朝陽地區(qū)膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用淺析

曲霞（朝陽市閻王鼻子水庫工程建設(shè)管理局　遼寧　朝陽　122000）

朝陽地區(qū)膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用淺析

曲霞
（朝陽市閻王鼻子水庫工程建設(shè)管理局遼寧朝陽122000）

本文對膜下滴灌技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行了綜合性分析，介紹了膜下滴灌系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)優(yōu)點及其工作的基本流程，結(jié)合朝陽地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉情況相關(guān)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了探討，以供參考。

農(nóng)業(yè)灌溉；膜下滴灌技術(shù)；增產(chǎn)增收；節(jié)水

1　前言

朝陽位于遼西腹地，處北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，屬于典型半干燥半濕潤易干燥地區(qū)，四季分明，雨熱同季，日照充足，日溫差較大，降水偏少，年降水量為450mm～580mm，水資源較為匱乏，具有十年九旱的特點。農(nóng)業(yè)環(huán)境極其惡劣，經(jīng)常出現(xiàn)春旱、伏旱等。相關(guān)統(tǒng)計表明朝陽多年平均水資源總量為15億m3，人均占有水資源量僅為440m3，僅為全國人均占有量的20%，可供水量已經(jīng)無法滿足農(nóng)業(yè)日益發(fā)展需求。另外，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉方式會導(dǎo)致水資源過度浪費，造成水資源供應(yīng)不足情況進(jìn)一步惡化。為提升農(nóng)業(yè)水資源利用率，必然要對傳統(tǒng)灌溉方式進(jìn)行完善，通過發(fā)展節(jié)水滴灌技術(shù)來提升水資源利用率，以此解決農(nóng)業(yè)種植缺水問題。

2　膜下滴灌系統(tǒng)構(gòu)成及工作流程分析

膜下滴管技術(shù)是一套綜合性的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，采取滴頭、滴灌管（帶）等灌水器將壓力水管網(wǎng)以滴水或細(xì)小水流的方式濕潤作物根區(qū)部分土壤［1］。這種滴灌方式可有效控制水流滲漏及流失，在此基礎(chǔ)上結(jié)合覆膜技術(shù)可進(jìn)一步降低作物棵間土壤的水分蒸發(fā)，從而實現(xiàn)水肥共流。另外，膜下滴灌具備了保墑、保溫的功能，并具有增加地溫的效果［2］。采取膜下滴灌技術(shù)可有效改善作物光照條件，保證作物生長質(zhì)量，并促使作物高產(chǎn)增收。

2.1膜下滴灌系統(tǒng)構(gòu)成

膜下滴灌主要由水源工程、首部工程、管路系統(tǒng)及灌水器四部分構(gòu)成：（1）水源工程。水源工程是灌溉用水的直接來源，它不僅涵蓋了水井、壩、提水站及水庫，同時也包括河流引水閘及相關(guān)輸配電工程。（2）首部工程。首部工程主要作用是向管網(wǎng)輸水，可給予充足壓力。同時可對水中雜質(zhì)進(jìn)行過濾，并將化肥隨灌溉自動施入作物［3］。其主要構(gòu)成包括水泵、動力設(shè)備、施肥裝置、過濾器、計量表及保護(hù)設(shè)備等，具體如圖1所示。（3）管路系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于田間水源輸配，主要由主管、分干管、支管、管道連接件及閘閥等控制運行設(shè)備構(gòu)成。（4）灌水器。灌水器可將管網(wǎng)水流與肥料直接滴至作物根部，主要由滴灌帶和滴頭兩部分構(gòu)成。

2.2滴灌系統(tǒng)工作流程

灌溉水經(jīng)過水泵等設(shè)備設(shè)施加壓凈化處理過后進(jìn)入輸配水管網(wǎng)，由灌水器滴入作物根層土壤。主體流程為：水源（水泵供水加壓）施肥裝置→過濾器→干管（地埋）→分干管（地埋）→支管（地表）→滴灌帶（地面或膜下）或滴頭［4-5］。

圖1　滴灌系統(tǒng)首部工程示意圖

3　膜下滴灌技術(shù)優(yōu)點

膜下滴灌技術(shù)具備以下優(yōu)點：（1）節(jié)水。采取膜下滴灌技術(shù)可對作物根系進(jìn)行有效濕潤，并可濕潤周圍土壤。單個滴頭濕潤有效半徑超過40cm，與傳統(tǒng)灌溉方式比較，可節(jié)水40%以上，從而提升水資源利用率。（2）節(jié)電。由于灌溉用水量的減少，相比地面漫灌方式提水所需耗電量也相應(yīng)減少，采用膜下滴灌每畝的耗電量較傳統(tǒng)灌溉約節(jié)省50%以上。（3）節(jié)地。采取地下輸水管道與滴灌替換毛渠及畦埂，有效提升了耕地面積，土地利用率可提升5%以上［6］。（4）省藥。在灌溉過程中由于灌溉水通過管道密閉輸送，可有效防治病蟲害借由水傳播。與此同時，滴灌地表無積水，降低了田間相對濕度，可有效控制害蟲滋生，降低了農(nóng)藥使用量（節(jié)約15%至20%）。（5）省肥。在膜下滴灌技術(shù)應(yīng)用過程中，通常會把可溶性肥料溶于施肥罐中，隨水注入作物根區(qū)同時也可滲透于周圍土壤，有效降低了追肥量。整體施肥量降低30%以上。（6）省工。膜下滴灌技術(shù)播種時均由機(jī)械完成，大幅度提升了播種效率。膜下滴灌種植免鏟免耥，省了鏟、耥等工具的使用；膜下滴灌又不需要人工平整土地和修渠打畦，有效降低了人工成本［7］。（7）增產(chǎn)。通過膜下滴灌技術(shù)可明顯增強(qiáng)水肥耦合效應(yīng)，促使土壤通透性增加，使得水資源、土肥資源等得到充分利用，從而改善作物生長環(huán)境。以筆者所在城市為例，傳統(tǒng)灌溉條件下，朝陽市建平縣及喀左縣玉米畝產(chǎn)為500kg至600kg，而改良為膜下滴灌后，玉米每畝增產(chǎn)300kg，畝產(chǎn)量可達(dá)800kg至900kg，增產(chǎn)率高達(dá)50%以上。（8）增收。在采取滴灌技術(shù)后，朝陽市建平縣節(jié)約化肥用量7～8kg/畝，土地利用率提高3%～5%，玉米增產(chǎn)200kg/畝，玉米按2元/kg計算，每畝地可增加產(chǎn)值400元；人工、化肥、節(jié)電、地膜回收4項可實現(xiàn)平均節(jié)約成本＞240元/畝；扣除農(nóng)民自籌的農(nóng)膜、滴灌帶和除草劑增加的成本約235元/畝，農(nóng)民每畝可增收400元以上。具體如表1所示。

表1　　膜下滴灌增收效益

4　膜下滴灌技術(shù)具體應(yīng)用分析

4.1項目施工分析

選取朝陽市建平縣及喀左縣作為膜下滴灌工程實驗地區(qū)，兩縣城水源較為充分，土地資源豐富，并且群眾積極性高、糧食增產(chǎn)潛力較大，利于工程建設(shè)順利開展。在施工設(shè)計過程中需對整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理布置，從而充分發(fā)揮各個模塊的作用，使得膜下滴灌技術(shù)各項效益最大化。首部樞紐計量裝置布置過程中，需在水泵出口處安裝逆止閥過濾器，并安裝壓力表，以觀察過濾器前后壓差，當(dāng)壓差達(dá)到限定值則對過濾器進(jìn)行清洗。首部樞紐要安裝流量表，用以計量流量和檢測管網(wǎng)是否漏水或堵塞，安全閥應(yīng)安裝在輸水干管上，用于消除水錘壓力進(jìn)排氣閥安裝在系統(tǒng)最高處，保證進(jìn)氣和排氣的順暢，防止氣阻或負(fù)壓泄水閥安裝在系統(tǒng)的最低處，用以排出管道中的剩余水量，防止管道凍脹，開裂。

在灌注組設(shè)置過程中，要保證輪灌組內(nèi)部各灌水小區(qū)之間，不同輪灌組之間，流量偏差或水頭偏差應(yīng)滿足均勻度要求。因此，在劃分輪灌組時，同一輪灌組中的種植作物應(yīng)相同各輪灌組面積和流量應(yīng)相近輪灌組中各灌水小區(qū)應(yīng)相對集中。并對其進(jìn)行編組，按規(guī)范順序進(jìn)行灌溉。

在滴灌帶鋪埋施工中可將其淺埋3cm至5cm，可避免滴灌帶應(yīng)暴曬而出現(xiàn)開裂。這種鋪埋方式可增進(jìn)其本身抗風(fēng)能力，同時可促進(jìn)作物根生長。通常情況下將出水孔向上，有利于水中雜質(zhì)于管底沉淀，這樣可有效防止滴灌孔堵塞。主管與輔管連接時應(yīng)牢固并空余一定富余量，從而避免滴灌管被刺破、刮傷。鋪設(shè)施工中要保證機(jī)具與滴灌帶接觸部位順暢平滑，轉(zhuǎn)動靈活，以免對滴灌帶造成破壞。整體工程完成后要進(jìn)行水壓試驗，確認(rèn)灌帶無爆管、滲漏等現(xiàn)象?？紤]到項目實施地區(qū)冬季氣候偏寒，凍土深度超過1m，為保證管路正常運作，需將管路鋪設(shè)于凍土層之下，或在管路末端構(gòu)建排水井，冬季前將管路內(nèi)余水排盡。

4.2膜下滴灌系統(tǒng)運行注意要點分析

在膜下滴灌系統(tǒng)運行過程中，應(yīng)注意以下幾點：保證整個系統(tǒng)包括水源工程、首部工程、管路系統(tǒng)及灌水器等子模塊可順暢運行。因此，需要對系統(tǒng)各部分進(jìn)行定期檢查、維護(hù)，例如過濾器就需要定期清理，以防過濾器出現(xiàn)堵塞；對滴灌系統(tǒng)進(jìn)行定期沖洗，確保滴灌帶及施肥罐管網(wǎng)可保持正常工作態(tài)。由于滴灌系統(tǒng)對水質(zhì)要求較高，所以在施肥過程中需采取專用肥料（高水溶性）。施肥之前要確保過濾設(shè)備正常運作，施肥完成后需對滴灌系統(tǒng)徹底沖洗，避免肥料堵塞滴灌孔。在輪灌作業(yè)進(jìn)行過程中，嚴(yán)格按照“先開后關(guān)”原則使用機(jī)器，開啟下一個輪灌組后，再將上一個輪灌組關(guān)閉。

4.3完善膜下滴灌策略分析

由于膜下滴灌技術(shù)是一項綜合性技術(shù)，為了讓其在運行過程中充分發(fā)揮作用還需要對其進(jìn)一步完善：（1）加強(qiáng)滴灌技術(shù)及管理培訓(xùn)。滴灌系統(tǒng)覆蓋范圍較大，在實際應(yīng)用過程中除了需要重視建設(shè)工作，還需要重視管理工作，通過精細(xì)化管理來提升系統(tǒng)運行效率。加強(qiáng)相關(guān)人員滴灌技術(shù)培養(yǎng)，從而促進(jìn)技術(shù)體系構(gòu)建，打造一支專業(yè)化、素質(zhì)化、技能化的工作隊伍。另外，需要完善集中連片的土地種植模式，實施土地流轉(zhuǎn)，發(fā)展村集體、用水合作組織、大戶或企業(yè)等運行管理模式。通過統(tǒng)一種植化管理，將所有農(nóng)戶容納于一個系統(tǒng)中。（2）加強(qiáng)水肥耦合技術(shù)研究。盡管滴灌系統(tǒng)無論在效率上還是資源利用率上較傳統(tǒng)灌溉方式都具有優(yōu)勢，但它對于水質(zhì)、肥料的要求也相對較高。通過進(jìn)一步完善水肥耦合技術(shù)來促進(jìn)系統(tǒng)運作，對當(dāng)?shù)厮帧B(yǎng)分吸收規(guī)律進(jìn)行分析，并結(jié)合分析結(jié)果構(gòu)建科學(xué)、合理的灌溉施肥制度。（3）采用有機(jī)塑料覆膜，合理使用灌水器。傳統(tǒng)的地膜是無機(jī)塑料膜，存在著難降解、不易回收、污染嚴(yán)重等缺點。從可持續(xù)發(fā)展的角度，筆者采用有機(jī)材料（如秸桿）代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料膜，使降解更加容易，降低對環(huán)境的污染，推動膜下滴灌技術(shù)持續(xù)發(fā)展。在灌水器篩選過程中要結(jié)合實際土地環(huán)境進(jìn)行篩選。例如在玉米種植過程中，考慮到玉米屬于須根系作物，根系主要分布為40cm以下，通常選用額定流量為2.3L/h左右的灌水器，灌水定額為25m3/h。保持壟內(nèi)行距為50cm，從而達(dá)到節(jié)流目的。

5　結(jié)語

朝陽市平縣及喀左縣采取膜下滴灌技術(shù)后，玉米產(chǎn)量及農(nóng)民收益顯著提高，增產(chǎn)率高達(dá)50%以上，每畝增收超過400元。相比于傳統(tǒng)灌溉技術(shù)，膜下滴灌顯然更具優(yōu)勢。對于區(qū)域性農(nóng)業(yè)發(fā)展而言，膜下滴灌技術(shù)推廣具有重要的意義，當(dāng)然該技術(shù)還需要不斷完善，相信未來膜下滴灌技術(shù)將得到更大的應(yīng)用空間。陜西水利

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（責(zé)任編輯：李蕊）

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