談地面潮汐灌溉

楊鐵順

潮汐灌溉是一項(xiàng)相對(duì)較成熟的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，在設(shè)施園藝生產(chǎn)發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛的利用，很好地解決了灌溉與供氧的矛盾，且灌溉基本不破壞基質(zhì)的“三相”構(gòu)成，是一項(xiàng)高效高能的農(nóng)業(yè)技術(shù)。

灌溉模式——按栽培池的種類不同，潮汐式灌溉主要分為兩類，一類是地面式潮汐灌溉，另一類是苗床式灌溉。地面潮汐灌溉有投資少、使用周期長(zhǎng)、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，因此，它是目前全世界使用非常廣泛的灌溉方式。(稱為落潮)，如此即完成一個(gè)灌溉循環(huán)過程。

系統(tǒng)特點(diǎn)

節(jié)水性

本系統(tǒng)在完全封閉的管道中循環(huán)，極大地降低灌溉用水的消耗量。

促進(jìn)作物營(yíng)養(yǎng)吸收

避免植物葉面產(chǎn)生水膜，從而使植物能接受更多的光照進(jìn)行光合作用，同時(shí)，促使蒸騰拉力從根部吸收更多的營(yíng)養(yǎng)元素。

具有環(huán)保性

溫室內(nèi)相對(duì)濕度容易控制，可保持葉面干燥，創(chuàng)造出不利于病害發(fā)生的環(huán)境，從而減少化學(xué)藥物的使用量，達(dá)到環(huán)保目的。

適用廣泛

系統(tǒng)適用范圍廣，不受植物品種、規(guī)格的限制。

工作原理

如圖1所示，配比好的營(yíng)養(yǎng)液通過預(yù)埋好的灌溉管道，流入到植物的栽培池中，灌溉后再通過回水管道，經(jīng)過消毒、營(yíng)養(yǎng)液配比等工序處理，再流回營(yíng)養(yǎng)液池。整個(gè)過程就像海水的漲潮和落潮。

系統(tǒng)組成

系統(tǒng)組成包括灌溉部分、控制部分、消毒部分、加溫部分等幾部分。

灌溉部分

由水泵、灌溉管道等設(shè)備組成了地面潮汐灌溉輸送系統(tǒng)。是地面潮汐灌溉的核心部分。

控制部分

采用微電腦智能監(jiān)測(cè)和控制，對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的EC、pH值、渾濁度等進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)內(nèi)置的控制邏輯和配方進(jìn)行自動(dòng)控制。

消毒部分

地面潮汐灌溉系統(tǒng)有兩種常用消毒方法，即臭氧消毒和紫外線消毒。臭氧消毒存在許多的弊端，所以，紫外線消毒方法是目前廣為使用的方法。紫外線消毒法采用專業(yè)的紫外線消毒設(shè)備對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行消毒，具有使用成本低，處理量大，無有害物質(zhì)殘留等特點(diǎn)。

加溫部分

采用低溫地面輻射供暖系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用遠(yuǎn)紅外線輻射，表面溫度低于常規(guī)散熱器，作物水分散失較少，具有高效節(jié)能、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。

工藝流程

如圖2所示，灌溉用的清水通過補(bǔ)水泵進(jìn)入施肥機(jī)，由施肥控制系統(tǒng)將各種營(yíng)養(yǎng)成分按需要配成相應(yīng)灌溉用營(yíng)養(yǎng)液并注入到混合池。漲潮控制系統(tǒng)同進(jìn)水泵配合，按預(yù)先設(shè)計(jì)的灌溉方案將配比好的營(yíng)養(yǎng)液通過進(jìn)水過濾器后注入栽培池中，通過水位傳感器將栽培池中的水位控制在合適的高度上。落潮控制部分系統(tǒng)需要落潮時(shí)用回水泵將潮汐灌溉池中的剩余的營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)回水過濾器返回到混合池中供下次灌溉使用。水質(zhì)檢測(cè)部分隨時(shí)監(jiān)測(cè)營(yíng)養(yǎng)液池中的EC、pH值等參數(shù)的變化情況。并定期對(duì)營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行全面的分析和監(jiān)控。如果營(yíng)養(yǎng)液比例有變化，再通過施肥機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充。營(yíng)養(yǎng)液消毒系統(tǒng)(主要是通過紫外線消毒系統(tǒng))負(fù)責(zé)對(duì)混合池中的營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行消毒，以便消除從潮汐灌溉池中返回的營(yíng)養(yǎng)液中的有害物質(zhì)或病菌的污染。

地面潮汐灌溉主要設(shè)備一覽表

應(yīng)用地面潮汐灌溉系統(tǒng)的若干問題

如何杜絕通過灌溉水或營(yíng)養(yǎng)液在作物之間傳播病蟲害?

解答，地面潮汐灌溉的灌溉方式同其他傳統(tǒng)的噴灌、滴灌等不同。其特殊的灌溉方式，使得種植者基于病蟲害防治的考慮，在是否采用潮汐灌溉方式方面尤為慎重。對(duì)于地面潮汐灌溉的病蟲害防治，首先，要防止病原體(如疫霉菌、腐霉菌)進(jìn)入水中。那么如何防止呢?這就需要縮短水(或營(yíng)養(yǎng)液)在栽培池里停留的時(shí)間，整個(gè)潮汐灌溉的過程應(yīng)少于10 min。當(dāng)水或營(yíng)養(yǎng)液由進(jìn)水口進(jìn)入栽培池的同時(shí)，排水口閥門需同時(shí)開啟，使水或營(yíng)養(yǎng)液經(jīng)過栽培池后由排水口流出。在整個(gè)潮汐灌溉過程中，水或營(yíng)養(yǎng)液是流動(dòng)的，并非靜止的。由于整個(gè)過程是動(dòng)態(tài)且單向運(yùn)行的，從而可防止病原體留在灌溉的地面上。

其次，利用地?zé)?。植物粗壯的根系?duì)病原體有很高的抗感染能力，而地?zé)峥梢允怪参锏母岛芎玫厣L(zhǎng)。此外，潮汐灌溉方式可以保證植物葉面保持干燥，從而避免帶有病蟲害的植物葉面上的病菌通過水珠等傳播到其他地方。

是否可以混合殺菌劑利用地面潮汐灌溉進(jìn)行殺菌?

解答：不可以。截至目前，沒有一種殺菌劑可以利用地面潮汐灌溉方式進(jìn)行殺菌。

對(duì)地面潮汐灌溉而言，鹽積累現(xiàn)象不是一個(gè)問題嗎?

解答：不是問題。任何方式的潮汐灌溉，都會(huì)在植物基質(zhì)上層產(chǎn)生一些鹽積累現(xiàn)象。但是，截至目前，幾乎所有作物(包括東方百合這種球根植物)對(duì)此現(xiàn)象都未產(chǎn)生不良反應(yīng)。但是，選擇肥料時(shí)仍需選用低鹽肥料。

同傳統(tǒng)灌溉方式相比，地面潮汐灌溉方式需要改變肥料的配比濃度嗎?

解答：需要改變。地面潮汐灌溉利用的是植物的毛細(xì)作用，主動(dòng)地去吸收水分。所以，一般來說，剛開始的時(shí)候，地面潮汐灌溉所需肥料的濃度是傳統(tǒng)灌溉方式所采用濃度的50％～75％。因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)液是循環(huán)的，植物利用毛細(xì)作用，主動(dòng)攝取營(yíng)養(yǎng)，所有的肥料最終都會(huì)留在植物里面，不會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。

地面潮汐灌溉是不是需要特殊的箱物栽培器皿?

解答：不需要。地面潮汐灌溉對(duì)植物栽培器皿的大小、形狀等沒有要求，絕大多數(shù)在市場(chǎng)上可以采購到的花盆和穴盤等栽培器皿都可以用。只有在極少數(shù)情況下，如排水口極小的栽培器皿或使用浮力大的材料的栽培器皿(如苯板材質(zhì)穴盤)時(shí)，可能不適宜。因?yàn)楫?dāng)水或營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)入栽培池中時(shí)，苯板材質(zhì)穴盤可能會(huì)漂浮起來。

地面潮汐灌溉栽培池的水或營(yíng)養(yǎng)液應(yīng)該多深?

解答：當(dāng)水或營(yíng)養(yǎng)液一接觸到基質(zhì)時(shí)，植物的毛細(xì)作用就開始了。對(duì)于大部分的種植花盆而言，25 mm的液面高度就足夠了。一般，地面潮汐灌溉的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，考慮到極端情況，都是按照65 mm左右的高度進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

什么栽培方式用地面潮汐灌溉最好，是否能用于育苗?

解答：地面潮汐灌溉可以在鹽花種植上起到相當(dāng)好的效果，從微型盆花到大型盆花都適用。

用于育苗時(shí)有一些限制。例如，育苗的穴盤一般排水口極小，當(dāng)水或營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)入栽培池時(shí)，有可能會(huì)使穴盤浮起來等。但目前仍有很多的種植者將其應(yīng)用于育苗。

不同的植物和不同尺寸的花盆是否可以在同一個(gè)種植單元使用?

解答：可以。只要是在同一個(gè)種植單元內(nèi)的植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)液的需求一致就可以，與花盆的尺寸、形狀關(guān)系不大。任何尺寸或形狀的花盆內(nèi)，只要基質(zhì)一樣，在正常的灌溉時(shí)間內(nèi)，對(duì)水或營(yíng)養(yǎng)液的吸收能力是樣的。

是否可以改造現(xiàn)有溫室進(jìn)行潮汐灌溉

解答：可以。地面潮汐灌溉系統(tǒng)可以適應(yīng)于各種結(jié)構(gòu)的溫室，對(duì)溫室尺寸、覆蓋材料等參數(shù)沒有要求。只要每一個(gè)灌溉單元里，栽培池的地面水平度能夠達(dá)到足夠的精度就可以?，F(xiàn)有溫室潮汐灌溉改造的所有施工步驟，同新建的溫室是一樣的。

通常，地面潮汐灌溉的單個(gè)種植區(qū)域面積多大?

解答：一般，地面潮汐灌溉的區(qū)域是根據(jù)溫室的跨度尺寸來決定的。通常，受到設(shè)備、管道等條件的限制，一個(gè)種植單元的面積設(shè)置為100 m²～600 m²為宜。

什么樣尺寸的溫室適合潮汐灌溉?

解答：沒有尺寸限制。一套地面潮汐灌溉系統(tǒng)，差不多能夠滿足25，000 m²或更大的工作區(qū)域灌溉需要。唯一的限制是，考慮所設(shè)計(jì)的整個(gè)灌溉系統(tǒng)所能滿足植物灌溉時(shí)間的長(zhǎng)短(一般，植物的潮汐灌溉時(shí)間不應(yīng)超過10 min)。較小的溫室只是不需要自動(dòng)化的灌溉設(shè)備而已。

地面潮汐灌溉里面，地面加熱是不是必要的?

解答：除亞熱帶地區(qū)外，其他地區(qū)都有必要加設(shè)地面加熱系統(tǒng)。地面加熱可以使植物的根部有一個(gè)理想的生長(zhǎng)溫度，還可以使栽培池的地面快速干燥，減少種植區(qū)域內(nèi)過多的濕氣產(chǎn)生。同時(shí)，地面加熱還可以防止水藻等其他霉菌的滋生。是不是只有地面加熱系統(tǒng)就可以了呢?種植地域的不同，氣候的差異也非常大。在氣溫比較低的地域，光靠地面加溫使溫室溫度升高是不可能的。地面加熱的目的只是使植物根部有一個(gè)理想的生長(zhǎng)溫度，需要配合像屋面加熱系統(tǒng)等其他輔助加溫方式。

地面潮汐灌溉的周期是多長(zhǎng)時(shí)間?

解答:通常，一個(gè)新建的地面潮汐灌溉的整體周期是個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)問，需要30個(gè)～35個(gè)工作周。其中，項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段需要5個(gè)工作周左右，工程施工需要25個(gè)～30個(gè)工作周。

地面潮汐灌溉的投資費(fèi)用是多少古非今?

解答：通常，在沒有特殊要求的情況，地面潮汐灌溉1m²的投資費(fèi)用大約350元～400元人民幣。如果說大部分的工作勞動(dòng)力用戶可自行內(nèi)部解決的話，那么，費(fèi)用還會(huì)降低。350元～400元人民幣已包括了設(shè)計(jì)等所有設(shè)備、施工及人工費(fèi)用，但不舍鍋爐費(fèi)用。總體而言，混凝土等地建的費(fèi)用占整體投資的75％左右。