一、成立背景
黄土高原地区面积64万km2,占国土面积的1/15,人口约1亿。由于水土流失和干旱缺水两大瓶颈的限制,使该区域成为我国生态最为脆弱和经济最为贫困的地区之一。统筹解决这两大瓶颈是实现黄土高原地区生态健康、经济发展的根本。
建国以来,国家一直对黄土高原综合治理与开发非常重视,并投入了大量的人力和财力,尤其是退耕还林(草)工程实施以来,区域生态建设取得了重大成效。但由于退耕还林(草)工程主要是依赖于国家政策补贴来推动,生态环境建设与农民增收没有得到同步协调发展,一旦国家补贴停止,农民积极性和自觉性将难以保持,退耕还林(草)工程也将难以持续发展。如何依靠科学技术大力发展现代农业,同步解决生态建设与农民增收问题,促进社会主义新农村建设,是该区域目前迫切需要解决的重大战略问题。
陕西省榆林市北部风沙区是我国重要的能源重化工基地,南部黄土丘陵沟壑区是典型的雨养农业区,南北经济发展极不平衡。2007年北部风沙区神木县财政收入高达47.57亿元,而南部丘陵沟壑区佳县仅为0.10亿元,二者相差475倍。在南部丘陵沟壑区充分利用有限降水资源,结合区域优势产业,大力发展生态型现代农业,是实现榆林区域经济全面统筹、协调与持续发展的战略选择。
红枣是榆林市的传统特色果品,国家退耕还林(草)工程实施以来,山地红枣面积达到100万亩,已经成为南部丘陵沟壑区的重要产业。但是由于严重干旱缺水,生产效益不高,平均亩产仅为150公斤左右,只有其生产潜力的15%左右。
基于上述背景,结合多年研究基础,在国家科技支撑计划与“863”计划,以及陕西省和榆林市重大科技计划支持下,我们在陕西省榆林市南部丘陵沟壑区米脂县银州镇孟岔村结合区域特色红枣产业的发展创建了“黄土高原山地红枣集雨微灌工程技术研究基地”。
二、基础设施
该基地拥有米脂孟岔580亩山地红枣核心示范基地,其中野外试验基地100亩;拥有子洲杨大沟、清涧店则沟、清涧牛家湾、绥德四十里铺、横山双城乡、吴堡夏山畔等万亩推广基地。重新装修了20间近600m2的住宿房、1000 m2的室内试验室、1000 m2办公室、70 m2会议室。配备了PTM48、土壤水势监测系统、Diviner土壤水分监测仪、Trime土壤水分监测仪、气孔导度仪、叶绿素仪、烘箱、电子称等仪器设备。
三、学术研究
该基地拥有农业水土工程、水土保持、林学、土壤学、植物营养、农业经济、生态学、植物生理学等多学科固定研究人员10名,试验、研究生等30名,围绕山地红枣的高效用水、高产优质目标而开展研究工作。已经培养了20名硕士研究生、5名博士研究生。
四、取得成果
2008年8月25日,由西北农林科技大学实施的“陕北山地红枣集雨微灌工程技术研究与示范”通过成果鉴定。该成果是西北农林科技大学在多年相关研究成果的基础上完成陕西省重大科技专项(农业节水灌溉节水标准研究与示范)、榆林市重大科技项目(榆林米脂坡地枣树高效灌溉技术研究与示范)及陕西省自然科学基金项目(低压滴灌设计理论与方法)的结果。该成果获得2009年度榆林市科学技术进步一等奖、2010年度陕西省科学技术进步一等奖。
成果鉴定委员会由来自中国科学院、北京师范大学、西安理工大学、水利部、农业部新乡灌溉研究所的7位著名专家组成,其中由三名工程院院士任鉴定委员会主任和副主任,是榆林市最高层次的一次成果鉴定会。专家对米脂县银洲镇孟岔村坡地红枣滴灌示范点进行了现场考察,听取了项目负责人、西北农林科技大学副校长吴普特研究员的项目研究汇报,查阅了工作报告、科技档案、查新报告等有关材料,经过质疑答辨并认真讨论,形成鉴定与验收意见。中国工程院刘兴土院士认为该成果是技术集成和创新很好的结合;山仑院士评价该成果特色明显,解决了黄土高原丘陵沟壑区水土流失治理、生态环境建设的实际问题,具有很好的推广、应用前景;尹伟伦院士评价该成果技术先进、效益显著,为黄土高原生态经济林发展树立了榜样。与会专家一致认为:该成果抓住了“缺水”的关键问题,以坡地滴灌技术为核心,有效地将生态效益和经济效益相结合,支撑榆林地区红枣产业发展,为国家推行退耕还林政策的后续可持续发展寻找了一个良好的途径。项目研究提出的理论与关键技术可在黄土高原和其它类似地区进行大面积示范推广。研究成果创新性明显,总体达到国际先进水平。在田面微地形影响下的滴灌均匀度计算方法、山地滴灌工程技术和涌泉根灌工程技术研究方面达到国际领先水平;建议进一步加强山地红枣集雨微灌工程技术示范与推广应用力度。
该成果示范面积达580亩,推广达到3900亩,灌溉利用系数超过0.95,2006年每亩灌溉由原来沟灌+管灌169m3减少到108m3,每亩减少灌溉36%,2007年每亩灌水量减少到50 m3,水分利用效率由原来无灌溉、传统稀植的0.51kg/m3;无灌溉、矮化密植的1.17 kg/m3;管灌、矮化密植的1.79 kg/m3提高到滴灌、矮化密植的4.21 kg/m3;红枣产量达到1320kg/亩,较无灌溉、传统稀植的134kg/亩提高产量将近10倍,较无灌溉矮化密植300~400kg/亩提高3.3~4.4倍,较矮化密植沟灌+管灌800kg~1000kg/亩提高32-65%,滴灌实施使红枣产量提高的同时一级枣提高了34%,由此每亩产值提高51.8%。
该研究成果对黄土高原生态环境建设区域经济产业发展具有重要价值。一是突破了长期以来所谓黄河滩附近发展枣产业的禁锢,通过节水灌溉技术可以在黄土高原山地大力发展红枣经济林,实现了生态环境建设和区域经济产业的协同发展。二是实现了生态用水与农业用水的统一,节约了水资源。况且山地枣林微灌用水量小,山地地表水完全可以满足需求。三是为缩小榆林市南部山区与北部能源基地差距找到了新途径。四是探索出了山地退耕还林新机制。通过微灌发展山地红枣经济林,既是一项生态环境建设工程,又是一种高收益农业产业,政府、企业和农民积极性都很高。由企业或产业大户作为投资主体,农民通过出让土地和就地打工获得收益,是黄土高原山地退耕还林和发展现代农业的有效方式。