水资源约束条件下的高标准基本农田建设目标及模式研究

【摘要】：我国水土资源约束日益明显,粮食安全受到威胁。河南省作为粮食生产大省,在新形势下,为保障粮食生产战略目标的实现,保障国家粮食安全,必须优化农田灌溉用水配置,加强高标准农田建设,提高耕地利用率和产出率,突破水资源瓶颈对农业生产发展的约束。本文以新郑市为项目区,对水资源约束条件下的高标准农田灌溉用水优化配置进行研究。新郑市位于河南省中部地区,属半干旱半湿润大陆性气候,降水量年内分布不均,地下水位受降水因素影响较大,在丰水季节水位抬升,在枯水季节水位下降,可利用水资源总量总体上难以满足农田灌溉用水的需要,因此,需根据不同生育阶段作物水分亏缺对产量的影响程度的不同,将有限的灌溉水量用在作物最关键的需水阶段,即所谓的灌“关键水”。在对新郑市水资源禀赋条件和区域水资源供需平衡进行评价分析的前提下,得出其农田灌溉水源不足,应在水资源约束条件下制定合理可行的作物灌溉制度,在农作物全育期期内科学地分配有限的水量,并对灌水时间和灌水定额进行优化分配,使缺水造成的减产损失降低到最小,以获取最佳的产量目标。主要研究成果如下:(1)新郑市水资源可利用量远远不能满足农田灌溉用水需求,在农田区地表径流得到充分蓄积利用的情况下,可利用水资源总量总体上仍难以满足农田灌溉用水需要,但是部分地区则基本上接近到供需平衡。(2)由于新郑市冬小麦灌溉需水量为1099-1469m3/hm2,夏玉米灌溉需水量为1035-1324m3/hm2,冬小麦-玉米标准种植制度的年农田灌溉需水量为2134-2793m3/hm2,远小于《河南省用水定额》,自产水无法满足充分灌溉灌溉定额用水需要,因此需要制定非充分灌溉制度。(3)立足于水资源条件约束制定与可利用水资源量相匹配的灌溉定额,并根据作物在不同生育阶段水分亏缺对产量的影响、作物同生长阶段有效湿润层深度、适宜的土壤含水率,制定分区节水灌溉制度,将有限的水源优先用于作物生长临界期及关键需水阶段。(4)以高标准农田建设不同类型区可利用水资源量(可利用模数)作为灌溉定额确定的依据,根据灌水定额分析结果和作物水分生产函数研究成果,将新郑市高标准农田划分为旱作区、非充分灌溉区、充分灌溉区3类一级区,并在此基础上细分为7个二级类型区。(5)立足于不同类型区自然环境禀赋条件的适宜性和约束性,采取“以分区为基础,以资源定目标,以目标定工程”的技术思路,根据不同类型区的特点确定了与水资源禀赋条件制定相应的灌溉次数和时间以及相匹配的农田灌溉目标和灌溉工程配置模式。