fēng)光吸引八方來(lái)客，是運(yùn)用了由陜西省雜交油菜中心和我校水保所、資環(huán)學(xué)院有關(guān)專家組成的綠肥油菜團(tuán)隊(duì)的研究成果。
由于陜北山地果園立地條件差、土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分不足，2016年，安塞區(qū)高橋鎮(zhèn)在果園套種的油菜全被凍死。
在此背景下，綠肥油菜團(tuán)隊(duì)在安塞區(qū)南溝流域從綠肥作物篩選、綠肥還田機(jī)具、綠肥還田效應(yīng)等3個(gè)方面進(jìn)行了持續(xù)系統(tǒng)研究。
團(tuán)隊(duì)通過(guò)大量試驗(yàn)，明確了適宜陜北山地果園套種的油菜品種和播種時(shí)期。項(xiàng)目組先后引進(jìn)12個(gè)油菜品種，通過(guò)抗旱、抗寒、生物量品比、播期、播種方式等試驗(yàn)，篩選出適宜陜北山地果園種植的3個(gè)強(qiáng)冬性品種，明確最佳播期為雨熱同期的8月10日到20日，有效協(xié)調(diào)油菜和果樹(shù)生長(zhǎng)爭(zhēng)水矛盾。
團(tuán)隊(duì)還研發(fā)出果園油菜套種的配套農(nóng)機(jī)。集開(kāi)溝、精量播種、覆土、鎮(zhèn)壓等一體的自走式多功能精量播種機(jī)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化種植，大大節(jié)省了人工，提高效率，形成陜北山地蘋(píng)果園水平溝人工播種、輕簡(jiǎn)化噴播、機(jī)械化機(jī)播三種栽培模式。
團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步明確了山地果園油菜套種的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。通過(guò)田間定位監(jiān)測(cè)，分析、比較間作不同類型的油菜果園土壤含水量、土壤含水量的相對(duì)差異、蘋(píng)果新梢生長(zhǎng)狀況及品質(zhì)等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)果園套種油菜3年后，土壤有機(jī)碳平均增加26%，果園產(chǎn)量平均提高8%，水分利用效率平均提升19%，實(shí)現(xiàn)了以地養(yǎng)地、秋雨春用和山地果園產(chǎn)能提升，制定了陜西省地方標(biāo)準(zhǔn)《半干旱區(qū)果園間作豆菜技術(shù)規(guī)范》。
截止2020年，油菜套種在安塞區(qū)山地果園累計(jì)推廣面積10.23萬(wàn)畝，實(shí)現(xiàn)了蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)的立體化、高效益發(fā)展。
有山有水，有果有花，如何提高流域景觀面貌和生態(tài)服務(wù)功能，是“黃土高原生態(tài)服務(wù)功能提升與果園水肥協(xié)同技術(shù)”項(xiàng)目植被改造團(tuán)隊(duì)研究的方向。
由我校水保所和林學(xué)院專家組成的植被改造團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，人工刺槐林面積占延安市退耕還林總面積84%以上，刺槐林退化導(dǎo)致的生態(tài)功能下降成為黃土高原生態(tài)建設(shè)迫切需要解決的問(wèn)題。
團(tuán)隊(duì)在安塞區(qū)縣南溝從優(yōu)良灌木種篩選、撫育間伐技術(shù)和灌木種導(dǎo)入等3個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。確定了連翹、臭柏、杠柳、文冠果、白葉懸鉤子和狼牙刺等6個(gè)灌木種和白羊草、達(dá)烏里胡枝子2個(gè)草本植物種；發(fā)現(xiàn)不同強(qiáng)度撫育間伐均顯著促進(jìn)了喬木樹(shù)高、徑生長(zhǎng)，增加了林下物種多樣性和刺槐萌生；還發(fā)現(xiàn)間伐+導(dǎo)入的灌木種生長(zhǎng)良好，植被蓋度達(dá)到90%以上，提高了林分穩(wěn)定性，提升了生態(tài)功能，形成了刺槐林撫育間伐和物種導(dǎo)入技術(shù)體系。
在專家團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，南溝完成植樹(shù)造林和林分改造12000畝，流域景觀面貌和生態(tài)服務(wù)功能得以明顯提升，有效助力了美麗南溝和生態(tài)旅游建設(shè)。
山地果園雨水聚集高效利用技術(shù)解難題
Δ陜北山地果園雨水集聚高效利用技術(shù)團(tuán)隊(duì)在陜北果園開(kāi)展工作（靳軍攝）
陜北山地果園90%屬于旱作雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)。黃土高原降水較少，干旱頻發(fā)，大部分農(nóng)田都沒(méi)有灌溉條件，降水是本地寶貴的農(nóng)業(yè)可用水資源。
“黃土高原生態(tài)服務(wù)功能提升與果園水肥協(xié)同技術(shù)”項(xiàng)目陜北山地果園雨水集聚高效利用技術(shù)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的一系列研究示范，解決了這一困擾山地果業(yè)發(fā)展的難題。
該團(tuán)隊(duì)依托我校水保所國(guó)家節(jié)水灌溉楊凌工程技術(shù)研究中心和水建學(xué)院專家組成，主攻雨水集聚深層入滲技術(shù)和雨水集蓄水肥一體補(bǔ)灌技術(shù)。
基于黃土高原干旱缺水、降水集中的特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)以坡面微地形集雨、多孔入滲導(dǎo)流和修剪后的樹(shù)枝、秸稈等腐熟化有機(jī)物料填充為主體，建造出根域微型中深層立體集雨工程，構(gòu)建了雨水集聚深層入滲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)當(dāng)季降水到根區(qū)土壤水的直接補(bǔ)給利用，有效提高了自然降水利用率，同步緩解了干旱缺水和水土流失問(wèn)題。
通過(guò)“雨水集聚-深層引流-根區(qū)入滲-保水蓄水-高效用水”的有機(jī)結(jié)合，最大程度實(shí)現(xiàn)坡面全部降水就地?cái)r蓄入滲利用，實(shí)現(xiàn)了雨水就地疊加根域側(cè)向補(bǔ)給，提高了土壤有效水儲(chǔ)量和利用效率。在地處黃土高原的15個(gè)縣區(qū)的蘋(píng)果園進(jìn)行示范應(yīng)用，較傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，0~2m土壤儲(chǔ)水量提高20%以上，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加70%以上，增產(chǎn)超過(guò)17%，被列入延安市果業(yè)局主推抗旱應(yīng)用成果。
在雨水就地高效利用的基礎(chǔ)上，基于黃土高原秋季降水集中而春旱頻發(fā)、風(fēng)光熱資源豐富的特點(diǎn)，集成“雨水匯集與蓄存—風(fēng)光互補(bǔ)提水加壓—地下灌溉—水肥耦合”，進(jìn)行“秋雨春灌”，研發(fā)出黃土高原雨水集蓄水肥一體補(bǔ)灌關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了雨水資源、風(fēng)能和太陽(yáng)能資源的高效轉(zhuǎn)化利用，提高了降水資源、清潔能源和肥料的利用效率，有效解決了黃土高原電力缺乏地區(qū)果園補(bǔ)充灌溉問(wèn)題。
在地處黃土高原的7個(gè)縣區(qū)的蘋(píng)果園進(jìn)行示范應(yīng)用，使蘋(píng)果畝產(chǎn)由無(wú)灌溉的平均1590公斤增加到1960公斤，更為重要的是，由于采用了風(fēng)光互補(bǔ)提水加壓，有效解決黃土高原電力缺乏地區(qū)果園的灌溉問(wèn)題。
團(tuán)隊(duì)以雨水集聚深層入滲技術(shù)和集蓄水肥一體補(bǔ)灌技術(shù)為重點(diǎn)形成“黃土高原旱作果園雨水集蓄根域補(bǔ)灌技術(shù)”，該技術(shù)也是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)2021年主推技術(shù)。
“總書(shū)記對(duì)南溝工作的肯定，是對(duì)我校陜北山地果園水肥一體化科技工作的充分認(rèn)可，更是對(duì)黃土高原果業(yè)和生態(tài)治理科技工作者的肯定、鼓舞和鞭策。我們將繼續(xù)深入實(shí)踐、加強(qiáng)創(chuàng)新、持續(xù)攻關(guān)，發(fā)揮科技的支撐引領(lǐng)示范作用，為南溝及同類型地區(qū)的不斷發(fā)展提供西農(nóng)智慧和方案?！瘪T浩堅(jiān)定地說(shuō)。
作者: 付文婷
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