膜下滴灌主要參數(shù)選擇及效益分析

陶濤

【摘 要】作者就滴灌工程中幾個(gè)主要參數(shù)選擇及棉花膜下滴灌經(jīng)濟(jì)效益分析談幾點(diǎn)意見，供參考。

【關(guān)鍵詞】棉花膜下滴灌；經(jīng)濟(jì)效益；社會效益；生態(tài)效益

[文章編號]1619-2737（2016）05-20-689

【Abstract】Several authors drip irrigation mulched drip main parameters and economic analysis a few comments， for reference.

【Key words】Mulched drip；Economic；Social；Ecological benefits

滴灌技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)之一，它能將作物生長所需的水分和各種養(yǎng)分適時(shí)適量地輸送到作物根部附近的土壤中，因此具有顯著的節(jié)水、增產(chǎn)效果，地膜栽培技術(shù)能提高地溫，減少田間蒸發(fā)，抑制舊膜內(nèi)雜草生長。膜下滴灌技術(shù)和地膜栽培技術(shù)有機(jī)結(jié)合并應(yīng)用于大田主要經(jīng)濟(jì)作物上，充分發(fā)揮其節(jié)水、增產(chǎn)、增效作用，為干旱地區(qū)發(fā)展高效節(jié)水農(nóng)業(yè)開辟了一條新路。為此，我們對膜下滴灌技術(shù)進(jìn)行了多年較系統(tǒng)全面的試驗(yàn)研究與廣范應(yīng)用，取得了很好的節(jié)水、增產(chǎn)、增效效果?，F(xiàn)就滴灌工程中幾個(gè)主要參數(shù)選擇及棉花膜下滴灌經(jīng)濟(jì)效益分析談幾點(diǎn)意見，供參考。

1. 棉花膜下滴灌主要參數(shù)選擇

1.1 滴頭流量和滴頭間距選擇。

通過幾年來對不同滴頭流量，不同土質(zhì)條件下的土壤水分運(yùn)動規(guī)律（濕潤峰）試驗(yàn)研究可以看出，重壤土的土壤水分分布形狀如同一個(gè)"碗"，滴水點(diǎn)處水分增量最大，越向深處越小，濕潤峰的寬將比較大。在一定水量下，流量越大，濕潤深度越淺，濕潤寬度越大。當(dāng)?shù)晤^流量達(dá)到了3L/h，地表出現(xiàn)徑流跡象。對中壤土來說，在滴水量相同時(shí)，滴頭流量越大，濕潤寬度就越大，而濕潤深度差別不太大，當(dāng)?shù)晤^流量大于3 L/h，開始出現(xiàn)徑流跡象，當(dāng)?shù)晤^流量為4 L/h，徑流更加明顯。對砂土而言，土壤水分主要以垂直入滲為主，當(dāng)?shù)晤^水量達(dá)到4 L/h，砂土濕潤深度可達(dá)60cm，此時(shí)地表濕潤寬度為35cm左右。綜上所述，重壤土和中壤土滴頭流量不宜超過3L/h，在不產(chǎn)生地表徑流情況下取較大值（從排鹽效果和滴頭抗堵效果考慮）。另外，根據(jù)土壤濕潤峰的變化情況，滴頭間距也沒必要太小，一般重壤土可選擇0.5m左右，中壤土可選擇0.4m左右。對砂土來說，滴頭流量宜選擇較大值，可取到3～4L/h，滴頭間距不宜超過0.3m。同時(shí)，有鹽堿的土壤上，滴頭流量的選擇，在不產(chǎn)生地表徑流情況下，宜取其上限值，這樣有利于在作物根層形成淡化區(qū)，排鹽效果效好。

1.2 關(guān)于土壤濕潤比

土壤濕潤比是指在土壤計(jì)劃濕潤土層內(nèi)，濕潤土體與總土體的比值。在田間由于滴頭流量和滴水量及土壤質(zhì)地的變化，其濕潤比是有差異的，通過試驗(yàn)和計(jì)算分析，膜下滴灌平均濕潤比為53%。因此，對不同土壤，膜下滴灌濕潤比取50～60%較適宜，重壤土、中壤土取上限值，砂土取下限值。

1.3 最大日耗水強(qiáng)度

根據(jù)多年實(shí)測資料，在新疆北疆植棉地區(qū)，膜下滴灌棉花花齡期平均日耗水率為3.76～4.29mm。因此，在該地區(qū)膜下滴灌工程中，棉花最大日耗水強(qiáng)度取4～5mm/d較適宜，其它地區(qū)棉花最大日耗水強(qiáng)度，可采用當(dāng)?shù)貙?shí)測數(shù)確定，沒有實(shí)測資料可參考?xì)夂蝾愃频貐^(qū)資料確定，也可用彭曼公式求得。

1.4 計(jì)劃濕潤土層深度

膜下滴灌不僅濕潤區(qū)域小，屬局部灌溉，而且濕潤深度也遠(yuǎn)比常規(guī)溝、細(xì)灌淺，屬于淺層灌溉。根據(jù)大量土壤水分監(jiān)測結(jié)果分析，在棉花膜下滴灌合理灌溉制度下，滴灌的土壤濕潤深度基本在60cm以內(nèi)，而溝灌一般都在100cm以下。從土壤水分消耗來看，由土壤水分垂直分布變化圖可以看出，60cm土層以內(nèi)土壤含水量分布有波動（發(fā)生變化），60cm深度以下，土壤含水量分布接近水平線（幾乎沒發(fā)生變化），說明60cm以下土層水分幾乎沒有消耗。因此，膜下滴灌棉花最大計(jì)劃濕潤層深度取60cm較適宜。

1.5 土壤適宜含水率上、下限

土壤適宜含水率上、下限是指滿足作物和各生育時(shí)期需水要求土壤適宜含水率上、下限值，該值在棉花各生育時(shí)期是不同的，滴灌設(shè)計(jì)中所指的土壤適宜含水率上、下限是指滿足棉花齡期需水要求，土壤適宜含水率上、下限值，一般用占田間持水率的百分?jǐn)?shù)表示。對常規(guī)溝細(xì)灌土壤適宜含水率上、下限一般取田間持水率的90%和60%，對膜下滴灌上限取85%～90%，下限取65%～70%較適宜。這里需說明一點(diǎn)，田間持水率不同于土壤含水率，對一種土壤來說，田間持水率是個(gè)定值，而土壤含水率是個(gè)變化值。

1.6 關(guān)于干管工作壓力的選擇

在滴灌工程設(shè)計(jì)中，干管工作壓力的選擇，直接影響到工程的投資。從滴灌系統(tǒng)本身工作需要來說，干管工作壓力選用0.4Mpa較經(jīng)濟(jì)。但采用滴灌技術(shù)后，田間已沒有任何渠道，當(dāng)種植小麥等密植作物時(shí)，采用噴灌方式灌溉，干管工作壓力不夠。因此，在滴灌工程設(shè)計(jì)中，建議干管工作壓力選擇0.6Mpa，而且系統(tǒng)的地理管道按噴、滴灌共用考慮。

2. 棉花膜下滴灌經(jīng)濟(jì)效益分析

2.1 增產(chǎn)效益

由于膜下滴灌棉花生長環(huán)境中的水、肥、氣、熱條件明顯改善及耕地利用率的提高，棉花增產(chǎn)效果顯著。2008～2010年各試點(diǎn)和應(yīng)用團(tuán)場的增產(chǎn)效果表明：膜下滴灌較溝灌平均增產(chǎn)率為29.1%，平均每公傾增產(chǎn)籽棉998.72公斤，籽棉平均單價(jià)按3.4元/公斤計(jì)算，每公頃棉花可增加產(chǎn)值3395.65元?？紤]到大面積應(yīng)用及不可預(yù)見因素，增產(chǎn)效益按9折計(jì)算，即棉花膜下滴灌比溝灌增產(chǎn)26.1%，每公頃增加產(chǎn)值3056.1元（未計(jì)附加效益）。

2.2 節(jié)約生產(chǎn)成本費(fèi)用

膜下滴灌可有效降低生產(chǎn)成本，包括節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、減少田間機(jī)械作業(yè)費(fèi)和人工費(fèi)等。從試驗(yàn)點(diǎn)和示范應(yīng)用團(tuán)場的資料總結(jié)得出，膜下滴灌比溝灌平均每公頃可降低生產(chǎn)成本1333.6元。

2.3 直接經(jīng)濟(jì)效益

每年獲得直接經(jīng)濟(jì)效益=年增產(chǎn)效益+年節(jié)約生產(chǎn)成本--年滴灌工程建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)1183.8元/ha

2.4 間接經(jīng)濟(jì)效益

膜下滴灌技術(shù)節(jié)水率在50%以上，如仍采用滴灌技術(shù)，可擴(kuò)大灌溉面積1倍以上，獲得相當(dāng)可觀的間接經(jīng)濟(jì)效益。也可考慮用節(jié)約的水量種植經(jīng)濟(jì)林或牧草，發(fā)展林、果、牧業(yè)，形成其它新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。同時(shí)膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，帶動了其它相關(guān)產(chǎn)業(yè)（塑料、化工、機(jī)械、電子等）的發(fā)展，間接經(jīng)濟(jì)效益也很顯著。

3. 社會效益

膜下滴灌技術(shù)的大面積應(yīng)用，可大幅度提高勞動生產(chǎn)率，增加職工管理定額，使大量的勞動力從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中解放出來，從事其它產(chǎn)業(yè)，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。同時(shí)，使職工增收、企業(yè)增效，對邊疆的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的繁榮和社會的安定都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4. 生態(tài)效益

膜下滴灌技術(shù)的應(yīng)用，可大量減少地表水的引用和地下水的開采量，達(dá)到涵養(yǎng)水源，維護(hù)生態(tài)環(huán)境，尤其是河流下游生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，采用滴灌技術(shù)后，灌溉定額大大減少，可降低地下水位，有效防治土壤的次生鹽漬化，有利于土壤生態(tài)環(huán)境的改善。