通?？h蔬菜噴灌管網(wǎng)示范建設(shè)與應用

劉發(fā)倫

特約欄目主持：張麗華

正高職高級工程師，現(xiàn)任武漢市農(nóng)業(yè)機械鑒定推廣站站長。30年來一直從事農(nóng)業(yè)機械化技術(shù)推廣和培訓工作，先后承擔部省下達的農(nóng)業(yè)機械化項目10多項，主持各類農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)場演示、推廣、培訓會200余場，獲全國農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎3項，省政府科技進步獎1項，地廳級科技進步獎4項。被農(nóng)業(yè)部評為全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣先進工作者，為省政府專項津貼獲得者，被授予全國農(nóng)機科普先進工作者、武漢市十佳農(nóng)業(yè)女杰、全省農(nóng)機化工作先進工作者等稱號。

通?？h地處滇中腹地，土地面積721 km2，位于北緯20°55′11″～24°14′49″、東經(jīng)102°30′60″～102°52′53″，海拔1 350～2 443 m，由環(huán)湖平壩、中山丘陵、河谷3種地貌組成，人均耕地433.55 m2，氣候溫和，多年平均氣溫15.6℃，降雨量880 mm；擁有杞麓湖水域面積36.86 km2，庫容1.786億m3，是本縣農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源。至2013年，全縣蔬菜種植面積已達2 1744.2 hm2，產(chǎn)量為12.4億kg，產(chǎn)值13.5億元。為充分發(fā)揮通?？h蔬菜產(chǎn)業(yè)的帶動輻射功能，促進蔬菜產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展、農(nóng)民增收致富，農(nóng)業(yè)部門結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項目的實施內(nèi)容和要求，在項目區(qū)安裝建設(shè)蔬菜噴灌管網(wǎng)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)蔬菜產(chǎn)業(yè)高效益、高產(chǎn)出，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

1 示范區(qū)基本情況

通?？h蔬菜項目基地選擇通?？h經(jīng)濟社會發(fā)展水平、基礎(chǔ)設(shè)施和蔬菜生產(chǎn)條件比較好的通?？h秀山街道辦事處大樹社區(qū)，土地總面積為3.54 km2。項目區(qū)位于縣城西北側(cè)2 km、秀山街道辦事處中心地段，海拔1 820 m，東與萬家村相望、南至過境公路、西接六一村、北鄰杞麓湖，土地平整肥沃、交通便利，是通?？h的蔬菜老產(chǎn)區(qū)和主產(chǎn)區(qū)。全村轄2個自然村，6個村民小組，農(nóng)戶1 084戶，總?cè)丝? 814人，勞動力2 268人，人均耕地353.51 m2。全村農(nóng)民以種植業(yè)收入為主，2011年全年蔬菜種植面積達533.6 hm2，產(chǎn)量2.4萬t，農(nóng)民人均純收入7 287元，在全縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展屬前列水平。

2 工程招投標

為了使蔬菜噴灌管網(wǎng)系統(tǒng)工程嚴格按照公開招標實施，實施單位委托云南弘諾招標代理有限公司于2013年6月7日在通?？h公共資源交易中心進行公開招投標，整個工程分2個標段，其中，一標段（大樹村委會1、2、3組）共建設(shè)38.686 hm2，中標價為2 370.00元/667 m2，中標單位為云南大豐田現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技工程有限公司；二標段（大樹村委會3、4、5、6組）共建設(shè)48.024 hm2，中標價2 400.00元/667 m2，中標單位為昆明蒼松節(jié)水灌溉有限公司。2個標段共建設(shè)蔬菜噴灌管網(wǎng)系統(tǒng)86.710 hm2。

3 噴灌工程設(shè)計

3.1 噴頭布置與管道布置

①主支管及立管 主管采用供水用硬聚氯乙烯PVC-U Φ63管（1.0 MPa），支管采用供水用硬聚氯乙烯PVC-U Φ40管（1.0 MPa），立管采用供水用硬聚氯乙烯PVC-U Φ25管（1.6 MPa）。

②噴頭 該設(shè)計中，選用Φ20的可調(diào)節(jié)搖臂噴頭，該噴頭射程8～11 m，流量0.5～0.8 m3/h；該系統(tǒng)中噴頭布置間距為5 m；噴頭離墑面0.9 m，立管入土0.5 m。

③支管布置間距 根據(jù)田塊寬度，小于6 m布1條，6.0～13.5 m布2條，13.5～24.0 m布3條，24～34 m布4條，保證不同氣候條件下噴灌均勻。

④控制區(qū) 設(shè)計中，每塊地1個總控制區(qū)，每條支管1個分控制區(qū)，并預留灌溉接水口1個。

3.2 灌水器安裝

①站管安裝 在PVC Φ40支管上安裝異徑三通Φ40×25，Φ25立管與Φ25口連接，用竹竿固定。

②噴頭安裝 在立管頂端接上Φ25×20的PVC內(nèi)絲，然后把噴頭安裝上去即可。

3.3 電源線路安裝

從4個變壓器分出兩相主電路，再由主電線路分出7條支線，每條支線架設(shè)2對線，每對線必須滿足40 kW的供電需求。主支線每40 m架設(shè)1根6 m長桿，每根桿下安裝1個防雨型配電柜。柜內(nèi)配置1個漏電保護器、1個空開、5個五孔插座。

3.4 水泵選擇

農(nóng)戶根據(jù)不同地塊及安裝噴頭數(shù)量可選擇功率為1.0～2.0 kW的單級離心潛水泵，保證地塊內(nèi)的所有噴頭達到使用要求。

4 蔬菜噴灌管網(wǎng)系統(tǒng)實際應用調(diào)查與分析

以下所有調(diào)查數(shù)據(jù)均為農(nóng)戶每667 m2土地種植一茬蔬菜的用水量和用工量，主要種植甘藍、芹菜、韭蔥、萵筍、白菜、花椰菜等蔬菜。

4.1 噴灌與常規(guī)灌溉用水情況

在未安裝噴灌設(shè)施以前，通?？h菜農(nóng)種植蔬菜時一直采用人工澆灌（對水澆施肥料）和地面漫灌的方式澆水；安裝噴灌設(shè)施后，地面漫灌改為噴灌，人工澆灌則未變。

經(jīng)對項目區(qū)38戶菜農(nóng)，涉及蔬菜種植面積271 46.9 m2的澆灌、常規(guī)溝灌、噴灌等用水情況進行調(diào)查統(tǒng)計，菜農(nóng)種植一茬蔬菜施肥澆水3.15次，667 m2平均每次用水3.42 m3，種植一茬蔬菜僅需施肥用水10.77 m3。噴灌安裝前，常規(guī)溝灌5.21次，667 m2平均每次用水38.6 m3，溝灌用水量為201.11 m3，種植一茬蔬菜用水合計211.88 m3；使用噴灌后，除施肥用水外，平均噴灌8.55次，667 m2平均每次用水9.4 m3，噴灌用水量為80.37 m3，安裝噴灌后一茬蔬菜用水合計91.14 m3。

從用水情況對比可以看出，種植一茬蔬菜，噴灌比常規(guī)溝灌節(jié)約用水120.74 m3，節(jié)水率56.99%。假如不計算施肥用水，噴灌與常規(guī)溝灌相比，節(jié)水率可達60.04%。按照一年種植4茬蔬菜計算，每667 m2每年將節(jié)約用水482.96 m3，項目區(qū)86.71 hm2噴灌設(shè)施一年將節(jié)約用水627 848 m3。

4.2 噴灌灌溉與常規(guī)灌溉用工情況

在噴灌灌溉與常規(guī)灌溉用工情況統(tǒng)計中，因各家各戶的田塊面積、用水量不同，灌溉用工個數(shù)難以統(tǒng)一。為方便計算，以8 h為一個用工標準。調(diào)查結(jié)果顯示，每種植667 m2蔬菜，施肥（對水澆施）用工量最大，需用工3.78個（施肥時一般采用對水澆施，每次需2人操作，其667 m2平均每次用工相對較大），其次是溝灌用工，需2.08個，最少是噴灌用工，只需0.51個。不考慮施肥用工，噴灌比溝灌每667 m2節(jié)約用工1.57個，一年按種植4茬蔬菜計算，每667 m2每年僅灌溉用工就節(jié)約6.28個。

5 取得的效益

5.1 經(jīng)濟效益

①節(jié)水節(jié)電 按照一年種植4茬蔬菜計算，與地面灌溉相比，噴灌節(jié)水率達60.04%，每667 m2土地每年可節(jié)約用水482.96 m3，項目區(qū)667 m2噴灌設(shè)施一年將節(jié)約用水627 848 m3。而項目區(qū)的灌溉用水基本上是從杞麓湖中提取使用，按照每提取1 m3水需0.5元的電費計算，每年將節(jié)約電費31.392 4萬元。

②節(jié)約灌溉用工 在不考慮施肥、播種、秧苗移栽、病蟲害防治用工前提下，每667 m2蔬菜噴灌比溝灌可節(jié)約用工1.57個，一年按種植4茬蔬菜計算，每667 m2每年僅灌溉用工就節(jié)約6.28個，項目區(qū)噴灌設(shè)施安裝后一年將節(jié)約用工8 164個，按照通海當?shù)孛總€用工80元計算，項目區(qū)年均節(jié)約人工工資65.312萬元。

以上2項年可節(jié)約成本96.704 4萬元。

5.2 社會效益

本項目的實施，改善了項目區(qū)蔬菜種植的水利基礎(chǔ)設(shè)施，使區(qū)域水資源得到充分利用、極大地改善了項目區(qū)農(nóng)民群眾生產(chǎn)用水條件、緩解了水電資源緊張狀況、節(jié)省了勞力、降低了勞動強度、促進了勞動力向新的生產(chǎn)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移；同時，項目區(qū)的蔬菜布局和種植結(jié)構(gòu)也得到有效調(diào)整，優(yōu)化了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、促進了農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。整個項目對推動人口、環(huán)境、資源和社會經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展具有積極作用，示范帶動通海縣20 010 hm2蔬菜進行標準化生產(chǎn)，達到農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的。

5.3 生態(tài)效益

噴灌是采用較小的灌水定額進行淺澆勤灌，噴水均勻，能充分滿足蔬菜生長發(fā)育對水分的需要，同時可以調(diào)節(jié)田間小氣候、改善田間小氣候和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、促進農(nóng)作物生長、降低病蟲害發(fā)生、減少農(nóng)藥對蔬菜的污染，特別是在抵御連續(xù)多年的旱災中發(fā)揮了舉足輕重的作用。

6 蔬菜噴灌管網(wǎng)應用中存在的問題

6.1 田塊大小不一，無形中增加安裝成本

通?？h人均耕地為433.55 m2，由于土地在承包到戶時，各家各戶的人數(shù)不同，所分到的土地面積大小不一，有的寬20多 m，而有的僅2～3 m，導致安裝噴灌管網(wǎng)時，噴灑范圍內(nèi)一塊地安裝2排主管差一點，安裝3排又顯得過密，導致安裝材料浪費。

6.2 蔬菜對噴灌系統(tǒng)設(shè)施要求高

通?？h人均土地面積少、栽培品種多樣化、田間管理不一致、噴灌時間不能統(tǒng)一，且在風大、氣溫高時易受氣候條件的影響，一旦噴灌，周圍剛噴過農(nóng)藥或施過葉面肥的蔬菜就會受到影響。

6.3 農(nóng)戶對噴灌的認識有待提高

通?？h農(nóng)民種植蔬菜時習慣大水漫灌，認為噴灌只能把土表噴潮，根系吸收的水分少，蔬菜不耐旱，且認為噴灌次數(shù)多，用工量大。另外，在蔬菜的生產(chǎn)管理過程中，田間的噴灌設(shè)施會影響農(nóng)事操作，不方便土地翻犁，且易被農(nóng)機損壞。

6.4 灌溉用水管理不到位，缺乏相應節(jié)水激勵機制

通海杞麓湖是本縣農(nóng)業(yè)灌溉的主要水源，水資源緊缺，發(fā)展節(jié)水灌溉是必然趨勢。但由于缺乏相應的激勵機制，項目區(qū)的農(nóng)戶采用節(jié)水灌溉技術(shù)的程度和效率不高，降低了農(nóng)田灌溉用水效率及示范帶動作用。

7 蔬菜噴灌的發(fā)展方向

7.1 與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整緊密結(jié)合，提高土地單產(chǎn)效益

項目區(qū)蔬菜噴灌管網(wǎng)的建設(shè)采用的是各家各戶自行噴灌的模式，且種植品種多樣化，噴灌時間不能統(tǒng)一，電力浪費相對較大。如果噴灌與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整緊密結(jié)合起來，統(tǒng)一種植品種、統(tǒng)一生產(chǎn)，讓單家獨戶的噴灌模式變?yōu)榻y(tǒng)一噴灌模式，不僅可節(jié)省電費、人工，還能充分發(fā)揮節(jié)水灌溉的作用，提高土地單產(chǎn)效益。

7.2 水肥一體化有機結(jié)合

水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)，根據(jù)測土配方，按土壤養(yǎng)分含量和蔬菜種類的需肥規(guī)律和特點，將可溶性固體或液體肥料，配制成肥液與灌溉水一起，通過管道和噴頭灑向蔬菜，在完成噴灌的同時也完成肥料的施用，達到省工、省時的目的。