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探访北京灌溉节水基地技术团队:“试验田”紧跟市民“菜篮子”
12
06月
2019

 

翠绿的小麦、成行的果树、果实累累的蔬菜大棚……

 

 

在通州区东南部一片70亩的试验基地里,一支十几人的技术团队扎根多年。什么才是最适宜的土壤含水率?采用怎样的灌溉方式才能既节水还能让蔬菜瓜果长势好、产量多?从一批秧苗栽种下地到日复一日地观察测试,从大水漫灌到科学灌溉,北京市水科院的研究团队几乎把自己都“种”进了地里,为了某种农作物的某一项数据,工作人员甚至要做上万次的监测取数。

 

目前正值全国城市节约用水宣传周,北京晚报记者走进北京市水科院永乐店试验基地,探寻这里的农业节水“秘密”。

 

探访:同一批小麦种进24种土里

进入灌浆期的小麦、绿油油的草坪草,8个大棚里种植着各种蔬菜瓜果……踏进试验基地,仿佛走进了一片农田。别看每种果蔬作物总量不多,类型却几乎涵盖了百姓餐桌上的品种。东侧大棚里,一个个小西瓜长势正欢;西头的棚中,挂在藤上的西红柿透着鲜艳。据市水科院副总工程师杨胜利介绍,近年来,这片70亩的试验基地先后种下过几十种农作物。像常见的小麦、茄子、豆角、黄瓜、西红柿、苹果、葡萄、草莓等,都是试验田里的“老客户”。

 

大棚边上就是草坪草试验田,工作人员正拿着探筒插入土壤中,每下沉10厘米测一次,相应的土壤含水率就通过蓝牙传感器显示在手机上。“一共要测12层的数据,过去农作物的灌溉只给出频次,而现在是要科学地给出土壤含水率达到多少时应该浇水、浇多少。”杨胜利解释说。

 

在水循环测试区,地面被划分为24个独立的土坑,里面栽种了同样一批小麦。“测坑里的土是我们北起密云、南至大兴,按照不同的地貌取样再加填的,包括山前冲积扇、平原、山区等,包含了全市的所有土壤结构。”杨胜利介绍说,种植同一种农作物,在不同土壤结构下所需的水量也不同,“测坑群的目的就是要找出不同地质地形下灌溉的最佳状态。”

 

从测坑旁地面的入口拾级而下,就进入了地下监测室。这里共有24套监测设备,就好像做心电图一样,监测感应器分别贴在测坑中的泥土里,其数据可以反映不同土壤中的水分移动情况。杨胜利表示,这样的监测已经持续了近10年时间,正是根据该监测结果,才能针对平原、山丘等不同地形提出不同的农业灌溉用水定额。

 

作为农业节水试验基地,试验田内的滴管喷头的孔径大小也是研究的内容之一。一位监测员正用手指在喷头孔径处检查。按住小孔,发现手指上没有水:“说明这处喷头是流通的,如果堵了就要及时疏通。”

 

试验基地里,还藏着不少普通人没见过的设施设备。在小黄瓜种植大棚里,中间的两排植株被安置在一个两米见方的平台上,“这实际上是一台称重式蒸渗仪,就像一个大的秤台,随着水分的多少,秤台会产生上下移动,以此计算出植株的需水量,可精准到0.01毫米的高度变化。”杨胜利说。

 

测算:万余次试验找到最合适的灌溉量

 

 

“如果只是种一些作物,就不需要这么多硕士博士了,我们的主要任务是控制和测量作物不同时期的各项数值,从而推导出最优的灌溉方式。”杨胜利说。

 

“铃……”凌晨4点,范海燕爬了起来,直奔基地。她是赶着来测西红柿的光合作用的。

 

她告诉记者,夏天太阳出得早,如果6点前不到试验田里,灌前数据就不准确了,会让一整天监测的数值偏高。“作物不会说话,想要知道它们的真实情况,只有用数据说话,为了得到最准确的光合作用参数,我必须追着太阳跑。”范海燕说。

 

每个大棚有12个处理区,每个处理区需要耗时5分钟进行监测,一个棚下来,范海燕已经用了1个小时,前面仍有好几个棚在等着她。蹲下身、摸一把额头上的汗,她继续在30多摄氏度的大棚里测着。为了让得出的数据趋于准确,每隔两个小时要重复测一次。当天,范海燕从早上6点一直测到晚上6点。收集到的仅仅是一种西红柿的一项数据。

 

杨胜利表示,每一批秧苗栽种下以后,日复一日的“笨功夫”就开始了:“以西红柿为例,一种类型需要监测的数据有七八种,同时需要监测的西红柿种类也有五六种,平均每一项试验的周期是三到五年。我们的工作量是呈几何式增长的。

 

”也就是说,为了一种作物的某一项数据,技术团队的工作人员就要做上万次的监测取数。一旦遇到下雨、病虫害等极端因素,试验就不得不暂停或者重做。“2017年,根线虫猖獗威胁,所有黄瓜苗的生长都不健康,无法作为试验对象,只能等来年重新栽种。”杨胜利举例说。

 

花费大量精力取得的数据究竟如何应用到农业节水灌溉中?杨胜利说,果树高效节水灌溉中有一项名为“果树滴灌”的方法,和传统的大水漫灌相比,这项技术可以节约一半水量,提高产量30%。“比如以前用1吨水浇灌出10斤苹果,现在半吨水就可以产13斤,万次以上的试验让我们帮助每种作物找到了最合适的灌溉水量。”杨胜利说。

 

去年,依据水科院几大基地近100种作物节水灌溉试验的成果编制成的《农业灌溉用水定额》已成为北京市地方标准。该标准提出了20种设施作物和14种露地蔬菜的耗水规律,为农户灌溉提供指导。同时,市水科院还提出了15种灌溉模式,如滴管、喷灌、微喷、小管出流等,为不同类型的农作物提供最合适的灌溉方式。

 

前景:年内开辟500亩果蔬示范区

“我们的科研,总要追着市民的餐桌热点来进行。市面上出现的新品种,往往就会被纳入当年的监测。因为这意味着过上几年,这种蔬菜可能就会扩大种植。”杨胜利说,几年来,基地光草莓品种就有红颜、奶油、章姬3种,去年,又引进了秋葵、塔菜花和白黄瓜等品种。比起已经成为很多人凉菜首选的秋葵,塔菜花和白黄瓜还没有被大众所熟知,“我们的研究恰恰是在做准备。遇到新型作物,一线农民往往会用经验来处理,比如和果树一样用滴灌。如果我们能早一天研究出对应的灌溉模式,就有可能在这种作物大面积推广前完成普及工作。

 

杨胜利说,研究如何科学、高效地种植,对每种农作物来说最适宜的土壤含水率是多少、采用怎样的灌溉方式才能让用水效率最大化,“永乐店试验基地的试验就是为了回答这两个问题。

 

据悉,北京市水科院计划于今年内在良乡、周口店等地开发一片500亩的示范区,专门种植各类热门果蔬。“等到秋天,游人们看红叶的时候就可以顺便看一看我们的果园,体会一下用高效节水灌溉方法培育的作物长势有多好。”杨胜利表示。

 

北京5年累计节水量5亿多立方米

北京是水资源紧缺的特大型城市,农业节水灌溉是北京节水的缩影。谈及北京市近年来节约用水的主要做法,北京市水务局相关负责人表示,在工业方面,本市出台《北京市新增产业的禁止和限制目录》、《北京市工业污染行业生产工艺调整退出及设备淘汰目录(2017年版)》,推进清洁生产,退出高耗水、高污染和高耗能企业。截至2017年底,全市清理淘汰一般性制造业和污染企业共计1981家。

 

农业则通过压减高耗水作物种植面积,推广高效节水灌溉技术和水肥一体化综合种植技术来推广节水。农田灌溉水的有效利用系数(即农作物实际吸收利用的水量与灌溉水量的比值)由2014年的0.69上升至2018年的0.742,居于全国领先地位。农业用新水量持续多年呈现负增长。

 

在生活节水方面,累计推广换装高效节水器具100万套,对居民用水实行阶梯水价,对超限额用水提高水费单价,促进人们节约用水。同时,为了提升用水效率,将用水总量和用水效率考核纳入市政府对区政府考核内容,强化计划用水管理,非居民用水严格实行超用水指标累进加价制度。

 

各方面政策和措施也带来了成绩。2014年至2018年,北京已建成节水型区7个,创建节水型单位(企业)1.5万个,节水型社会建设已初具规模。5年累计节水量达5亿多立方米,取得了显著节水成效。