滴灌在农业设施化生产中的应用.doc

滴灌技术在农业设施化生产中的应用鲁会玲 尤海波 王喜庆（黑龙江省农科院园艺分院 150069）农业设施化生产是综合生物工程、农业工程、环境工程为一体，跨部门、多学科综合的系统工程，是在外界不适季节，通过设施及环境调节，为作物营造较为适宜的生育环境，达到早熟、高产、优质、高效的集约化生产方式。但目前我国现有农业设施绝大多数采用传统的沟畦灌，水的利用率只有40%。该种生产方式对园艺作物提前、延后生产，调节市场淡季供应、丰富城市居民菜篮子，提高菜农经济收入和和社会效益非常显著，但在设施内沿用传统的沟灌、畦灌、用水量大，造成早春、晚秋设施内湿度大、温度低、病害加重，效益低。因此在农业设施化生产中采用先进的节水灌溉方法势在必行。一、滴灌技术在农业生产中的应用与发展滴灌是温室大棚灌水最理想的技术，它具有节水、增产、省工、高效等优点，是目前世界上一种先进的节水灌溉技术。滴灌开始于二十世纪40年代，到1991年，世界微灌（包括滴灌、微喷、涌泉灌等）面积已发展到176.7万hm2，其中以美国的微灌面积最大，为60多万hm2，其次是西班牙为16万hm2。超过10万hm2的国家还有澳大利亚14.7万hm2、南非10.7万hm2、以色列10.4万hm2。中国于1974年引进滴灌技术，通过技术改进与创新，降低了成本，并提高了效益。中国滴灌技术的发展大致经历了三个阶段。80年代以前为第一阶段，此阶段主要是引进、消化和试制。在这期间引进了墨西哥的滴灌产品，安装在果园，自行开发了滴灌带和小管出流产品。第二阶段为80年代到90年代，属于缓慢发展阶段，主要是针对滴灌产品品种少，设备不配套，产品质量差等问题，对已有的产品进行改进，开发了孔口滴头、补偿滴头、折射式和旋转式微喷头，并在河北和山东建立了试验试点，对中国节水灌溉设备的开发和应用起到了极大的推动作用，但由于科研投入不够，技术还存在一些欠缺，推广面积相对较少。第三阶段为90年代，在北方地区连续多年干旱，城市人口急剧增加，水资源短缺情况下，国家对节水灌溉农业十分重视，投入相对增加，同时又提出了发展高标准设施农业的构想，因此，大中城市的郊区和小城镇纷纷建立了设施农业的示范点，蔬菜、果树保护地面积迅速扩大，这一时期，主要是引进以色列的等国家的先进技术和设备，如脉冲式滴灌设备、补偿式滴灌管、压力调节器、过滤器、施肥器等，使中国北方设施农业中的滴灌技术有了较大的发展，同时对设施农业节水灌溉设备进行了系统的研发。二、适于设施农业生产使用的主要滴灌设备滴灌主要包括：固定式地面滴灌。一般是将毛管和滴头都固定地布置在地面（干、支管一般埋在地下），整个灌水季节都不移动，毛管用量大，造价与固定式喷灌相近，其优点是节省劳力，由于布置在地面，施工简单而且便于发现问题（如滴头堵塞、管道破裂、接头漏水等），但是毛管直接受太阳曝晒，老化快，而且对其他农业操作有影响，还容易受到人为的破坏。半固定式地面滴灌。为降低公顷投资只将干管和支管固定埋在田间，而毛管及滴头都是可以根据轮灌需要移动。投资仅为固定式的50%70%。这样就增加了移动毛管的劳力，而且易于损坏。膜下滴灌。在地膜栽培作物的田块，将滴灌毛管布置在地膜下面，这样可充分发挥滴灌的优点，不仅克服了铺盖地膜后灌水的困难，而且大大减少地面无效蒸发。地下滴灌。 是将滴灌干、支、毛管和滴头全部埋入地下，这可以大大减少对其他耕作的干扰，避免人为的破坏，避免太阳的辐射，减慢老化，延长使用寿命。其缺点是不容易发现系统的事故，如不作妥善处理，滴头易受土壤或根系堵塞。我国北方设施生产中常采用的是膜下滴灌技术。膜下滴灌技术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。水、肥、农药等通过滴灌带直接作用于作物根系，加上地膜覆盖，棵间蒸发甚微，十分利于作物的生长发育，使用后，较常规灌溉省水50%左右，省肥20%，省农药10%，增产10-20%，增加综合经济效益40%以上。日光温室一般长度50-100米，宽5-10米，既可东西长垄布管，也可南北短垄布管。滴灌管应沿作物行向铺设，距植株根5-10厘米，每行作物铺一条。如果两行作物行距小于40厘米，土壤为粘土或壤土，则两行作物中只铺一条也可满足灌水要求。在保证灌水均匀度情况下，为了方便作物行距调整，滴灌管（带）可以S型盘绕铺放。连栋温室和塑料大棚一般长40-60米，推荐南北长垄种植和铺滴灌管。温室滴灌作物以蔬菜花卉为主，建议选用滴头间距30公分、单滴头流量1-2升/时的滴灌管（带），行距0.8-1.2米时每亩铺滴灌管600-800米，小时滴量3-5吨/亩，推荐一次灌溉时间4-110小时。滴管铺在地膜下灌溉，有利于降低蒸发。三、滴灌系统中的主要配套设备供压装置：水泵是滴灌系统供压的主要设备，通常采用井用潜水泵、离心泵，管风压力不够时往往增设管道泵二次加压。为保证滴灌水源压力稳定，最好使用滴灌专用压力罐或变频调压器。为节省能源，也可根据当地地势条件建立蓄水池或水塔，利用位差供水实现自压滴灌。过滤装置：过滤装置主要由砂石式过滤器、了心分离式和网式或叠片式过滤器组成。作业中，如发现滤网、密封圈损坏，必须及时修补或更换，否则将会使整个系统严重堵塞，后果不堪设想。据调查，约50%滴灌工程报废就是过滤器故障所致。配套输水管路：主要由干管、分支管和各种连接管件，以及流量计、压力调节装置、进排气阀等组成。为减缓老化，所有管道都尽可能有埋于地下。干支管线均要铺设在冻土层下，末端设排水口。每个灌溉周期都要冲洗1-2次。施肥装置：目前多采用压差施肥技术。每次施肥前后，应用清水滴一定时间，以免肥液残留在滴灌管内。为节省投资，施肥罐可在几个小地片轮流使用。滴灌施肥应控作物种类和生育期确定施肥种类和施肥量。四、滴灌技术在设施农业中的发展潜力及效益滴灌技术的应用使地面局部湿润，面积小且水分蒸发较少。它直接铺设在作物畦面上灌水，能为棚内作物生长提供良好的生长环境。 节水。滴灌能集中使用水，比其他灌溉方式效力高且经济，最适用于设施农业的生产，采用软管滴灌技术平均可节水70%左右，一亩地一年节水近600立方米。 提高肥效。滴灌追施的肥料，集中在作物根部容易被作物吸收，提高肥料效率，是一种充分利用肥力的经济施肥法保持良好的土壤环境。滴灌的土壤比较疏松，灌水均匀度高达80%90%以上，地表面不板结，土壤团粒结构不破坏，有利于根系发育，为作物生长创造了良好的环境。 提高设施内土温和气温。滴灌比沟灌平均土温和气温提高12，对作物生长十分有利。 减轻病虫害。滴灌水量小，土壤水分蒸发少，降低了室内空气湿度20%-30%，因而减轻病害的危害。霉菌类及病虫害发生率大大下降，可以不用或少用农药，减少果实及环境污染，保证作物无公害生产。实现科学灌溉。采用滴灌可控制一次灌水量，可以根据不同植物和同种植物不同生长阶段对水的需要少灌、勤灌，科学合理地供给水量，并可保持作物行间、株间土壤干燥，杂草不易生长、土壤不板结。节 能、省 工、省 地。节电可达55%-60%；省工可达70%，600亩地灌溉只需1-2人即可完成作业，并且包括施肥；减少沟梗占地，可提高土地利用率10%-15%。增加效益。种子萌发快、幼苗壮实、生长快、营养充足、果实发育好、成熟早。试验表明： 樱桃园由六年提早到四年结果，香蕉可在四个月收获，温室鲜花、西红柿、黄瓜增产 40%以上，棉花、大田作物增产20%左右，葡萄增产15%以上，蔬菜可提前上市10-15天。管理方便，省工省时，易实现自动化。科学投资。一次投资多年受益，符合现代农业发展趋势。我国人均水资源占有量仅为世界平均水平的25%，水资源的有效利用率只有40%，仅为发达国家的一半左右，特别是农业用水浪费极为严重，传统的灌溉方式使农业成了用水大户，其用水量占全国总用水量的70%以上。滴灌技术的问世，改变了人们千百年来传统的大水漫灌方式，真正实现了一种有意义的灌溉，也就是使水的投入产出比达到一种理想的水平。滴灌技术不单纯是一个节水措施，它实际上是一个系统，比如由它带动了栽培技术的发展，由精准灌溉带来的精准施肥、精准用药，包括必将推广的机械化精准采摘，同时这样一个系统对劳动者素质要求较高，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。滴灌技术大大提高了土地的利用率，加之农药、化肥等营养液随输水管道供应，减少了农业的作业层次，大大减轻了劳动者的劳动强度。也是因为大量劳力、机力的节约，使得劳动生产率有了明显提高。滴灌技术的大面积推广应用成功，其意义绝不仅仅在于节水本身，随着这项技术在更大范围的推进，带来的将会是一场必然发生的农业革命，将从根本上改变我国传统的农业用水方式，大幅度提高我国水资源的利用率。可见，滴灌技术的推广促