滴灌技術(shù)在日光溫室中的應(yīng)用

□楊述軍（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師166團(tuán)）

1 第九師發(fā)展日光溫室優(yōu)越的自然條件和地理位置

第九師2002年開(kāi)始建設(shè)節(jié)能日光溫室。節(jié)能日光溫室是20世紀(jì)80年代中后期在加溫溫室基礎(chǔ)上發(fā)展的一種節(jié)能蔬菜保護(hù)地栽培設(shè)施，它具有采光性能好、保溫性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。在緯度43°～46.5°地區(qū)，充分利用冬季日光資源，只作臨時(shí)少量加溫，可以采用人工設(shè)施，實(shí)現(xiàn)早春3月中下旬至4月初，秋延后至12月翌年1月的蔬菜供應(yīng)。

第九師駐地與哈薩克斯坦距離60 km，而且有國(guó)家一類口岸—巴克圖口岸開(kāi)通，交通運(yùn)輸條件便捷，通過(guò)巴克圖口岸運(yùn)輸蔬菜水果運(yùn)輸成本低，運(yùn)輸距離短，能保證蔬菜水果新鮮快速直達(dá)哈農(nóng)副產(chǎn)品市場(chǎng)。新疆水果蔬菜豐富，而周邊國(guó)家農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)發(fā)展緩慢，農(nóng)產(chǎn)品和食品需大量進(jìn)口。隨著近年來(lái)新疆農(nóng)產(chǎn)品出口貿(mào)易的發(fā)展，蔬菜種植已經(jīng)改變了原始化的種植方式，有許多品種實(shí)現(xiàn)了日光溫室、塑料大棚種植，克服了季節(jié)對(duì)蔬菜的制約。蔬菜品種和產(chǎn)量的增加為新疆與周邊國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易提供了豐富的貨源基礎(chǔ)。

2 滴灌技術(shù)在日光溫室中的應(yīng)用

2.1 灌溉方式的選擇

第九師現(xiàn)狀日光溫室中蔬菜采用灌溉方式有膜下溝灌和滴灌。

膜下溝灌的灌溉效果好，由于保護(hù)地生產(chǎn)為全封閉式，棚內(nèi)濕度較大，蒸發(fā)量不大，采用膜下溝灌方式灌水損耗不大，可節(jié)約20%。膜下溝灌耗水量比滴灌多，土壤易板結(jié)。

滴灌方式的灌溉效果好，每年需增加滴灌帶成本及人工安裝費(fèi)用等運(yùn)行成本，投資大。但使用滴灌不僅可節(jié)水30%以上且可增產(chǎn)，同時(shí)可有效減低棚內(nèi)濕度，適時(shí)適量補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)成分，減少病蟲(chóng)害發(fā)生機(jī)率，減少肥料用量，便于農(nóng)作物管理。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展考慮，推薦使用滴灌。以第九師166團(tuán)日光溫室蔬菜滴灌試驗(yàn)項(xiàng)目為例，介紹滴灌工程布置與主要技術(shù)參數(shù)。

2.2 對(duì)水質(zhì)的要求

日光溫室因灌溉季節(jié)特點(diǎn)，水源選擇機(jī)井為宜。166團(tuán)所在區(qū)域的地下水含水層厚10~35m，單位涌水量1.30~1.65 L/s.m，單井出水量170m3/h左右，靜水位11~16m，動(dòng)水位38~45m。水化學(xué)類型為HCO3—Na型，礦化度<0.18 g／L，為良好的灌溉水源。水源穩(wěn)定，水質(zhì)滿足日光溫室蔬菜灌溉要求。

目前，日光溫室蔬菜主要有番茄、黃瓜、西葫蘆及青椒等高產(chǎn)值經(jīng)濟(jì)作物，葉菜種植較少，對(duì)于前面幾種作物，大都采用寬行種植，行距為0.80～1.00m，行距的寬窄主要決定于蔬菜的品種和種植季節(jié)，每個(gè)日光溫室種植同一種蔬菜。

2.3 日光溫室內(nèi)滴灌帶布置方案

φ32的PE管沿日光溫室長(zhǎng)度方向布設(shè)，滴灌帶用安扣三通連接，并垂直于輸水管布置，沿溫室寬度方向布設(shè)，1條滴灌帶控制1行膜。滴灌帶短，水頭損失??；造價(jià)略高。滴灌系統(tǒng)采用全固定式膜下滴灌，日光溫室滴灌帶間距為0.90m。

2.4 管道系統(tǒng)的布置

為了方便農(nóng)戶和灌溉管理，規(guī)劃采用40座日光溫室為1個(gè)滴灌系統(tǒng)的布置方式。首部系統(tǒng)已建成，主要有潛水泵、變頻、電控壓力表、水表等。變頻在滴灌系統(tǒng)中起到了恒壓恒流的作用，每個(gè)日光溫室和塑料大棚內(nèi)安裝一套小型過(guò)濾器和施肥罐，故系統(tǒng)首部不設(shè)置過(guò)濾器。管網(wǎng)采用“梳”形布置，由干管、分干管、支管、分支管、滴灌帶。水源井位于地塊南邊，輸水干管管徑為160mm，分干管管徑為90~50mm，分干管上接支管，支管管徑為40mm,支管與分干管垂直布置，直接接入溫室，支管末端接出地面與分支管相接，分支管為地面32mmPE管道。地埋管材均選用0.4MPa的U-PVC管。

2.5 滴灌參數(shù)的確定

2.5.1 日耗水強(qiáng)度

參照作物日耗水強(qiáng)度室外為5.00mm/d，室內(nèi)取室外的80%，Ea=4.00mm/d。

2.5.2 灌溉水利用系數(shù)

滴灌灌溉水利用系數(shù)：η=90%。

2.5.3 設(shè)計(jì)滴灌最大灌水定額

式中：m—設(shè)計(jì)灌水定額，mm；γ—土壤容重，g/cm3,取γ=1.45g/cm3；z—計(jì)劃濕潤(rùn)土層深度，m，蔬菜取 z=0.45m；p—滴灌設(shè)計(jì)土壤濕潤(rùn)比,蔬菜取P=0.80；θmax、θmin—適宜土壤含水率上下限，分別取田間持水率的90%、65%，田間持水率取26%；η—灌溉水利用系數(shù)，取η=90%。

經(jīng)計(jì)算，蔬菜m=38.60mm 即385.50m3/hm2。

2.5.4 灌水周期

式中：T—設(shè)計(jì)灌水周期，d;Ea—設(shè)計(jì)耗水峰值，4.00mm/d；η—灌溉水利用系數(shù)，0.90；m—設(shè)計(jì)最大灌水定額，蔬菜為38.60mm。

經(jīng)計(jì)算，蔬菜灌水周期為8.70 d,設(shè)計(jì)運(yùn)行方案按8 d設(shè)計(jì)。2.5.5一次灌水延續(xù)時(shí)間t

式中:t—一次灌水延續(xù)時(shí)間，h;Se—滴頭間距，m;SL—毛管間距0.90m；m、q值同前。

經(jīng)計(jì)算：蔬菜t=4.90 h。

設(shè)計(jì)運(yùn)行方案蔬菜按5 h設(shè)計(jì)。

2.5.6 毛管與滴頭間距的確定

蔬菜種植模式為一膜兩行，結(jié)合部60 cm,株距12.50 cm，膜上點(diǎn)播，滴灌帶鋪設(shè)在地膜下，一根滴灌帶灌兩行蔬菜。滴灌帶為內(nèi)徑16mm的單翼迷宮式滴灌帶,滴灌帶間距0.90m，滴頭間距0.30m，滴頭流量2.10 L/h。

2.5.7 滴灌系統(tǒng)土建

2.5.7.1 管溝

管溝橫斷面采用梯形，底寬0.60m，上口寬度為0.80m，開(kāi)挖后的管溝溝底必須平整，回填土采用原土回填，靠近管壁10 cm范圍內(nèi)土層不允許含有粒徑>2.50 cm的礫石或粒徑>5.00 cm的土塊，回填土要求土質(zhì)均勻。管溝開(kāi)挖深度為1.50m。

2.5.7.2 閘井和排水井

閘井主要設(shè)置在干管和分干管上有閘閥等處，排水井設(shè)在分干管末端。井的尺寸按照井內(nèi)的設(shè)備和便于人員操作和維修來(lái)確定。

3 工程效益

滴灌在日光溫室中的應(yīng)用，提高了灌區(qū)水資源利用率，緩解了灌區(qū)水土不平衡的矛盾，增加了灌區(qū)生態(tài)用水，實(shí)現(xiàn)了水資源的可持續(xù)利用，保護(hù)和改善流域及灌區(qū)生態(tài)環(huán)境，確保了流域下游區(qū)域的生態(tài)用水?，F(xiàn)代化灌溉方式可提高化肥和農(nóng)藥的利用率，減少施用量，減少化肥和農(nóng)藥在土壤中的殘留量，能有效減輕化肥和農(nóng)藥對(duì)土壤造成的污染，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。采用現(xiàn)代化節(jié)水灌溉方式，使大量勞動(dòng)力從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中解放出來(lái)，從事其它產(chǎn)業(yè)，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，使職工增收、企業(yè)增效，對(duì)邊疆穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)繁榮和社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)，加強(qiáng)邊防具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 建議

該試驗(yàn)工程雖初試成功，但也存在一些問(wèn)題。第一，與滴灌技術(shù)世界領(lǐng)先的以色列灌溉技術(shù)相比，單方水的產(chǎn)量相對(duì)較低，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)蔬菜灌溉制度進(jìn)行研究，如最優(yōu)滴水季節(jié)、最適宜滴水時(shí)間和滴水水量等，提高水的生產(chǎn)效率。精選優(yōu)良品種，加強(qiáng)科學(xué)管理，加大科技投入，提高生產(chǎn)者的技術(shù)水平。第二，在病蟲(chóng)害防治方面，要協(xié)調(diào)使用起壟覆膜、膜下暗灌、高溫悶棚、嫁接，合理選用抗病品種，結(jié)合使用溫燙浸種、黃板誘殺的物理措施和化學(xué)藥劑防治措施以及溫濕度控制的生態(tài)學(xué)手段，把病蟲(chóng)害的損失控制在經(jīng)濟(jì)允許的水平以下，達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低成本、無(wú)農(nóng)藥污染目的。

[1]張強(qiáng).新疆沙雅縣高效節(jié)水滴灌工程運(yùn)行管理模式探討[J].河南水利與南水北調(diào),2013,14:86-87.

[2]鄒榮勇.兵團(tuán)農(nóng)場(chǎng)滴灌效益與問(wèn)題探討[J].陜西水利,2011,05:177-178.