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宁夏干旱半干旱区现代节水高效农业关键技术创新与示范

2017-04-01

“十二五”国家科技支撑计划课题“宁夏干旱半干旱区现代节水高效农业关键技术创新与示范”主要针对宁夏干旱半干旱区水资源短缺与利用效率低并存的突出问题,以农业水资源高效利用为突破口,开展了抗旱节水优势作物品种引选及优化布局、雨水资源就地利用、优势作物补充灌溉技术、旱作精准高效节水补灌设备研发、非充分灌溉与现代用水管理关键技术、旱作耕地质量提升关键技术及优势作物节水高效关键栽培技术及种植模式等方面的研究与示范。课题由宁夏回族自治区水利科学研究院主持承担,参加单位包括宁夏农林科学院、宁夏大学和宁夏农村科技发展中心,课题主持人为宁夏回族自治区水利科学研究院杜历研究员。

课题依托宁夏旱作节水高效农业科技园开展研究工作,构建了抗旱节水优势作物品种引选筛评体系,创新提出雨水资源就地利用技术,制定了优势作物合理的补充灌溉及非充分灌溉制度,研发了旱作精准高效节水补灌设备及多功能一体化农机具,引进新型渠道衬砌材料及量控水设备,提出现代用水管理模式,确定了旱作耕地质量提升关键技术,形成优势作物节水高效关键栽培技术及种植模式,集成了适用于宁夏扬黄灌区、扬黄补灌区以及旱作雨养区的综合技术模式。开展了大面积的应用示范及大范围的技术培训工作,取得了显著的经济效益、社会效益及生态效益。

一、取得的主要成果

课题建立了宁夏干旱区优势特色作物品种抗旱评价体系6套,筛选马铃薯、西瓜、甜瓜、食葵、油葵、大豆及小茴香等抗旱节水品种35个,提出配套栽培技术及种植模式4 套;分析了作物生育期内降水有效利用量的时空分布及未来变化趋势,制定马铃薯、油葵及玉米等优势特色作物补充灌溉及非充分灌溉制度7套;研发便携式膜面精准变量补水施肥机、膜面精准移动式补灌系统、零能耗风光互补节水灌溉系统及旱地可调式起垄、施肥、覆膜播种一体机及经济林灌水施肥喷药一体机械等新设备5台套;提出U形渠道及弧形底梯形渠道不同型式衬砌断面8种,制定了渠道安全评价体系1 套,水权分配到户灌溉用水管理技术1项,扬黄灌区田间工程管理运行模式4 套;提出耕地土壤质量提升技术3项,土壤培肥技术及规程4项;建立了“宁夏扬黄灌区非充分灌溉与现代用水管理技术模式”“宁夏干旱半干旱区有限水资源补充灌溉综合节水技术模式”及“宁夏旱作雨养区精准高效节水补灌设备与技术应用模式”。

课题获授权实用新型专利“玉米起垄覆膜施肥播种一体机”(专利号:ZL201520372196.3)、“土壤水分测试机构”(专利号:ZL201220372862.3),获发明专利“玉米起垄覆膜施肥播种一体机”专利号:ZL201210266660.5);研发新装置5 套;研制土壤改良剂配方2个;发布试行技术规程4 项;出版专著1 部;发表学术论文43 篇;培养博士研究生2名,硕士研究生11名,本科生26名;培训农业科技骨干52名,培养农民技术能手120名,培训农民1.2万人次。建立核心示范区1.02万亩,辐射推广10.26万亩。

课题通过创新与集成抗旱节水新品种、非充分灌溉技术、补充灌溉技术与设备、耕地质量提升、栽培技术及种植模式等关键技术,建立了宁夏干旱区现代节水高效农业生产技术体系,创建了有限水资源高效利用农业综合技术模式,为宁夏及我国同类干旱半干旱地区节水高效农业提供了科技支撑和示范样板。

二、成果推广情况

课题执行期间,针对成熟的科技成果在同心县、盐池县推广优新品种及其配套种植技术,建立核心示范区1 000亩,辐射推广15 000余亩;在同心县、中宁县、盐池县及固原市原州区推广应用雨水利用技术,黄河水净化处理滴灌技术,马铃薯、玉米、油葵膜下及裸地滴灌节水技术,新型渠道衬砌材料及灌溉工程管理技术等,建立核心示范区1 500亩,辐射推广27 000余亩;在同心县、中卫市及石嘴山地区建设便携式手动精准点灌设备、移动式膜面精准补灌设备及风光互补节水灌溉系统多功能示范展示面积1 200亩,辐射面积10 000亩;在同心县、红寺堡区及西吉县等地建立推广土壤地力提升及作物精准施肥技术重点试验示范区2 500亩,辐射推广22 600亩;在同心、海原、西吉等地建立特色优势作物单作种植技术及立体复合种植模式重点试验示范区4 000亩,辐射推广28 000亩。

编制并实施的《灌溉渠道衬砌工程技术规范》(DB64/T811-2012)是渠道地方标准,是灌溉渠道工程规划、设计、建设和管理的重要技术依据,可供北方同类地区灌溉渠道衬砌工程建设借鉴、使用。发布试行的《宁夏微灌工程规划设计技术导则》已成为宁夏各级水利规划设计部门的重要设计依据;编制的《宁夏滴灌玉米种植技术规程》及《宁夏滴灌马铃薯种植技术规程》已于2015 年4 月由宁夏有关部门发布实施。出版的《宁夏灌区支斗农渠衬砌定型图集》已被宁夏引扬黄灌区内的固原市同心县、红寺堡区,中卫市的沙坡头区、中宁县,银川市兴庆区、金分凤区、西夏区、灵武市,石嘴山市惠农区、大武口区、平罗县、吴忠市等各县区的农田水利工程设计及建设所采用,项目涉及水资源专项项目、国土整治、农发项目、世行贷款项目等,铺设支斗农渠长度已达5万公里以上。

三、社会经济效益

经过5年的研究,课题在宁夏同心县、红寺堡区、盐池县、海原县、中宁县及西吉县等地建立优新品种、高效节水灌溉技术、精量高效节水灌溉设备、土壤地力提升及科学施肥技术以及优势特色作物单种技术和立体复合栽培模式试验示范区1 000亩,核心示范区10 200亩,辐射推广面积10.26万亩。示范区灌溉水利用率提高25%,水分生产效率提高25%,水分生产效率达到4.0 kg/m3,雨水资源的利用率达到65%以上,劳动生产率提高1.9倍,主要优势特色作物产量提高32%,亩均节水1520立方米,亩增收220元,节水量205.2万立方米,节水效益32.2万元,增收2 257.2万元,取得了显著的社会效益和经济效益。