葡萄滴灌节水灌溉技术及应用

对于葡萄生产而言，灌水方式主要包含了大水漫灌、沟灌、分区灌溉、穴灌等。二十世纪六七十年代，滴灌、喷灌等新型灌溉技术随之兴起，且广泛运用于我国各种农作物种植管理中。滴灌优越性明显，灌溉水能够缓慢地、均匀地滴入到葡萄根部的土壤中，确保根系集中分布区的土壤水分始终处于最佳状态，满足葡萄健康生长的需求，在产量与果实品质不被影响的前提下，其节水效果高达50%。同时，滴灌时能够将灌水与施肥相结合，有利于提高肥料利用率，其中氮肥利用率高达90%。总之，在葡萄生产中应广泛推广使用滴灌节水技术。1葡萄园区情况青州市有机果蔬专业合作社位于山东省青州市王坟镇，占地1600余亩。东面与黑虎山水库接壤，紧邻大石河，沿河淤泥形成了富含矿物质的砾质砂壤土，是葡萄种植的黄金地带。西面紧邻逄山森林公园，海拔510m，日照充足，空气较干燥，大气透明度高，温度适宜，独有的谷地气候为葡萄生长及成熟提供了充足的条件。青州市有机果蔬专业合作社主要种植赤霞珠、黑比诺、美乐、薏丝琳、摩尔多瓦等名贵葡萄品种，葡萄按地形坡向，采取南北向篱架种植，株距0.5m、行距2.0m。该有机果蔬专业合作社主要开展葡萄新品种选育和葡萄适应性、优质、无公害栽培技术等多项研究。2节水灌溉模式选择2.1水分对葡萄生长的重要性。水分是葡萄的主要组成部分，在各个不同的生长周期内葡萄对水分的要求也有所不同。如果葡萄园内严重积水、水分不匀，生长期枝蔓过密易造成葡萄园内湿度过大而发生病害，严重影响葡萄生长发育、花序形成，导致落花落果，甚至造成裂果、烂果，大大降低鲜食葡萄的品质。葡萄在休眠期、萌芽期、开花前后、第一膨大期、第二膨大期、采果前后至落叶各阶段对水分都有不同的要求，因此选择合理的灌溉技方法、建立最优化灌溉制度对葡萄的生长发育尤为重要。2.2节水灌溉方式选择。我国现有的节水灌溉技术有渠道防渗技术、低压管道灌溉技术、喷灌、微灌等。2.2.1渠道输水防渗灌溉技术是指用渠道将灌溉水源输送到田间的一种灌溉方式。采用渠道防渗灌溉技术，可以大大减少渠道的渗漏损失，还可以提高渠道抗冲击能力，同时增加流速，加大输水能力；渠床渗漏减少后可以减少灌溉对地下水的补给，防止土壤的次生盐碱化；而且也能降低成本，提高灌溉效率。防渗技术主要适用于大田粮食作物灌溉。2.2.2低压管道灌溉是指用管道代替明渠输水的一种灌溉模式，在一定压力作用下，将水源灌溉水由水泵、管道等设施输送到田间作物土壤，管道灌溉即可直接通过管道的分水口通过分水进入田间，又可在管道分水口处通过连接输水软管输水到田间，是一种节水地面管道灌溉技术。其特点是出水口流量较大，出水口所需压力较低。2.2.3喷灌是指采用专有设施将有压水流通过喷头输送到田间，通过喷头均匀喷洒的形式进行灌溉的节水方法，喷灌灌水均匀，省时省工，适应性广，增产增收，防止或减小灾害性天气对作物的影响。2.2.4微灌是指通过管道和最末级管道上安装的灌水器，将植物生长所需的养分及水分通过细小流量，进行准确和均匀地灌溉的一种方法，包括滴灌、微喷灌、涌泉灌等，微灌优点为省水省工、节能、灌水均匀、增产增收、对土壤和地形的适应性强。滴灌是根据需水要求，通过管道和安装在毛管上的滴头或是滴灌带，将植物生长所需的养分及水分一滴一滴，均匀缓慢滴入植物根部土中的一种灌水方法。在灌水器的流量比较大情况下，可以形成连续细小的水流来湿润土壤。微喷灌是指直接利用安装在毛管上的微喷头或者是跟毛管连接的微型喷头，将水均匀地喷洒到植物根部土壤的灌水形式。结合实际地形条件、水源条件及葡萄对水分的需求，百纳城葡萄种植区采取滴管的节水灌溉方式。3滴灌在葡萄生产上的应用3.1葡萄用水需求分析。葡萄在整个的生长周期内，各个阶段需水量有所不同，需水量高低分别为葡萄采果后期、发芽开花前期、新梢旺长期、幼果膨大期及果实膨大期。葡萄采果后期应该结合秋季施底肥要求并且充分灌溉，为葡萄第二年的生长发育提供良好的条件；在葡萄发芽开花的前期，应该保持土壤湿度在田间持水量70%左右；新梢旺长期及幼果膨大期为需水量的临界期，应该保持土壤湿度在田间持水量的80%左右，这一阶段葡萄根系对养分和水分的需求最为敏感；果实膨大期应该保持土壤湿度在田间持水量的70%左右。3.2葡萄滴灌系统。对于葡萄滴灌系统而言，其主要由水源工程、控制系统、水质处理设备、肥灌、注肥系统、滴灌管件等构成。如果存在滴灌水源无杂质堵塞灌水器的情况，滴灌系统只需安装储水桶、DC电源电磁式开关阀、碟形过滤器、供水主管及内镶式滴头之滴灌管(带)即可，但是只供小面积使用。根据本次葡萄园的实际情况，其葡萄滴灌系统应完整构建。3.2.1水源工程。在滴灌系统中，水源工程是为了获取水源而特意建设的拦水、引水、蓄水、提水及沉淀工程及输配电工程。水源可为井水、泉水、水库水、渠道水等。值得注意的是，滴灌对水质的要求十分严格。这是因为滴灌系统中灌水器滴头极易被水中的杂质所堵塞，不仅会影响灌水效果，而且还会造成整个滴灌系统瘫痪。为了能够有效预防杂质堆积，最好使用过滤器，将超过出水孔直径10%～20%的杂质进行有效拦截，预防其流入到管道中。基于所搭配的滴头或喷头的具体规格，选取适宜的过滤器。例如，选择使用管上式PCJ—CNL稳压滴头，其水流通道最小直径为1.03mm，其20%为0.215mm，所以最好搭配120目过滤器。3.2.2控制系统。因每一个地区葡萄种植的条件有所差异，在种植园区一般均会设置控制装置，控制方式包含了手动、半自动及全自动三种控制方式。3.2.3水质处理设备。对于过滤器的选择而言，应积极考虑有效过滤程度。对于过滤效果相同的不同过滤器，可基于价格高低进行选择。一般情况下，砂粒过滤器最贵，其次为碟形或网筛过滤器。3.2.4肥灌注肥系统装置。定比稀释器(比例式注液器)。其优势在于能够对肥液注入流量的精确稀释倍数比进行调节，可适用于多种规格。直接在出水口注入混合液，这里所需要的水压偏低，运行过程中所产生的噪声也比较小。但是，其缺点在于出水压力损失偏大，且价格相对较高。文氏管注肥器：其需损失20%的流水压力才可将肥液吸入其中，出水口压力比入水口压力低20%。同时，无法对肥液注入流量的稀释倍数比进行调整。3.2.5滴灌管件及配置。①灌水器的选择。采用管上补偿式滴灌带，滴灌毛管外径16mm，滴灌毛管进口压力10m水柱，毛管间距2.0m，滴头间距0.5m。水流通过细长的管道，与管道内壁摩擦使压力减小，促使管道各个部位出水压力达到平衡。适于按照株行距进行栽种的葡萄，可配送水溶性肥料。②毛管布置方式。由于葡萄基地采取篱架的种植方式。因此，毛管布置采用每行葡萄布置一条毛管，根据实际地长和最大铺设长度确定每条毛管长80m，根据葡萄生产要求，将毛管固定于篱架的第一道铁丝上，距地面高度约0.4m(图1)。③管网系统布置。根据工程范围内的地形图，干管沿区内的生产路布置、自扬水站向南直至最末端。分干管沿葡萄种植行与干管垂直布置。支管沿垂直分干管(垂直葡萄行)左右两侧等距布置。毛管沿葡萄种植向(垂直支管)布置，逆坡长度减少1/2，详见管网布置图2。④灌水量的确定。为了减少工程投资，提高设备利用率，增加灌溉面积，微灌区内部拟采用轮灌的工作制度。对支管进行分组，通过干管分别向各组支管轮流输送供水，支管再向毛管进行供水。灌水量根据葡萄生长的不同时期和天气情况而定，一般每次灌水时间2～3h为宜，在葡萄成熟期要停止灌水，以防影响果实品质和防止裂果。图1田间管网布置图2葡萄滴灌管网布置3.3葡萄滴灌中注意的问题3.3.1选择适宜的滴灌设施。严格按照设计方案规定要求选择符合条件的水泵，水泵型号必须达到设计方案所要求的供水流量和供水压力，输水管道的管径和管道长度设计要合理，同时供水管道应该选择抗老性能好的PE管材。滴灌喷头则应该选择能够均匀出水、有较强的抗堵塞能力、使用安装方便的。过滤器应耐腐蚀、易冲洗。3.3.2滴灌设备安装要正确。首部枢纽安装中，必须分别在过滤器的前后安装1个阀门和1个压力表，安装压力表主要是为了观察过滤器的前后压力之差，同时为了更加方便调节流量及压力，更加容易清洁过滤器。供水管道布置中管道两侧供水要平衡。3.3.3滴灌设备使用要正确。整个滴灌系统中，管道的控制压力必须在标准的范围之内。过滤器在整个滴灌系统中起着重要作用，必须经常清洗。如果发现过滤网损坏的问题，应该尽早及时更换。滴灌系统中灌水器极易损坏，必须细心管理、小心铺放，在不使用的情况下应该慢慢卷起来，切忌在地上拖动或是踩压。冬季温度过低时，必须要放空管道内水量，以防灌水器和供水管道冻裂。灌溉时阀门应慢慢开启，流量逐渐增加，排净管道内空气，减少对灌水器的压力冲击，延长灌水器的使用寿命。3.4葡萄滴灌水肥一体化应用。滴灌是指采用灌水器与管道灌溉系统连接的灌溉方式，主要利用管道内外存在的水势梯度差，将水量按时按量输送给植物。百纳城有机专业合作社处于王坟镇八喜谷，地势坡度较大，为滴灌创造了条件。葡萄在生长过程中，水肥的需求不尽相同，水肥的使用在葡萄的整个生长过程起着重要的作用，对葡萄品质至关重要。葡萄在休眠期、萌芽期和开花期30～40d，萌芽期需要大量水分。果粒膨大期、果实着色前这个阶段果实迅速膨大，一般要求每隔10～15d需要灌水1次。水肥一体化利用滴灌系统，选择水溶性肥料，根据葡萄不同生长阶段进行施肥。每次先进行灌水1/4，再施肥，等施肥结束之后，再进行灌水5min左右，清洗滴灌喷头防止堵塞，同时确保肥料全部施入葡萄根部土壤，提高肥料的使用效果。水肥一体化技术通过管道定时定量地向葡萄树输送肥料和水分，大大降低外部因素对葡萄生长过程中的影响，减少水分蒸发和渗透，节省人工施肥时间，降低了劳动成本，提高水肥利用率。4葡萄滴灌的应用效果4.1省水省工，降低能耗。滴灌将水分输送到葡萄根部的田间土壤，通过管道输水，输水途中水量损失大大减少，水资源有效利用率可以达到95%以上。在滴灌情况下，滴头水量只是湿润作物根部部分土壤表面，这样就大大减少了土壤水分的无效蒸发。在滴灌系统加装施肥装置后可以将肥料一块输送到葡萄根区附近，既提高了肥料又节约了施肥用工，一般以水溶性肥料为主，水溶肥易溶于水，利于高效吸收。滴灌也大幅度减少了灌溉用工，提高了劳动效率。在滴灌过程中仅仅葡萄根系附近土壤被水分湿润，其他地方的土壤水分含量依然较低，所以可以有效地防止杂草的生长。一般用于土壤消毒和从根部施入的农药，也可以通过滴灌施入土壤，节约劳力开支，提高用药效果。4.2环境湿度低，降低病虫害的发生。葡萄根系附近土壤透气条件较好，通过滴灌注入水中的可溶性肥料，可以为葡萄生产提供充足的水分及养分，使葡萄根部附近的土壤水分完全满足葡萄生产所要求的稳定和较低吸力的条件。灌水附近的地面蒸发量较小，更能有效保护土壤的湿度，葡萄发生病虫害的情况大大减少，因而农药的使用量也大大降低，同时减少靠灌溉水传播病害尤其是根癌病的传播和再侵染的机会。4.3提高葡萄品质，使其增产增收。通过滴灌能够及时为