摘要：對新疆奇臺縣中葛根流域的大首部自壓滴灌技術(shù)、塘壩加壓滴灌技術(shù)、自動化滴灌技術(shù)3種高效節(jié)水技術(shù)下小麥、玉米、食葵等常規(guī)作物的投入產(chǎn)出調(diào)查，結(jié)合效益指標(biāo)體系進(jìn)行優(yōu)選分析。結(jié)果表明，從高效節(jié)水技術(shù)分析可知，大首部自壓滴灌技術(shù)綜合得分最高，綜合評價效果最好。而從作物種植種類對比來看，雜交玉米的綜合得分最高。根據(jù)技術(shù)優(yōu)選對比及農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)分析，中葛根流域運用大首部自壓滴灌節(jié)水技術(shù)種植雜交玉米，可提高農(nóng)產(chǎn)品的經(jīng)濟效益，實現(xiàn)農(nóng)戶增產(chǎn)增收。

關(guān)鍵詞：節(jié)水技術(shù);綜合評價;種植種類;技術(shù)優(yōu)選

中圖分類號：S275

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（ 2020） 20-0056-05

DOl：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.20.012

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

隨著中國農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，傳統(tǒng)的灌溉技術(shù)在許多干旱與半干旱地區(qū)逐步凸顯出越來越多的弊端，水資源的有限與節(jié)水系統(tǒng)投資費用過高是傳統(tǒng)灌溉技術(shù)的主要矛盾。隨著節(jié)水技術(shù)的創(chuàng)新引領(lǐng)，中國在高效節(jié)水灌溉管理模式的進(jìn)步成效可見，但高效節(jié)水技術(shù)在具體實施的過程中，會涉及工程投資費用、節(jié)水成本、農(nóng)戶滿意度等方面因素，因此，有必要對節(jié)水灌溉技術(shù)綜合效益進(jìn)行評價。汪希成等[1]對新疆兵團棉花膜下滴灌技術(shù)的經(jīng)濟效益進(jìn)行了測算和評價，得出滴灌技術(shù)應(yīng)用具有很明顯的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。陳新明等[2]在節(jié)水灌溉技術(shù)方案的優(yōu)化設(shè)計中通過評價優(yōu)化理論和層次分析理論的方法，建立了節(jié)水灌溉規(guī)劃方案優(yōu)化選擇的模型，該模型的應(yīng)用對節(jié)水灌溉規(guī)劃具有實際意義。楊旭等[3]在節(jié)水灌溉綜合評價指標(biāo)體系與量化方法中利用層次分析的方法，研究了節(jié)水灌溉綜合評價指標(biāo)體系，為工程規(guī)劃的設(shè)計提供了參考依據(jù)。侯維東等[4]結(jié)合高效井灌節(jié)水項目分析的特點，表明社會評價主要受社會經(jīng)濟的影響。雷波等[5]在旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)綜合效益評價體系研究中構(gòu)建的綜合效益評價體系對北方地區(qū)的農(nóng)作物節(jié)水評價效果較好，而對農(nóng)牧業(yè)及早區(qū)的未來發(fā)展關(guān)注度還不夠。方崇等[6]以灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵為出發(fā)點，將蟻群優(yōu)化算法用于灌區(qū)改造綜合效益評價，建立的綜合效益評價投影尋蹤數(shù)學(xué)模型對灌區(qū)節(jié)水改造效益綜合評價具有一定的參考價值。劉軍等[7]根據(jù)呼圖壁縣節(jié)水滴灌技術(shù)集成模式進(jìn)行優(yōu)選，綜合技術(shù)效果可知，小流量滴灌技術(shù)集成模式得分最高，集成效果最優(yōu);從作物結(jié)果優(yōu)選來看，種植棉花得分值最高。本研究結(jié)合新疆昌吉州奇臺縣節(jié)水灌溉應(yīng)用情況，綜合效益評價體系優(yōu)選出奇臺縣中葛根流域較好的節(jié)水技術(shù)模式，為該流域科學(xué)評價各種高效節(jié)水技術(shù)應(yīng)用效果提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

中葛根河為奇臺縣的第二大河，全長約60 km，其中，山區(qū)河段與平原河段各占50%。地處89°13'E，43°25'N。該流域多年平均氣溫13.0℃，極端最高氣溫33.7℃，極端最低氣溫-32.9℃，多年平均降水量為422.25 mm.多年平均蒸發(fā)量為1535.1mm（20 cm口徑蒸發(fā)皿）。多年平均最大風(fēng)速20.0 m/s，多年平均風(fēng)速2.7 m/s，最大凍土深度1.41 m，最大積雪深度41.9 cm。中葛根流域主要以農(nóng)業(yè)灌溉為主，是奇臺縣主要的經(jīng)濟玉米主產(chǎn)區(qū)，主要以雜交玉米、制種玉米、食葵、小麥等常規(guī)作物種植為主。

1.2 研究方法

1.2.1 實地走訪調(diào)查法為了保證數(shù)據(jù)的真實性，對新疆奇臺縣中葛根流域所在的大型農(nóng)作物示范區(qū)進(jìn)行調(diào)查，選取奇臺縣中葛根流域的營盤灘村、半截溝大隊、川壩、良種場、老葛根、中葛根、大莊子村等地進(jìn)行相關(guān)調(diào)研，獲取小麥及玉米、食葵等主要作物節(jié)水工程的投資費用等相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過填寫問卷、訪談的方式獲取當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種植大戶種植成本、節(jié)灌投入、運行管理投入及產(chǎn)量等數(shù)據(jù)。

1.2.2 對比分析方法對農(nóng)作物不同節(jié)灌技術(shù)下的投入、產(chǎn)出及綜合效益評價指標(biāo)等各項指標(biāo)之間的差異進(jìn)行對比分析。計算綜合度量值并對其進(jìn)行綜合效益對比，具體計算公式如下：

1.3 評價指標(biāo)體系的構(gòu)成

技術(shù)效率評價主要是分析節(jié)水技術(shù)在農(nóng)作物灌溉過程中所能達(dá)到的相對節(jié)水程度，農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)效率狹義上是指田間資源型節(jié)水，廣義上是指田間農(nóng)業(yè)高效用水。經(jīng)濟效率類指標(biāo)是從技術(shù)使用成本和生產(chǎn)的經(jīng)濟效率2個方面，考察節(jié)水成本與效益之間的數(shù)量關(guān)系，對節(jié)水技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟效率分析評價，從而為決策者提供技術(shù)經(jīng)濟合理性判斷的依據(jù)[8]。在經(jīng)濟效果指標(biāo)中，通常會涉及水分生產(chǎn)效益，水分生產(chǎn)效益又稱為水分生產(chǎn)率，是指在某種節(jié)水灌溉技術(shù)模式下，在生產(chǎn)期內(nèi)單位水資源消耗量所獲得的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出。社會效果類指標(biāo)主要包括單位面積能耗與勞動強度。持續(xù)性類指標(biāo)主要包括技術(shù)適宜性與農(nóng)戶滿意度[9]。

根據(jù)評價準(zhǔn)則，在確定各單項指標(biāo)間的聯(lián)系及層級指標(biāo)間的關(guān)系基礎(chǔ)上，建立評價指標(biāo)體系[10]，并將篩選出的單項評價指標(biāo)按內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)劃分，具體節(jié)水技術(shù)田間評價指標(biāo)體系的構(gòu)成見表1。

1.4 田間尺度效益評價模型

綜合效益評價是指將多個評價指標(biāo)組成一個能反映評價對象總體特征信息的體系，以達(dá)到對評價對象綜合效益評價的目的，在對不同節(jié)水技術(shù)模式進(jìn)行評價時，由于指標(biāo)體系中各單項指標(biāo)的效益有時不一致，這就需要通過綜合效益評價的方法，把各個具體指標(biāo)的優(yōu)勢綜合起來，將多個評價因素或指標(biāo)轉(zhuǎn)化為能反映節(jié)水技術(shù)效益總體特征的信息，用一個具體的綜合得分值來表示該節(jié)水技術(shù)的綜合效果，從而可以從總體上評價各個節(jié)水技術(shù)模式的優(yōu)劣[2]。

綜合效益評價主要借助于綜合效益評價模型進(jìn)行，該模型是利用綜合效益評價法、借助加權(quán)法及有關(guān)計算公式進(jìn)行計算，通過數(shù)學(xué)模型計算多個評價指標(biāo)綜合得分值，以綜合得分值表示綜合效益，具體綜合效益評價的計算模型[11]如下：

隨后對指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，在評價指標(biāo)體系中，由于各個指標(biāo)值的量綱不同，不宜直接將其帶入綜合效益評價函數(shù)進(jìn)行匯總，需要將不同量綱變換為無量綱的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)，消除各項評價指標(biāo)的不同量綱的不利影響。無量綱化也叫數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化，是通過數(shù)學(xué)變換來進(jìn)一步消除原始數(shù)據(jù)量綱的不利影響，無量綱化的計算有比重法、閾值法。比重法計算公式為[12]：

專家排序法原理一客觀賦權(quán)方法。專家排序法指聘請同行專家和利益相關(guān)者根據(jù)評價目標(biāo)對評價指標(biāo)中二級層的指標(biāo)和一級層的指標(biāo)按重要程度依次排序。按照指標(biāo)的重要程度將最重要的指標(biāo)排在最前面，記為“為”，次重要的指標(biāo)記為“次重”，往后依次類推。通過主觀權(quán)重公式的計算原理，計算主觀權(quán)重（di），通用公式為：

2 結(jié)果與分析

2.1 指標(biāo)值基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析

采用的數(shù)據(jù)來自新疆奇臺縣中葛根流域示范區(qū)小麥、玉米、食葵等幾種常規(guī)種植作物隨機抽樣調(diào)研所得。涉及中葛根流域輻射的營盤灘村、半截溝大隊、川壩、良種場、老葛根、中葛根、大莊子村258戶的實地調(diào)研數(shù)據(jù)，主要包括大首部自壓、塘壩加壓和自動化3種高效節(jié)水模式的固定投資、直接成本、運行成本、固定投資折舊費、生產(chǎn)成本、作物的常規(guī)投入費、作物的灌溉制度及產(chǎn)出情況等內(nèi)容。

2.2指標(biāo)值匯總

根據(jù)新疆奇臺縣中葛根流域營盤灘村、半截溝大隊、川壩、良種場、老葛根、中葛根、大莊子村的實地調(diào)研數(shù)據(jù)，結(jié)合專家排序法及比重法整理計算出大首部自壓、塘壩加壓和自動化3種節(jié)水模式的綜合效益評價指標(biāo)值，見表2。由表2可知，通過主觀權(quán)重模型，篩選出13個評價指標(biāo)值。

2.3 二級指標(biāo)權(quán)重確定

2.3.1 主觀權(quán)重確定運用專家排序法計算大首部自壓、塘壩加壓和自動化3種節(jié)水技術(shù)模式效益評價指標(biāo)體系中二級指標(biāo)的主觀權(quán)重值，見表3。由表3可知，確定各指標(biāo)的主觀權(quán)重系數(shù)值，為主觀模型提供基礎(chǔ)參數(shù)。自動化3種節(jié)水技術(shù)模式效益評價指標(biāo)體系中的二級指標(biāo)的組合權(quán)重值，見表4。由表4可知，技術(shù)的適應(yīng)性占主要作用，其次為農(nóng)戶使用滿意度，增產(chǎn)百

2.4 技術(shù)優(yōu)選結(jié)果

通過3種高效節(jié)水模式實地調(diào)研數(shù)據(jù)整理計算，應(yīng)用綜合評價模型得到綜合得分值，結(jié)果見表5。從表5可以看出，同種節(jié)水技術(shù)模式（塘壩加壓滴灌技術(shù)模式）不同作物種植的綜合得分值高低表現(xiàn)為制種玉米>食葵>雜交玉米>小麥，而從技術(shù)模式評價結(jié)果來看，大首部自壓滴灌技術(shù)綜合得分最分率權(quán)重占比最低。高。對種植小麥而言，采用大首部自壓滴灌系統(tǒng)綜合得分最高，自動化系統(tǒng)綜合得分次之，塘壩加壓滴灌系統(tǒng)最低。而對種植制種玉米而言，塘壩加壓滴灌系統(tǒng)綜合得分要高于自動化滴灌系統(tǒng)。

3 小結(jié)

對新疆奇臺縣中葛根流域大首部自壓滴灌技術(shù)、塘壩加壓滴灌技術(shù)和自動化滴灌技術(shù)3種高效節(jié)水技術(shù)模式285戶小麥、玉米、食葵的種植大戶走訪調(diào)研，并通過綜合效益評價模型對3種高效技術(shù)模式下雜交玉米、制種玉米、小麥、食葵等常規(guī)作物進(jìn)行經(jīng)濟效益評價。結(jié)果表明，從技術(shù)必選及作物種類分析，在大首部自壓滴灌技術(shù)下種植雜交玉米所得綜合得分最高，其次是大首部自壓滴灌技術(shù)的食葵。對種植小麥而言，采用大首部自壓滴灌系統(tǒng)綜合得分最高，塘壩加壓滴灌系統(tǒng)最低。從3種高效節(jié)水技術(shù)選擇的角度考慮，大首部自壓滴管技術(shù)綜合得分最高，綜合評價效果最好，是奇臺縣中葛根流域高效節(jié)水技術(shù)應(yīng)用及推廣的最佳選擇。從作物比較來看，中葛根流域比較適合種植雜交玉米，主要是由于雜交玉米得分最高，其次是種植食葵。該研究可為調(diào)整奇臺縣農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)農(nóng)民的增產(chǎn)增收提供一定的理論支撐。

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作者簡介：吳玉秀（1981-），女，甘肅武威人，副教授，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)、建筑材料等研究，（電話）18599096272（電子信箱）395936068@qq.com。