淺談棉花膜下有壓滴灌技術(shù)

王園園

摘 要：新疆干旱少雨，水資源十分緊缺，并且水資源在地區(qū)分布上極不平衡。膜下有壓滴灌是新疆節(jié)水灌溉比較成功的技術(shù)之一，它節(jié)水效果好，增產(chǎn)效果明顯，這項(xiàng)技術(shù)在新疆得到了廣泛應(yīng)用和發(fā)展，本文主要介紹了現(xiàn)在適合大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有壓滴灌技術(shù)。

關(guān)鍵詞：膜下滴灌；棉花；灌水頻率；灌溉定額

一、膜下滴灌簡(jiǎn)介

壓力水流經(jīng)滴灌首部樞紐凈化處理后，進(jìn)入輸配水管網(wǎng)，管網(wǎng)包括干管、支管、輔管、毛管（滴灌帶或滴灌管），一般情況干管為地埋管，支管、輔管、毛管鋪設(shè)于地面。壓力水流經(jīng)過(guò)管網(wǎng)到達(dá)毛管后，再由毛管上的灌水器灌入作物的根系層供作物吸收，灌水器在毛管上的間距可根據(jù)作物及灌水需求等實(shí)際情況選擇。毛管鋪設(shè)在地膜下方，在聯(lián)合播種機(jī)播種時(shí)，毛管隨薄膜同時(shí)鋪入膜下。

二、現(xiàn)有滴灌工程的組成及如何改造

1. 首部工程

滴灌首部系統(tǒng)包括動(dòng)力機(jī)、水泵、過(guò)濾裝置、施肥裝置、安全保護(hù)裝置、量測(cè)控制設(shè)施。其作用是從水源取水加壓并注入肥料及農(nóng)藥，經(jīng)凈化處理后按時(shí)按量輸送進(jìn)管網(wǎng)至灌水器。首部擔(dān)負(fù)著整個(gè)滴灌系統(tǒng)的加壓、供水、過(guò)濾、量測(cè)和調(diào)控任務(wù)，是全系統(tǒng)的控制調(diào)配中心。

在首部系統(tǒng)中，過(guò)濾設(shè)施的作用極其重要，它承擔(dān)著濾除水中砂石、雜質(zhì)及有機(jī)物的重任，如果過(guò)濾設(shè)施缺少或過(guò)濾后水質(zhì)達(dá)不到要求，有堵塞毛管的危險(xiǎn)，毛管是最終給作物供水的環(huán)節(jié)，如果毛管堵塞，將對(duì)作物的生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。目前，在井灌區(qū)中常用的首部過(guò)濾設(shè)施有旋流水砂分離器+篩網(wǎng)過(guò)濾器。旋流水砂分離器可以有效的濾除水中大顆粒高密度的固體顆粒，當(dāng)水流再經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾器時(shí)，大于濾網(wǎng)孔徑的雜質(zhì)將被攔截下來(lái)，以保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性。過(guò)濾設(shè)施的選擇應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)過(guò)流能力以及滴灌水質(zhì)指標(biāo)的要求。

施肥設(shè)施也是首部設(shè)施的重要組件之一，滴灌施肥（藥）采用隨水施肥（藥），可溶性肥料（藥）通過(guò)施肥設(shè)施注入滴灌管網(wǎng)后，隨灌溉水一起到達(dá)作物的根系供作物吸收。施肥設(shè)施通常使用壓差式施肥罐，可根據(jù)系統(tǒng)的面積選擇不同容積的施肥罐。

安全保護(hù)措施用來(lái)保證系統(tǒng)系統(tǒng)在規(guī)定壓力范圍內(nèi)工作，一般有進(jìn)（排）氣閥、安全閥、逆止閥、泄水閥等。量測(cè)設(shè)施主要指流量、壓力測(cè)量?jī)x器，用于首部樞紐及管道中的流量、壓力測(cè)量，一般有水表、壓力表等。

2. 輸配水管網(wǎng)

壓力水流經(jīng)過(guò)首部系統(tǒng)凈化處理后，進(jìn)入輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)，輸配水管道包括干管、支管、輔管 、毛管，根據(jù)情況干管有時(shí)分為主干管和分干管，主干管承擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的總流量，分干管承擔(dān)其控制范圍內(nèi)的輸配水任務(wù)，干管一般為地埋管。在干管、分干管上設(shè)出地管，地面的支管就與出地管連接。輔管平行支管布置，毛管垂直輔管布置。當(dāng)然，管網(wǎng)的合理布局需根據(jù)規(guī)劃經(jīng)過(guò)詳細(xì)的計(jì)算來(lái)合理選擇管道管徑進(jìn)行合理的布置。

干管一般為UPVC材質(zhì)，一般埋設(shè)于凍土層以下。支管大多為PE管，平鋪于地面。輔管和毛管一般采用聚氯乙烯管。

3. 灌水器

灌水器是直接向作物供水的設(shè)備，其作用是把由毛管輸送來(lái)的壓力水流均勻、穩(wěn)定的送到作物根系層。灌水器種類(lèi)很多，性能不一，選擇是否恰當(dāng)直接影響灌水質(zhì)量，灌水器的選擇受到多種因素制約和影響，主要包括以下幾種因素：種植種類(lèi)和種植模式、土壤性質(zhì)、工作壓力范圍、流量壓力關(guān)系、灌水器制造精度、對(duì)溫度變化的敏感性、對(duì)堵塞、淤積、沉淀的敏感性、成本與價(jià)格等，為目前滴灌中普遍采用的出水孔流量和間距的范圍。

4.泵房改造

以上介紹了有壓滴灌的基礎(chǔ)設(shè)備，但是現(xiàn)在由于生產(chǎn)需要需對(duì)設(shè)備進(jìn)行以下改造。

（1）對(duì)設(shè)計(jì)的輪灌區(qū)進(jìn)行改造。以前設(shè)計(jì)的輪灌區(qū)大部分在2000-3000畝地，在泵房運(yùn)作過(guò)程中明顯存在輪灌周期較長(zhǎng)的問(wèn)題，因此現(xiàn)在要利用現(xiàn)有設(shè)備對(duì)泵房首部進(jìn)行改造，使每個(gè)輪灌區(qū)不超過(guò)1500畝，讓放水輪灌周期小于5天。改造方法主要是對(duì)首部進(jìn)行分割，讓首部組成由以前的一個(gè)，改造成兩個(gè)系統(tǒng)。改造后的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了每個(gè)過(guò)濾系統(tǒng)帶1000-1500畝，每個(gè)系統(tǒng)配備2-3個(gè)電機(jī)，可以有效的把以前閑置的電機(jī)利用起來(lái)，提高放水效率。通過(guò)改造后平均每個(gè)輪灌周期每畝可節(jié)約1.1-2.7度電，每個(gè)輪灌周期每畝節(jié)約用水4.8-11.9立方米，是一項(xiàng)科學(xué)有效的技改方法。

（2）對(duì)泵房的施肥系統(tǒng)進(jìn)行改造。當(dāng)前棉花種植主要以重施生育期肥料為主，因此在棉花蕾期和花鈴期都要重施肥料，以往的肥料罐已經(jīng)不能滿(mǎn)足棉花滴肥的需要，因此要把肥料罐改大，改為可一次裝800公斤的肥料罐，才可滿(mǎn)足棉花滴肥需要。

三、滴灌工程的運(yùn)行與管理

滴灌系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，正在運(yùn)行管路處于壓力流的狀態(tài)下，一處水力狀態(tài)發(fā)生變化，將使全系統(tǒng)的水力狀態(tài)發(fā)生變化，在進(jìn)行灌溉時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的輪灌工作制度進(jìn)行操作。若不按照輪灌制度灌溉，易造成壓力分布不均勻，也會(huì)造成灌水的不均勻及投肥不均勻，同一輪灌組中壓力高的地方灌水施肥多，壓力小的地方灌水施肥少于作物需水量，這將直接對(duì)作物的生長(zhǎng)造成嚴(yán)重危害，影響均衡增產(chǎn)的效果。

在管理中，對(duì)滴灌系統(tǒng)的各操作組件，應(yīng)按照設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的使用說(shuō)明規(guī)范操作，只有正確的操作才能保證設(shè)備的安全并延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

四、結(jié)語(yǔ)

膜下滴灌是節(jié)水灌溉比較成功的技術(shù)之一，可起到節(jié)水增產(chǎn)的效果，根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)調(diào)查，與地面灌溉相比，膜下滴灌棉花可增產(chǎn)20%-50%，節(jié)約灌溉水20%-50%，并能減輕病害發(fā)生，防止次生鹽漬化，節(jié)省了大量人力。

滴灌是一種高效節(jié)能省水增產(chǎn)的微灌灌溉技術(shù)，適合我國(guó)的國(guó)情，具有很強(qiáng)的推廣優(yōu)勢(shì)，而且很方便實(shí)現(xiàn)灌溉的全自動(dòng)控制，滴灌將成為二十一世紀(jì)發(fā)展我國(guó)節(jié)水灌溉的重點(diǎn)，是加速我國(guó)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和設(shè)施農(nóng)業(yè)的有效途徑，將更好的促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代！