2020年10月01日
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轉型管路灌溉,非灌區擺脫缺水看天田,穩定作物品質

文/ 林書帆 攝影/ 謝佩穎

依據行政院農業委員會於2017年8月公布的農業及農地資源盤查結果,臺灣可供糧食生產的農地共有68萬公頃,同年農田水利處統計數據顯示,包含暫灌地1.1萬公頃在內,17個農田水利會的灌溉轄區有37.1萬公頃,意即還有非灌區30.9萬公頃沒有穩定的灌溉水源,通常仰賴自然降雨、自山溪引水或抽取地下水,要讓珍貴的水資源發揮最大效益,管路灌溉是其中一個可能的選項。

來到距離桃園市鬧區不到10公里的桃園市八德區蔬菜產銷班第3班,一棟棟散布在田野間的白色溫室映入眼簾,這裡是供應北臺灣蔬菜的重要基地,第3班種植面積將近30公頃,百分之百都是設施栽培,避免蔬菜受到惡劣天候影響。班長李傳添對此相當自豪:「夏天需要穩定蔬菜供應的時候,最能看出我們產銷班的重要性。」

因為蔬菜與水稻相比,本就不需太多水分,且當地土質屬於保水性較好的黏土,第3班目前並沒有遇過缺水的問題,考量溫室不適合使用傳統漫灌,於是申請了行政院農業委員會《推廣省水管路灌溉計畫》補助,灌溉、施藥都經由管線進行,工作人員只有在播種、採收時才須進入溫室,不僅能有效利用水資源,無形中也降低了病蟲害入侵的機率。偶爾須使用藥物防治時,工作人員也不須在密閉空間中施藥,減低健康風險。

桃園市八德區蔬菜產銷班第3班以溫室搭配管路灌溉,穩定生產優質蔬菜。(攝影/林書帆)

精準灌溉,極端氣候下的農業趨勢

位於桃園市中壢區的財團法人農業工程研究中心,是《推廣省水管路灌溉計畫》的主要技術單位,中心內設有農田灌溉排水技術士管路灌溉項術科考場,農業工程研究中心工程組組長姜世偉說明:「協助農民設計管路灌溉的人員須取得丙級技術士證,確保專業程度。」

《推廣省水管路灌溉計畫》是農業委員會在1983年啟動《節水灌溉推廣計畫》之一環,藉由輔導、補助農民設置蓄水槽、動力設備及噴頭、穿孔管等末端灌溉設施,提升水資源利用效益,相較於傳統的漫灌或溝灌,每公頃約可省下灌溉用水0.5萬立方公尺。根據農業工程研究中心的研究,採用微噴灌溉的果樹,芒果增產率可達50%,紅龍果增產率可達18.75%,且果實較大、甜度較佳。

「管路灌溉的好處不只是節水,還能節省工時與人力;淹灌、漫灌可能會受地形因素影響,導致灌溉不均,管路灌溉則能確保作物得到均勻灌溉。」姜世偉說明。「不少高經濟價值作物對於需水量很敏感,例如玉女小番茄若水分管理不當,可能會導致裂果,藉由管路灌溉精準控制水量,連帶也能使品質提升、收益增加。」

由於精準灌溉與作物品質密切關聯,李傳添自家6公頃溫室的管路灌溉,全由小兒子李詩榮一手負責。不過他坦言,自己也曾經歷「澆水撞牆期」,「有一段時間,我怎麼澆菜就怎麼爛,後來才發現澆水不用太骨力(kut-la̍t,閩南語釋義為勤勞),太濕反而會讓菜爛掉。」現在他已經摸索出一套經驗法則,根據土壤濕度、蔬菜品種、天氣預報等因素來決定灌溉水量。「像空心菜需要的水比較多,白菜類就不能澆太多水,陰雨天也可以減少給水。」種種考量不僅是節水,更重要的是讓作物健康成長。

已投入農業20幾年的李詩榮,對近年氣候變化頗有感觸。「以前我是不怕晒太陽的,但這幾年太陽越來越毒辣,上一輩的澆水觀念現在不一定適用,因為氣候和以前不一樣了。」

氣候變遷並不是農民的主觀感受。根據臺灣師範大學地球科學系副教授黃婉如團隊的研究,臺灣的梅雨季時間較30年前減少四分之一,降雨頻率減少,強度卻增加,不利水庫蓄水,表示未來臺灣可能更常面臨缺水情境。姜世偉表示,經過2015年全臺灣大旱,2016年管路灌溉申請件數明顯增加許多,可見看天吃飯的農民,對極端氣候特別有感。

水資源有效利用的關鍵:硬體設置到作物整合

管路灌溉是否有什麼門檻呢?姜世偉解釋:「第一個還是要先有水源,再來以土壤入滲率等因素來決定蓄水槽多大。第二個就是動力,假設田區有高低差,壓力夠的話可以用重力輸送,比較省能源,不然就要靠馬達加壓,把水輸送到田區,要多大的動力也是一門學問。接下來就是管線布置,主管要怎麼走、支管要怎麼走,如果是在山坡地,支管就要沿著等高線走。最後再根據作物去選擇合適噴頭,全面性灌溉用噴頭,像是果樹這樣的局部灌溉用微噴噴頭,蔬菜不建議用噴頭,因為水珠對菜苗來說太大了,有可能會傷到葉片。」

姜世偉以第3班的溫室為例,微噴噴頭朝上是比較好的做法,可減少管中餘水因重力持續滴落,導致下方土壤過於潮濕。「即使噴頭朝上,因為壓力的關係水還是可能會流出來,所以建議再做一根排水管把餘水排掉。」農業工程研究中心工程組技師蔡正輝補充,水如果留在管線內,夏天可能會有水溫過高的問題,對作物產生不良影響。

第3班使用微噴噴頭,噴頭朝上可避免水管中的餘水因重力持續滴落,導致下方土壤過於潮濕。(攝影/林書帆)

除了技術面之外,姜世偉認為作物整合之於水資源有效利用,也是非常重要的一環,「假設這塊區域一開始就是以水田為對象去設計灌溉制度,其中有些土地卻被來種蔬菜,蔬菜原本用水就比較少,末端用不到那麼多水,但源頭還是放那麼多水,坦白說水資源利用很難達到最佳化。

如果像臺中市新社區香菇產業形成聚落,水資源規劃上會更有效益。」不只是擴大灌區,水文自動測報系統合理分配水源南投縣埔里鎮合成里的大坪頂蔬果專業區,就是一個產業聚落。此地因海拔較高、日夜溫差大,加上紅壤土排水良好的特性,適合百香果生長,因此成為臺灣百香果主要產區,種植面積廣達400公頃,臺灣7成百香果都來自大坪頂。

然而,大坪頂地區長期以來也飽受缺水之苦。百香果農民、合成里里長蔡敏雄的父輩,是從臺中清泉崗機場一帶遷徙來的移民,「以前能高大圳本來計畫把管線牽過來,但當時剛搬來這裡的移民大多是種樹薯、蘿蔔,不需要太多水,再加上經濟狀況又不好,沒辦法負擔相關費用,因此沒有納入供水區域。」

南投縣埔里鎮大坪頂地區因氣候、土壤條件適宜,形成百香果產業聚落。

但隨著作物改變及氣候變化,缺水逐漸成為農民的頭痛問題。「大坪頂的百香果種植技術可以說是一流的,但也要水分充足,作物才能長得好。」蔡敏雄說。以往大坪頂地區農民若非自行鑿井,就得自掏腰包買水,在水資源稀缺的情況下,充分利用每一滴水更是當務之急。2001年左右,臺灣南投農田水利會開始在大坪頂地區推廣省水管路灌溉,頗受農民歡迎,現在幾乎每塊田都裝設了灌溉管路。

除了採取省水管路灌溉,蔡敏雄也提到,草生栽培能避免水分散失,也能減緩土壤沖刷。他解釋,施用除草劑後若遇到下雨,藥劑會隨雨水下滲,影響到作物根系,「與沒有用除草劑的園區比起來,植株變得黃黃的,沒那麼翠綠。」

農業委員會的擴大灌區政策,可說是大坪頂地區灌溉的最後一哩路。2018年1月,大坪頂地區232公頃農地正式納入南投農田水利會灌區,未來將從能高大圳取水灌溉。會長林庚辛表示,第二階段的管線施設正在進行中,2019年預計還會有400公頃農地納入灌區,藉由水利會統一管理、調配,可望讓水資源利用達到最佳化。

2005年建置水文自動測報系統,是南投農田水利會水資源管理上的利器。水文自動測報系統有效控管各圳渠水文資料,亦兼具防洪、防盜功能,因應大坪頂地區納入灌區,大坪頂營運站亦設置了監控系統,以精準、合理分配水源。藉由各種軟體、硬體的建置,大坪頂地區的每一滴水,將更有效率地轉化為甜美果實。

南投農田水利會大坪頂營運站站長李炫德說明,透過監控系統可即時掌握各蓄水池水量,並按各區域作物需水量決定進水多寡與時機。

(原文〈轉型管路灌溉,非灌區擺脫看天田 省水省能只是基本,連帶省工提升生物安全指數〉轉載自《豐年》雜誌2018年5月號:極端氣候灌溉學

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