第五種灌溉方式

趙清爽

灌溉的歷史幾乎和人類(lèi)的歷史等長(zhǎng)，人類(lèi)依靠農(nóng)業(yè)灌溉創(chuàng)造了各種延綿不絕的文明。隨著人類(lèi)文明的不斷進(jìn)步，對(duì)灌溉的要求也越來(lái)越高，從靠天吃飯的大水漫灌到人工控制的精細(xì)灌溉。在灌溉技術(shù)發(fā)展史上一共出現(xiàn)了四種形式，渠灌 （漫灌、澆灌、畦灌等引水灌溉）、噴灌 （固定式、移動(dòng)式）、滴灌（目前最先進(jìn)、最普及）、滲灌（比滴灌出現(xiàn)還早，但發(fā)展緩慢，關(guān)鍵技術(shù)未突破，已很少應(yīng)用）。目前，除了這四種技術(shù)外，國(guó)內(nèi)又研究出第五種灌溉方式——微潤(rùn)灌溉。

2012年5月，水利部召開(kāi)會(huì)議，專(zhuān)題研究微潤(rùn)灌溉技術(shù)，這個(gè)被譽(yù)為第五種灌溉方式的微潤(rùn)灌溉究竟是何方神圣能使水利部專(zhuān)門(mén)開(kāi)會(huì)研究？

所謂的微潤(rùn)灌溉技術(shù)是膜技術(shù)（高分子半透膜材料）在節(jié)水灌溉上的應(yīng)用。以地下給水方式，在微潤(rùn)管內(nèi)外水勢(shì)梯度差驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物全生育期的持續(xù)灌溉。由于微潤(rùn)管以微量、緩慢釋放方式對(duì)作物實(shí)施續(xù)灌，因此基本不存在深層滲漏和地表無(wú)效蒸發(fā)現(xiàn)象，整個(gè)灌溉周期可達(dá)到較好節(jié)水效果。

微潤(rùn)灌溉可根據(jù)消耗量來(lái)決定供水量，消耗多少，補(bǔ)充多少，是一種精準(zhǔn)灌溉方式。準(zhǔn)確就是節(jié)約。大量的應(yīng)用數(shù)據(jù)表明，微潤(rùn)灌溉比滴灌節(jié)水50%以上，通常為60%～80%。

微潤(rùn)灌溉同其他四種灌溉方式的區(qū)別在于，一是間歇灌溉與連續(xù)灌溉差異。前四種都是間歇式灌溉，將超過(guò)即時(shí)需求量的水分，蓄存于土壤中供作物慢慢吸收，給水量人為設(shè)定，與作物吸收過(guò)程無(wú)關(guān)。微潤(rùn)灌溉是以微量水24小時(shí)連續(xù)灌溉，灌溉水在數(shù)量上與作物消耗量匹配，在時(shí)間節(jié)律上與作物吸水的生理過(guò)程同步。二是地面灌溉與地下灌溉差異。微潤(rùn)灌溉以地下灌溉方式直接向作物根區(qū)供水，水分不經(jīng)歷地表過(guò)程，避免地表蒸發(fā)損失、徑流損失和滲漏損失，提高了水分有效利率。三是精準(zhǔn)灌溉與脅迫灌溉差異。微潤(rùn)灌溉給水量恰當(dāng)擬合作物消耗量，既無(wú)盈余，也無(wú)虧缺，避免以往灌溉每一個(gè)給水周期作物受一次旱、澇交替脅迫，是一種精準(zhǔn)灌溉方式。

微潤(rùn)灌溉原理

微潤(rùn)灌溉以半透膜為核心材料，依據(jù)半透膜對(duì)膜兩側(cè)能量差的“感知”和響應(yīng)功能制成的一種新型給水器。

微潤(rùn)灌溉產(chǎn)品及系統(tǒng)產(chǎn)品有兩種。

一是微潤(rùn)管。微潤(rùn)管為雙層管狀結(jié)構(gòu)，用納米材料制成，每平方厘米有10萬(wàn)個(gè)孔，孔的直徑為0.1微米，即100納米。管內(nèi)充水后，鋪到哪兒，濕到哪兒。埋入土壤中，在作物根區(qū)形成以管為軸心的柱狀潤(rùn)濕體。使用時(shí)每壟鋪一條，使整壟作物受到灌溉。

二是微型水庫(kù)。微型水庫(kù)為袋狀容器，容量為3.5公斤和1.5公斤兩種，可用于樹(shù)木灌溉。使用時(shí)將其置于樹(shù)根旁，充滿水后緩慢釋放水分，在樹(shù)木根區(qū)形成潤(rùn)濕體，可對(duì)樹(shù)木自動(dòng)灌溉。

整個(gè)微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)由三部分組成，即水源、輸水管和微潤(rùn)管。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，不含機(jī)電動(dòng)力設(shè)備或其他控制設(shè)備。水箱充水系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。其比滴灌節(jié)省動(dòng)力消耗95%以上。

推廣應(yīng)用

微潤(rùn)灌溉的應(yīng)用范圍十分廣泛，無(wú)論是在大棚、退化草原還是在高落差山區(qū)果園都取得了明顯的效果。例如，在湖北秭歸的高落差果園的試驗(yàn)中，每畝農(nóng)作物一年所需水量：噴灌約為400立方米、滴灌約為200立方米，而微潤(rùn)灌溉則只需要70立方米，非常適合秭歸這種常年干旱缺水的山坡地形。微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)不需要電能驅(qū)動(dòng)，節(jié)水的同時(shí)也節(jié)能。這項(xiàng)技術(shù)目前已走出了國(guó)門(mén)，在澳大利亞、阿聯(lián)酋等國(guó)家進(jìn)行了推廣。

微潤(rùn)灌溉技術(shù)已列入水利部先進(jìn)實(shí)用技術(shù)計(jì)劃推廣項(xiàng)目、鐵道部蘭新鐵路路基防風(fēng)固沙綠化灌溉項(xiàng)目，還列入國(guó)家十二五“863”重大科技攻關(guān)項(xiàng)目。已在廣東、北京、湖北、內(nèi)蒙古、青海、陜西、甘肅、新疆以及遼寧、黑龍江、吉林等省區(qū)（市）的多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目中推廣應(yīng)用。

在水利部的專(zhuān)題研究會(huì)上，水利部副部長(zhǎng)李國(guó)英對(duì)這一新型節(jié)水灌溉技術(shù)給予了積極評(píng)價(jià)，并建議在生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本；在應(yīng)用環(huán)節(jié)進(jìn)一步強(qiáng)化監(jiān)測(cè)、積累數(shù)據(jù)；在技術(shù)推廣環(huán)節(jié)進(jìn)一步擴(kuò)大面積、擴(kuò)充作物類(lèi)型，研究凝練技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；在技術(shù)完善環(huán)節(jié)進(jìn)一步研究灌溉技術(shù)與生物技術(shù)耦合，從而實(shí)現(xiàn)逆向控制灌溉、精準(zhǔn)灌溉。