实现作物需水触动式自适应灌溉的痕量灌溉技术浅析.ppt

实现作物需水触动式自适应灌溉的痕量灌溉技术浅析,华中科技大学普泉痕量灌溉研究中心,我国面临严峻的水资源问题,-我国是联合国认定的13个最缺水的国家之一，到2030年中国用水量将接近水资源可开发利用总量。,-我国是一个农业大国，农业用水量约占全国用水量70%，而且单位灌溉面积可利用水资源不足世界平均值的20%。,-2011年中央一号文件指出，农田水利建设滞后是影响农业稳定发展和国家粮食安全的最大硬伤。,发展节水灌溉技术是解决国计民生的大事,现有节水灌溉技术,喷灌,地下滴灌,滴灌,这三类工程节水灌溉技术都依赖人为制定的灌溉制度进行定时定量的灌溉,作物需水触动式自适应灌溉的提出,作物需水规律，制定灌溉制度,天气实时监测,定时定量灌溉（滴灌、喷灌、渠灌等）,节水增效,人为被动,难以做到与作物耗水过程的科学匹配,瓶颈,突破,作物需水触动式自适应灌溉,作物主动,作物发出“饱和”信号,灌水器自动停止供水,作物发出“需水”信号,灌水器定时适量供水,解决作物需水触动式自适应灌溉的方法,不断吸水，单位时间内低流量，以土壤毛管水为主,能识别需水信号 连续低流量输水,与土壤类似的输水特性,实现需水触动式自适应效果,痕量灌溉灌水器模型,痕灌膜,纤维毛细管束,痕量灌溉技术介绍,以毛细力为基础力，通过特制的控水头，以极其微小的速率(1-200mL/h)直接将水或营养液均匀、适量、不间断地施于植物根系附近土壤，实现按植物需求供水。,痕量灌溉是从供水原理、产品形态到使用方法的系统创新。,痕量灌溉技术原理,控水原理,水通过滤膜接触到控水头内部的毛细管，在毛细力的作用下被缓慢运送至土壤，直至控水头土壤植物间水分的动态平衡。,防堵原理,以控水头结构中的膜为过滤介质，以膜两侧的压力差为驱动力，通过设置合理的滤膜与出水口毛细管头面积比，实现系统的抗堵塞功能。,滤膜一（面积大，孔径小）,滤膜二（面积大，孔径小）,中空纤维膜（面积小，孔径大）,水势差不断上升,水流速度不断下降,痕量灌溉技术的特点,一、触动式能势差控水,灌水器出水口采用的是微米级的毛细管束，毛细管束的表面能势差将水从灌水器表面自动延伸（润湿）到与灌水器出水口相接触的土壤表面。,二、减少地表蒸发和深层渗透,痕量灌溉的灌水器埋在植物的根部，只湿润作物根系附近土壤，流出的水分能及时被植物吸收，在保证植物水分需求的前提下，大幅减少了地表蒸发和深层渗漏。,三、膜过滤技术防止灌水器堵塞,痕量灌溉系统无需安装首部过滤装置，依靠灌水器特有的出水方式以及滤膜与毛细管组成的相互制约相互配合的有机整体，保证灌水器可稳定工作，出水口和滤膜长期不堵塞。,痕量灌溉控水头的抗堵塞性能测试图,四、可适应多质土壤环境,痕量灌溉是密闭输水模式灌溉（管道输水或其他密闭材料输水），管材轻便、结构简单、布设容易，能适应各种复杂土壤和地形环境。,壤土（水蜜桃）,沙土（速生杨）,痕量灌溉技术的初步试验研究,可直接储水灌溉,灌水器是独立的膜滤系统，对水源的适用性更加广泛，河水、井水、雨水、甚至泥沙水，无需过滤/沉淀过滤处理即可使用。,灌溉所需能耗低,配合一定的重力即可进行长期灌溉。,野外速生林,棚内蔬菜,管道可长距离铺设,大棚内管道铺设,在保证灌溉均匀度的前提下，痕灌管的最大铺设长度可达500-600米。,地表干燥，抑制杂草、病害发生,球茎茴香(滴灌),球茎茴香(痕灌),痕灌只湿润地表以下作物根层区域的土壤，地表保持干燥状态，可减少杂草的滋生,北京市农委连续4年试验验证，行业专家鉴定， 认为痕量灌溉技术 -节水效率; -抗堵性能; -长距离均匀供水。 3个方面达到领先水平。,专家鉴定会,痕量灌溉技术应用举例,百合,地 菊,试验结果表明：痕量灌溉可节水85.03%，且灌溉均匀度较高。植株分支数增加0.67，花量增加0.58，叶片数增加1.99。,设施园艺生产,山地梨树,果树种植,痕灌管沿等高线布置，很好地克服了山地果园落差大的不利因素,水蜜桃,干旱区速生杨种植,生态改良,采用痕量灌溉技术打3-5眼机井就满足了用水需要，植株的成