从成本效益视角分析辣椒膜下滴灌技术推广的可行性

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  摘要:水是农业的命脉,我国作为农业大国,其整个耕地面积的40%是需要通过灌溉来保证其正常生产。因此,合理开发和调配有限水资源,推广节水灌溉技术,是保持我国经济社会可持续发展的关键。
  膜下滴灌技术作为一种新型的灌溉方式,促进了农业生产的一系列改变,成为现代农业的一个转折契机。本研究把实际研究与实地调查相结合,以有着华北地区的典型气候条件的环渤海地带为实际研究地点,以天津市宝坻区某镇村民为主要调查对象,以统计法为主要方法,以节水灌溉增产效益的计算模型为基础,就半湿润缺水地区的辣椒种植需水特点展开研究讨论关于膜下滴灌技术推广的可行性,为膜下滴灌技术及农业节水灌溉技术的发展及推广提供合理的决策参考。
  关键词:膜下滴灌;设施农业;成本效益
  引言:膜下滴灌产生于兵团农八师石河子垦区,是一种结合了以色列滴灌技术和国内覆膜技术优点的新型节水技术。在水资源异常紧张的今天,如何提高水的利用率是国家乃至世界都在关心的问题。我国作为一个农业大国,每年经工程调蓄、提、引为工农业提供的水量中,农业用水占88%,而其中又有95%用于农田灌溉。农业生产中存在的一大问题是一方面水资源十分短缺,而另一方面却存在农业用水效率低下、浪费严重的情况。改变中国传统的粗放式农业,改变大水漫灌的灌溉方式,推进节水农业和设施农业的发展,是当前中国农业的前进方向。基于这种考虑,我们根据天津市西青区实际推广的情况,从成本效益来对膜下滴灌技术推广的可行性进行分析,并提出一些政策建议。
  一 研究区概况
  天津市多退海之地,在暖温带半湿润气候下,春季蒸发作用强烈,地下水中的盐分沿土壤毛细管,随水分上升到地表,水散盐存,易在平原微域地貌引起积盐。尤其是滨海地区,成土母质含有大量盐分,加之海水的入侵,土壤在强烈蒸发下,表层强烈积盐。除上述自然因素外,渠边渗漏、大水漫灌、稻田和旱田的插花种植以及排灌不配套等等,抬高了部分地区的地下水位,致使土壤产生次生盐渍化。按照全国统-标准,即轻度盐化(0.1-0.2%)、中度盐化(0.2-0.4%)、重度盐化(0.4~0.6%)、盐土(>0.6%)的盐分分级,全市土壤盐渍化土壤为364万亩,其中轻度盐渍化218.9万亩,中度盐渍化113.7万亩,重度盐渍化23万亩,盐土8.27万亩。
  西青区三天津是最大的副食品生产基地之一,近年来,按照:"服务城市,富裕农民"的方针,建成7万亩蔬菜生产基地,被称为天津市的"菜篮子"。按照都市型现代农业的发展定位,西青区以设施农业重点项目和农业产业园区建设为载体,大力发展设施化种植业和设施化养殖业。全区种养设施面积将达到10.2万亩,已占全区耕地面积的46%以上。
  目前西青区设施蔬菜生产园区已大面积推广应用,主要以地下水做为水源,应用面积达到8000亩。可以说凡是有大棚生产就使用了膜下滴灌技术。从农机站站长马站长处了解到,农户从安装到定期的检查,全部的服务是都是免费提供的。为了大力推展膜下滴灌及水肥一体化技术,从2006年开始,从5-10个示范区,每区100-200个棚,到现在实施农业几乎覆盖全区。
  二 数据来源与方法
  膜下滴灌的成本效益研究包括灌溉增产效益和节水灌溉所节约的成本。
  1.灌溉增产效益分析。
  式中,B为灌区多年平均增产值,即毛效益年值(元);A为灌区作物种植面积(亩);y0,y分别为采取灌溉措施前,后作物产量(kg,亩),y,y0分别为采取灌溉措施前,后作物产量(kg/亩);y',y0'分别为采取灌溉措施前,后作物副产品的产量(kg/亩);C,C'分别为农产品与副产品的价格(元/kg);N为分析期限,ε为分摊系数。
  而分摊系数的确定,应用以下方法:
  (其中:k0 为节水灌溉工程投资折现值;C为节水灌溉工程年运行费折现值,P为节水灌溉工程实施后,农业生产年费用折现值;P'为实施工程师农业生产年费用折现值。)
  2.节水灌溉所节约的成本。
  在实际设计方案中, 节水量可以通过灌溉消耗的水量和灌溉水利用系数定量求得。一般概念是, 膜下滴灌技术可节水50%左右, 假定节水40%是完全可能的,而节水60%完全不可能, 这样就可得到一条可能度曲线。对于满意度, 假定认为节水量小于40% , 就完全不满意;若节水55% , 就认为完全满意。
  这样就可以得到关于節水量的满意度曲线。将节水量的可能度、满意度曲线绘于图1。
  图1
  三 膜下滴灌技术在西青区的实际情况。
  根据西青区实际经验来看,对于盐碱地及土壤盐渍化严重的地区来说,滴灌好。西青区王稳庄二侯庄镇通过15个实验棚进行对比,从定植到采收结束,无点片死亡现象(3-5棵为一点,40-50棵为一片);而漫灌死亡严重,甚至半棚,取表层土化验,含盐量达到5-7‰。
  膜下滴灌技术的设施除了需要包括安装的大棚,地膜,管道,滴灌带,文丘里施肥器等设施外,也应与其他技术及设施一起使用,其中最重要的包括水肥一体化技术和集约化生产。
  1.膜下滴灌与水肥一体化技术。
  水肥一体化,即灌溉时,肥料已溶解在水中,浇水的同时也是施肥的过程。这时植物所需要的营养可以通过水溶性肥料来获得,即节约了用水,节省了肥料,又节省了劳动力。 即水溶性肥料最大的优点——节水、省肥、省工。
  西青区运用水肥耦合,先根据作物生长条件和前季产量确定目标产量,以作物营养的理论数据拟定施肥配方,依据土壤条件调节配方再以滴灌施肥条件下肥料吸施比计算施肥量,选配肥料,与灌水制度配置用肥量。
  2.膜下滴灌与集约化生产。
  集约化农业是与我国传统的粗放的耕作方式相对应的随着工业化和城镇化的发展,中国农业必将走向生产经营的产业化、规模化。   而膜下滴灌技术与集约化农业又是必不可分的,当前农村劳动力短缺,单个农户耕地少,地块分散,搞膜下滴灌不仅力不从心,而且比较效益偏低。人手不足、收益偏低,直接挫伤了农户发展膜下滴灌的积极性。只有规模化、集约化耕作,才能降低膜下滴灌成本,实现增产增收。
  四 成本效益分析
  1.成本分析:(表1)
  详细情况:
  (1)水源工程投资:按1口400米深井,每10米一万元,眼井成本费400000元,总使用年限20年,灌溉面积300亩计算,平均每亩成本费7元。
  (2)管带投资:按当前价格,每年每亩滴灌带需投入2500元,每套设施至少可使用7-8年。
  (3)农业机械联合作业费:秋整地、春起垄、深施肥、覆膜、播种、收获、清残膜,每亩共需50元左右(随油价升降可能有波动,修理费10000元左右)。
  (4)种子成本费:使用荷兰瑞克斯旺生产的迅驰品种,每袋550元,按每亩需种子100-150克,每百克50元计算,约为50-75元/亩。
  (5)肥料成本费:使用水溶肥10000元/吨,一次施8-10斤(40-50元),一生长季追10次肥(400-500元)。
  (6)农药成本费:除草剂锈去津250毫升需4元/亩;乙草铵100毫升需3元/亩(不含杀虫剂和杀菌剂),共计7元/亩。
  (7)农膜成本费:5公斤/亩×14元/公斤=70元/亩(宽度130厘米、厚度0.007~0.008毫米)。
  (8)灌溉成本费:300m3/生长季,灌3次,有井有电需30元/亩(用柴油机需90元/亩)。
  (9)人工管理费:2500元/亩(按每人可管理3亩) .
  在这里,我们要着重说明一下水肥成本:
  理论上由于膜下灌溉的配水设施埋设在地面以下,管材不易老化,没有土地表面的蒸发,又避免了水的深层渗漏和地表径流,使作物对水、肥的利用直接有效,便与农户田间管理和精确控制灌水量,达到高效农业用水的目的,大田使用后,较常规灌溉省水50%左右,省肥20%,省农药10.5%,增产10~20%,增加综合经济效益40%以上。
  实际上可以节水50%-70%,根据我们节肥30%,但这里所指的节省的肥只是数量上的,漫灌30斤/次,滴灌5-8斤/次。实际在施肥过程中,使用的肥料是不同的,漫灌是使用的是普通肥,为3000-4000元/吨;而滴灌使用的是10000多元/吨的水溶肥。所以使用的是等值等价的肥进行的滴灌。而目前我国农业用水并不收费,所以节水节肥只能在理论上为滴灌的发展提供一定的支持,对农民来说没有太大的价值。
  2.效益分析:(表2)
  (1)增产效益。
  一般作物可增产10~20%左右,因产品品质提高,可提高经济效益15~25%。
  以辣椒为例,辣椒属于产量低的作物,采取膜下滴灌前,辣椒(尖椒)产量为2500kg/亩,单价4元/kg,销售额10000元;采取膜下滴灌后,辣椒(尖椒)产量可达3000kg/亩,单价4.5元/kg,销售额13500元。
  (2)节约生产成本费用。
  安装好滴灌设备后,省去了人工浇水、打药及施肥等环节,一般每棚室可节省人工6~8个。
  装置了设施的大棚种植地平均每月可以节省180-200元的人工費,如此计算在一个设施使用周期内可以节省人工费15120-19200元。
  3.经济效益。
  (1)直接经济效益。
  每年获得直接经济效益=年增产效益+年节约生产成本-年滴灌工程建设及运行费
  即(13500-10000)+(3580-2500)+(341.25-400)-(50000/12)=355.25元
  (2)间接经济效益。
  集约化、合作生产可以粗略估计节省20%左右的费用,因为膜下滴灌设备首部过滤器及变频柜可共用。
  劳动力机会成本:以当前天津市农民外出务工收入人均1015元来算, 每棚节省7-8个人工就相当于产生了7015-8120元的劳动力剩余。
  五 膜下滴灌技术存在的问题及政策建议
  1.膜下滴灌技术现存的问题。
  在以河水灌溉蔬菜地区,因首部过滤装置费用太高,不适宜小规模应用。在大田作物种植区,因滴灌设备费用较高,种植作物价值较低,也未大面积推广应用。
  运行成本高:由于工程是有压供水,相对单方水成本增加;加之工程全部为管道系统,好多设备和材料,容易受损,相对维修费用增加;而且大田滴灌工程科技含量高、要求管理水平高,需配备专人管理和维护,相对运行费增加。由于整体运行费高于常规灌溉,是导致大田滴灌工程推广难的一个重要原因。
  连片种植难:单项滴灌工程由于是一个灌溉系统,水、肥条件和灌溉制度一致,导致了一项工程仅限于单一的作物种类,要求作物种植必须连片。目前长久不变和分散的土地承包政策不适宜滴灌技术的推广,若要实施,必须统一运行管理、统一作物种类、统一施肥标准、统一种植时间、统一田间农作、统一安装和拆卸滴灌管道。这在实际操作中困难较多。
  轮作倒茬难:作物栽培中,经济作物和粮食作物必须进行倒茬轮作,否则会有较多病虫害的发生,而且影响作物产量,也就影响农民收入。目前实施的大田滴灌工程,一般当年实施的工程运行情况较好,而到下年由于种植倒茬原因就会出现很多问题,有些作物不适宜滴灌或者是在管网的设计中不符合具体栽培条件,便影响工程的正常安装。
  2.膜下滴灌技术现存的政策问题及建议。
  (1)水价政策不合理。
  目前,我国大部分的农业用水价格偏低,无法反映供水成本,一些地方还是无偿的。所调查的两个农村就属于后一种情况,灌溉不收取水费,只负担用于抽水的电费,而且村委会还对电费进行一定额度的补贴,如贾各庄村每人只缴五块钱,剩下的由村委会承担。这种人为的低水价政策限制了水资源的有效利用,也是农民节水意识淡薄的原因之一。   (2)水资源管理不完善。
  水资源管理的不完善是造成目前水资源粗放低效利用的制度根源。具体表现在两方面:一是水资源整体规划利用方面,各部门、各地方常常从各自需要出发,彼此间缺乏协调,利用过程中缺乏监督,如挖井需要得到水利部门的批准,但是在所调查的两个农村农民挖井都不知道需要申请,而水利部门也从来没有下乡检查过,同时也没有部门监督水利部门的这一工作。二是在水资源管理方面,众多部门从水质、水量和水环境参与管理,多部门重复管理或者是各管一段,矛盾重重,缺乏统一协调管理的组织机构,导致水资源利用效率低下、破坏严重。
  (3)基礎设施建设不足。
  笔者在走访宝坻区王卜庄镇何仉村和天津市宝坻区城关镇石佛营村时深刻的感受到了这一点,多数农户使用的是大水漫灌,机井是政府出资修建的四寸泵,总输水量在70-120m3/h,也有个别家庭利用自家的设施进行灌溉。而这些机井基本都已经有些年头,有的甚至已经毁坏。政府也没有派技术人员下乡考察,了解实际的农业耕种及灌溉状况。
  膜下滴灌不单纯是一个节水措施,它实际上是一个系统,比如由它带动了水肥一体化,精准施肥、精准用药,也包括正在推广的机械化精准采摘,还有这样一个系统对较高劳动者素质的要求,随着这项技术的不断推广,必然促使农业栽培模式的改变和农业劳动者整体科技素质的提高,符合现代农业对机械化、信息化、智能化的要求。同时,由于膜下滴灌技术必须在大棚下才能实现,不能再延续中国传统低效粗放农业,而是需要进行集约化的合作生产,所以,实行膜下滴灌技术的同时也是在推进中国现代化农业的发展。
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