直插式根灌技術(shù)的研究與應(yīng)用

杜虎林，劉榮國，馬振勇，孫宏義

(1.中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所，蘭州 730000；2.中國科學(xué)院內(nèi)陸河流域生態(tài)水文重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000；3.寧夏中衛(wèi)沙坡頭國家級自然保護(hù)區(qū)管理局，寧夏 中衛(wèi) 755000；4.中國科學(xué)院大學(xué)，北京100049)

0 引 言

直插式根灌技術(shù)[1-6](圖1)，又稱之為根灌[1，7]或地下滴灌[8-10]，結(jié)合了地面滴灌[11-14]與滲灌[15,16]的優(yōu)點(diǎn)，能夠把水直接灌溉到一定深度的土壤層，起到了對植物根系層，進(jìn)行直接灌溉的作用。滲灌技術(shù)，有較好的灌水效果和抑制表層土壤水分蒸發(fā)損失作用[10]，但有易堵塞、檢修難的缺點(diǎn)[8，10，17,18]；地面滴灌技術(shù)成熟，但其表層土壤水分，易蒸發(fā)而損失，影響滴灌水分的利用效率和灌水效率[2]。 “直插式滲灌滴頭”(專利號:201120255632.4)，是實(shí)現(xiàn)直插式根灌技術(shù)的一個(gè)主要裝置。直插式根灌技術(shù)的應(yīng)用，可與滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合使用，把“直插式滲灌滴頭”，安裝在毛管上(圖1)，通過導(dǎo)水微管，就能實(shí)現(xiàn)由地面滴灌，向地下滴灌的發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)土壤的越層灌溉?！爸辈迨綕B灌滴頭”，是一種內(nèi)徑為5 mm左右塑料材質(zhì)的導(dǎo)水微管，導(dǎo)水微管的長度為30～40 cm左右，導(dǎo)水微管壁上分布有一定數(shù)量，直徑1～1.2 mm的滲水微孔。“直插式滲灌滴頭”，包括滴頭、接頭、導(dǎo)水微管、堵頭等部件組成(圖1)。

圖1 直插式根灌示意圖Fig.1 The schematic diagram of the straight tube root irrigation

2008年用“防堵型根灌滴頭”(專利號:200820130203.2)，在塔里木沙漠公路防護(hù)林帶中，進(jìn)行了根灌的試驗(yàn)研究[1,2]；2011年用“直插式滲灌滴頭”，在塔里木河下游墾區(qū)，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)二師三十三團(tuán)紅棗生態(tài)經(jīng)濟(jì)林中，進(jìn)行了灌溉試驗(yàn)研究[3-6]；2015年又在寧夏中衛(wèi)沙坡頭環(huán)保生態(tài)示范基地，進(jìn)行了根灌試驗(yàn)。直插式根灌滴頭裝置(圖1)，安裝簡便，用特制鋼釬，在毛管滴頭下方的土壤中，插出一個(gè)與導(dǎo)水微管長度相等、直徑略大的圓孔，將導(dǎo)水微管，插入圓孔中，再與毛管上滴頭連接即可。

國外，1997年Meshkat 在葡萄果園地區(qū)，通過開展對比試驗(yàn)研究，提出“砂管滴灌”(sand tube irrigation, STI )技術(shù)[19,20]，砂管滴灌技術(shù)主要是從土壤介質(zhì)差異的角度出發(fā)的，原試驗(yàn)地土壤為導(dǎo)水能力較差的黏性土壤，而通過在地表滴頭以下，挖掘出一定深度的黏性土壤后，再添加導(dǎo)水能力較強(qiáng)的砂土，以實(shí)現(xiàn)灌溉水分的快速入滲，降低水分入滲時(shí)間。這項(xiàng)技術(shù)只是一種“取土換土”操作，可追溯為直插式根灌技術(shù)最早的雛形。就國內(nèi)而言，根滲灌[21]以及馮晉臣[7]所提的“根灌”等技術(shù)而言，都類似于地下滴灌技術(shù)，將滴灌毛管及相關(guān)配套實(shí)施埋設(shè)于地下。例如，李淑芹等[22]將一定長度灌水器垂直置入土中，能夠?qū)⑺种苯虞斔偷阶魑锏母鶇^(qū)，對垂直線源入滲土壤水分分布特性進(jìn)行模擬；李娟等[23]等對重力式地下滴灌點(diǎn)源入滲特征進(jìn)行了數(shù)值模擬與驗(yàn)證；趙偉霞[24]等進(jìn)行了間接地下滴灌導(dǎo)水裝置規(guī)格參數(shù)模型的研究；以上，都是對直插式地下滴灌，開展的大量的研究范例。

總體而言，目前就國內(nèi)外垂直導(dǎo)入式地下滴灌[21-24]以及直插式根灌技術(shù)[1-6]而言，都是完成灌溉水分，自地表導(dǎo)灌至一定深度的土壤層，縮短水分入滲路徑，實(shí)現(xiàn)水分的越層灌溉，直接灌溉植物根系土壤層，來達(dá)成精準(zhǔn)灌溉的目的。本文采用不同地區(qū)的根灌試驗(yàn)資料，分析土壤水分的分布狀態(tài)及其變化特征。

1 塔克拉瑪干沙漠公路防護(hù)林-根灌對土壤水分作用的試驗(yàn)與研究

位于新疆塔克拉瑪干沙漠的沙漠公路，人工防護(hù)林帶，以梭梭、檉柳、沙拐棗等為防沙植物。沙漠中氣候干燥、降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈。滴灌條件下，灌溉水的有效利用率低下[2]。沙漠公路沿線的土壤質(zhì)地，為風(fēng)成沙，在0～100 cm深度內(nèi)，小于0.1 mm粒徑的極細(xì)砂占66.91%～91.08%，并夾帶少量中細(xì)砂[25]。

1.1 根灌土壤水分的分布特征

直插式根灌，導(dǎo)水微管上的滲水微孔，埋在一定深度的土壤中，其水分對土壤的作用形式，屬于土壤中垂直線源式[22]或點(diǎn)源式[23]滲透；土壤水分的觀測方法，采用烘干稱重法，本節(jié)中土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，為重量含水量(%)。

試驗(yàn)中，在同一條毛管上、相距一米，安裝“防堵型根灌滴頭”與地面滴頭，滴頭流量、灌溉時(shí)間同比。導(dǎo)水微管長度為40 cm，滴頭流量為3.7 L/h(實(shí)測)，次灌水時(shí)間為6h，采樣時(shí)間為停灌后10h，其土壤水分的分布狀態(tài)對比(見圖2)，圖中1號線為根灌，2號線為地面滴灌，0～120 cm土壤平均含水量，1號直插式根灌為6.13%，2號地面滴灌為3.2%，根灌比滴灌高出91.56%。根灌土壤最大含水量，分布在與導(dǎo)水管長度相等的40 cm深；地面滴灌，土壤含水量最大值分布在20 cm深，而40～80 cm深各點(diǎn)的土壤含水量，根灌均比地面滴灌大265.6%～461.3%，平均高出342.6%(圖2)。地面滴灌條件下，土壤水分高值區(qū)，分布在土壤表層20 cm上下[2]，下層40～120 cm的平均土壤含水量，僅為表層20 cm的32.9%(見圖2)，表層土壤水分蒸發(fā)損失，直接造成地面滴灌的灌水效率差、灌溉水有效利用率低下等問題[2]。

上述分析說明，同樣的灌水量，根灌后的土壤含水量，明顯比地面滴灌高出近一倍，說明直插式根灌，能較大地提高灌溉水的有效利用率[1]。

圖2 灌水后10 h直插式根灌與地面滴灌的土壤水分分布狀態(tài)對比Fig.2 Comparison of soil water distribution in 6 hours after irrigation of straight tube root irrigation and surface drip irrigation

1.2 根灌對土壤層濕潤深度的作用

研究直插式根灌，對土壤層濕潤深度的影響，也能說明灌水效果的好壞；如果灌溉對土壤層的濕潤深度大，說明灌水效果好。灌水6 h、停灌后10 h的土壤濕潤深度對比(圖2)，1號根灌的有效濕潤深度在20～80 cm，2號地面滴灌的有效濕潤深在20 cm左右。

對灌水3 h，隨即采樣分析，3號樣為根灌，4號樣為滴灌，土壤濕潤深度(圖3)，在同比條件下，直插式根灌的濕潤深度達(dá)到70 cm，20～70 cm深土壤層含水量在11.84%～16.52%；40～70 cm各樣點(diǎn)的土壤含水量，明顯比地面滴灌高出4～16倍。而地面滴灌條件下，濕潤深度在20 cm上下，20 cm土壤含水量為13.13%，40 cm為3.37%，60 cm的土壤已是干沙層，含水量僅為0.93%。所以，直插式根灌灌水3 h，對土壤的濕潤深度，是地面滴灌的3.5倍，其原因是根灌水量集中，基本無蒸發(fā)損失，滲透迅速；地面滴灌，一方面易在土壤表層形成飽和含水層，另一方面容易造成蒸發(fā)損失，致使水分向土壤下層滲透緩慢[1]。以上分析說明，根灌濕潤土壤的有效深度，比滴灌高出2倍多。

圖3 灌水3 h的土壤濕潤深度對比圖Fig.3 Comparison of soil wetting depth of irrigation 3 hours

2 塔里木河下游紅棗生態(tài)經(jīng)濟(jì)林-根灌試驗(yàn)研究

為了解直插式根灌條件下，土壤水分的變化過程，在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)二師三十三團(tuán)紅棗生態(tài)經(jīng)濟(jì)林，進(jìn)行了灌溉試驗(yàn)；試驗(yàn)區(qū)位于塔里木河下游墾區(qū)，該區(qū)屬于暖溫帶大陸性荒漠氣候，光照多，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈，空氣干燥，晝夜溫差大；年平均降水量為44.6 mm，年平均蒸發(fā)量為3 278.4 mm；試驗(yàn)地土壤質(zhì)地為砂土、壤黏土、砂壤土，0～42.5 cm為砂土，42.5～70 cm為壤黏土，70～100 cm為砂壤土[4]。直插式滲滴頭導(dǎo)水管長為40 cm，土壤水分變化的觀測方法，采用TDR土壤水分自動觀測儀器，觀測深度分別為20、40、60、80、100 cm，設(shè)置連續(xù)觀測時(shí)間間隔為30 min，測得土壤水分，為體積含水量(%)。

2.1 根灌土壤水分變化過程分析

任何灌溉條件下的土壤水分變化過程，都要經(jīng)歷土壤水分增加、再分配及消退的過程。本次直插式根灌試驗(yàn)時(shí)間為2012年4月28日，觀測從14∶30開始到第二天的23∶30，開始觀測當(dāng)日18∶30開始灌溉，到第二天的8∶30結(jié)束，灌水時(shí)間14 h，滴頭流量為3.94 L/h(實(shí)測)，次灌水量為55.16 L。

灌溉試驗(yàn)前4 h、灌后24 h、灌后36 h，0～100 cm各層土壤水分變化過程(圖4)，從圖4可看出，灌溉前各層土壤水分處于平穩(wěn)狀態(tài)，40 cm處的土壤含水量最大，為27.7%；依次分布為60 cm為24.8%，100 cm為24.5%，20 cm為24.2%，80 cm為12.6%。

圖4 各層土壤水分變化過程Fig.4 Changing process of soil water in different layers

開始灌溉之后，各層土壤水分增加的時(shí)段和過程，各不相同，20 cm處土壤含水量最大增幅為73.6%，在灌后9 h 30 min，達(dá)到最大含水量42%。40 cm處的土壤含水量最大增幅為70%，在灌后10 h 30 min，達(dá)到最含水量47.1%。60 cm處的土壤含水量最大增幅為78.6%，在灌后10 h達(dá)到最大44.3%。80 cm處土壤含水量最大增幅為211.1%，灌后14 h達(dá)到最大39.2%，其中前10 h內(nèi)增幅為208.7%，后4 h之后的增幅為2.9%。100 cm處土壤含水量最大增幅為91.8%，灌后27 h 30 min，達(dá)到最大47%，其中前10 h內(nèi)的增幅為85.7%，后17 h 30 min的增幅為3.3%；可見，土壤含水量主要增加階段為開始灌溉后的10 h內(nèi)。

所以，直插式根灌條件下，始灌后的10 h之內(nèi)，是土壤水分急劇增加階段，20、40、60 cm均是在始灌之后10 h左右達(dá)到最大，80、100 cm在始灌后的14、27 h達(dá)到最大，但主要的增幅集中在始灌后的10 h之內(nèi)，之后的增幅緩慢、較小，屬于土壤水分再分布過程；各層土壤水分，達(dá)到最大后，開始了緩慢降落過程。因此，在棗樹試驗(yàn)地的土質(zhì)條件下，土壤水分分布的高值區(qū)分布在40、100 cm處，低值區(qū)分布在20、80 cm處。因此，直插式根灌的土壤水分變化過程，經(jīng)歷從灌前的平穩(wěn)狀態(tài)，到灌后的急劇增加狀態(tài)，再到飽和之后的緩慢降落狀態(tài)。

2.2 各層土壤水分消退變化分析

2012年4月28日-29日經(jīng)過灌溉，各層的土壤含水量達(dá)到最大后，開始出現(xiàn)消退降落。土壤水分增加過程短，急劇增加階段在始灌后的10 h左右，而土壤水分消退過程長，平均消退期為19 d[3]。

如圖4分析，20 cm處的土壤含水量，灌后9.5 h，首先達(dá)到最大值，30 min后即開始出現(xiàn)降落，最大值維持時(shí)間短，在36 h內(nèi)平均消退速率為-0.93%/h。

40 cm處的土壤含水量，在始灌后的10.5 h內(nèi)，達(dá)到第一個(gè)最大值47.1%，隨后出現(xiàn)降落，降落過程為6h，消退速率為-0.39%/h；在低值區(qū)維持3h后(在停灌后的5.5 h)，開始出現(xiàn)回升，屬停灌后的土壤水分再分布過程，在始灌后的34 h(停灌后20 h)達(dá)到第二個(gè)最大值48%，增幅為1.9%，維持8 h后，又開始出現(xiàn)降落，在達(dá)到第一個(gè)最大值后的43h內(nèi)，平均消退速率為-0.03%/h。

60 cm處的土壤含水量，在灌后的10 h，達(dá)到最大44.3%，受土壤水分再分布的影響，出現(xiàn)短暫降落～回升～降落，變幅在0.2～0.6%左右，消退速率為-0.02%/h。

80 cm處的土壤含水量，在灌后的14 h出現(xiàn)最大39.2%，維持3 h后出現(xiàn)緩慢降落，消退速率為-0.09%/h。

100 cm處的土壤含水量，在灌后的27 h達(dá)到最大，維持4 h后緩慢降落，消退速率為-0.09%/h。

所以，從土壤水分消退變化分析，最早出現(xiàn)消退的為20 cm處、其次為40 cm處；消退速率最大為20 cm處，-0.93%/h；40～100 cm的土壤水分，消退緩慢，消退速率較小，在-0.02%/h～-0.09%/h，土壤水分維持時(shí)間相對較長。通過對2012年棗樹生長期TDR土壤水分觀測數(shù)據(jù)分析，土壤水分平均消退期為19 d，平均消退速率為-0.69%/d[3]。

3 中衛(wèi)沙坡頭環(huán)保生態(tài)示范基地-根灌技術(shù)的應(yīng)用試驗(yàn)

2015年在寧夏中衛(wèi)沙坡頭環(huán)保生態(tài)示范基地，開展了對沙棘(2年苗)、梭梭(1～2年苗)、黑果枸杞(1年苗)進(jìn)行根灌試驗(yàn)。寧夏環(huán)保生態(tài)示范基地，位于騰格里沙漠東南緣，地處中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)西部(37°52′E，105°07′N)，總面積 433.33 hm2，平均海拔1 400 m，處在阿拉善高原荒漠與荒漠草原過渡地帶，土壤類型主要為風(fēng)沙土，在0～1 m深剖面上，土壤顆粒粒徑分布在0.05～0.25 mm之間，以細(xì)砂為主；本區(qū)年平均降雨量為186.2 mm，主要集中在7-9月。是我國典型的荒漠生態(tài)類型自然保護(hù)區(qū)，地下水埋藏很深，不能為植物所利用，沙地的持水能力很弱，試驗(yàn)區(qū)灌溉水源為地下水。

3.1 根灌土壤水分分布狀態(tài)

試驗(yàn)布置，把根灌與地面滴灌，布置在同一條毛管上，滴頭之間相距1 m，根灌導(dǎo)水管長度為40 cm，滴頭流量為3.63 L/h(實(shí)測)，TDR傳感器布置深度為20、40、60、80、100 cm，自動觀測時(shí)間間隔為1 h。第一次灌水試驗(yàn)，2015年7月30日8∶00-7月31日8∶00灌水24 h，圖5為根灌的土壤水分變化過程。在根灌狀態(tài)下，各層土壤含水量，其大小排列為60、80、40、100、20，60 cm土壤平均含水量最大，最大值達(dá)到13%；圖6為根灌與滴灌條件下，土壤水分分布狀態(tài)對比，在根灌條件下，水分集中分布在40～80 cm土壤中層，占剖面含水量的71.6%；滴灌條件下，水分集中分布在60～100 cm土壤下層，占剖面含水量的74.5%。

8∶00根灌開始后，土壤水分快速增加，在經(jīng)過3～4 h的灌溉，各層土壤水分達(dá)到最大后，隨之保持平穩(wěn)，即使繼續(xù)灌溉，土壤水分也不再增加(圖5)；根灌使土壤平均含水量，由灌前的1.41%，增加到8.36%，灌溉使土壤含水量增加了約5倍，當(dāng)31日8∶00停灌后，各層土壤水分,隨之開始出現(xiàn)明顯的降落(圖5)，說明風(fēng)沙土的持水能力很弱。

圖5 根灌的土壤水分變化過程Fig.5 Soil water change process of root irrigation

3.2 土壤水分消退過程分析

從2015年7月31日8∶00-8月1日18∶00，其中又有一次灌水，時(shí)段為8月1日8∶00-18∶00，圖9中第一個(gè)峰值為7月30日8∶00-7月31日8∶00灌水，第二個(gè)峰值為8月1日8∶00-18∶00的灌水，第三個(gè)峰值為2015年8月7 日7∶00-2015年8月8 日7∶00灌水。所以，選擇從2015年8月1日18∶00-2015年8月7日7∶00，即第二個(gè)峰值到第三個(gè)峰值之間，作為土壤水分消耗消退期進(jìn)行分析(見圖7)，從土壤水分峰值降落形態(tài)分析，從峰頂降落到峰谷，土壤水分快速降落，6 h土壤水分減少了55.3%，降落速率為-9.22%/h；隨之是緩慢降落，從8月2日0∶00-8月7日7∶00的127 h內(nèi)，土壤水分由3.86%降至1.58%，降落速率為-0.47%/h，日降落速率為-11.28%/d。

圖7 根灌土壤水分消退過程Fig.7 Root irrigation soil water regression process

由于試驗(yàn)地風(fēng)沙土的持水能力差，土壤水分較難保持高含水量狀態(tài)，容易快速降落；土壤含水量在4%以下的低含水狀態(tài)[26,27]，較容易保持，且消退緩慢，這是沙坡頭環(huán)保生態(tài)示范基地，沙漠土壤水分的主要特征之一。

3.3 灌溉對土壤水分的增加與消退影響

表(1)統(tǒng)計(jì)了各次灌水，對土壤水分增加、消退的情況；消退速率劃分，以土壤含水量4%為臨界，4%以上為快速消退，4%以下為緩慢消退。

據(jù)表1分析，平均狀況，灌水前土壤平均含水量為1.87%，灌水之后土壤水分平均增加了5倍，最大平均含水量為10.14%；停灌之后，土壤水分快速消退平均時(shí)間為6.1 h，快速消退速率為-9.07%/h，緩慢消退速率為-0.88%；表1中的灌水時(shí)間分別為10、12、24 h，可看出，并不是灌水時(shí)間越長，土壤含水量的增加率越高；但灌水時(shí)間較短(例如表1中的10 h)，影響土壤含水量的增加(僅2.7倍)；而每次灌水時(shí)間為12 h，土壤含水量的增加，平均達(dá)到5.4倍；所以，在沙坡頭環(huán)保生態(tài)示范基地，由于沙漠土壤的持水能力差，滲透性強(qiáng)，每次灌水時(shí)間，控制在12 h為佳，灌水時(shí)間過長，反而浪費(fèi)水資源和能源。

表1 灌溉對土壤水分增加與消退的影響Tab.1 Effects of irrigation on soil water increase and regression

據(jù)研究，細(xì)沙顆粒為主的細(xì)沙層，田間持水量為5%左右[26]，含水量在5%以上，就會有重力水存在，小于5%的為薄膜水，沙漠沙層中的薄膜水含量一般小于3%[27]，以體積含水量計(jì)約為4.11%；根據(jù)上述實(shí)測資料分析(表1)，若以土壤含水量4%為下限，確定土壤水分快速消退階段，則試驗(yàn)區(qū)土壤水分，快速消退平均時(shí)間為6 h，即停灌后的6 h左右，土壤含水量隨之降落到4%以下；快速消退平均速率為-9.07%/h；土壤含水量增加越高(6～7倍)，快速消退時(shí)間會相對延長1～2 h，但對土壤高含水量狀態(tài)(4%以上)的保持效果，不會有太大的延緩作用；所以，次灌水時(shí)間過長(例如24 h)，不會延緩?fù)寥浪值目焖傧藸顟B(tài)。因此，由于受沙地水分滲透作用和持水能力的影響，每次停灌之后，土壤水分，隨之發(fā)生約6h的快速消退過程，是沙坡頭環(huán)保生態(tài)示范基地，土壤水分消退變化的主要特征之一。

據(jù)以上分析(表1)，土壤含水量，在4%以下消退緩慢，平均速率為-0.88%/h，日平均消退速率為-21.12%/d，計(jì)算平均灌水周期為4.7 d，而表1中實(shí)際灌水周期為3.7 d，則平均灌水周期可設(shè)定為4～5 d，以期指導(dǎo)實(shí)際的灌溉應(yīng)用。

在沙漠中的進(jìn)行根灌，上層20 cm深的土壤水分，容易受到氣候的影響而變化[1]；在無灌溉的沙漠氣候條件下，20 cm深的沙層，常為干沙層，沙層含水量極低，小于1%[1，27]。為了分析根灌對1～2 a定植期幼苗成活的影響，本文以40 cm的根灌深度，對上層20 cm土壤層含水量的影響進(jìn)行了分析；20 cm深土壤層，位于根灌滴頭出水處的上層，其土壤水分是由沙層的毛管力作用而上升；從表1中分析得知，在每次灌水前，20 cm土壤層的平均含水量為1.88%，其灌溉過程中的平均含水量為7.18%，土壤水分增加了281.9%，說明40 cm的根灌深度，對上層20 cm的土壤水分，能夠起到補(bǔ)充的作用，這就要求幼苗的定植根系深度不能小于20 cm，否則會影響幼苗的成活。

4 結(jié) 語

直插式根灌技術(shù)，簡便、實(shí)用、低成本、易操作，本文以及前期一系列研究成果[1-6]，可為該技術(shù)的進(jìn)一步研究與推廣應(yīng)用，提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)資料。所以，在不同的土壤條件下，應(yīng)用該項(xiàng)節(jié)水灌溉技術(shù)時(shí)，需要及時(shí)觀測、掌握土壤水分變化的基本狀況，以便適時(shí)適地的精準(zhǔn)應(yīng)用。在干旱地區(qū)，林果的滴灌已有大量研究[28-32]，而直插式根灌技術(shù)，處于起步階段，尚有許多科學(xué)問題，期待進(jìn)一步的深入研究[33-35]。

直插式根灌節(jié)水技術(shù)，可在果樹經(jīng)濟(jì)林、生態(tài)防護(hù)林、園林綠化等，多年生喬、灌木的節(jié)水灌溉上應(yīng)用，一次安裝“直插式滲灌滴頭”，使用年限達(dá)到8～10 a以上。經(jīng)過上述系列分析，直插式根灌技術(shù)，具有以下幾個(gè)需要發(fā)掘的優(yōu)勢：①在土壤水分入滲轉(zhuǎn)化方面，能夠有效提高土壤水分含量[1]。②在濕潤植物根系土壤層方面，能有效增加土壤濕潤層的深度[1]。③在減少土壤蒸發(fā)方面，能有效抑制土壤表層水分蒸發(fā)損失[2,6]。④在水資源利用效率方面，能夠提高灌溉水的有效利用率、提高灌水效率[2]。⑤在抗堵塞方面[17]，導(dǎo)水微管管壁上滲水微孔直徑小(1～1.2 mm)，且避免了土壤泥粒向?qū)Q管的側(cè)向作用力，能夠有效防止土壤泥粒進(jìn)入管中。⑥在抗植物根系堵塞方面，每次灌完水后，導(dǎo)水微管中的水分排空，無余水，避免了植物根系向微管中生長。⑦根灌滴頭安裝，無需地下開挖工程，簡易實(shí)用，安裝簡便，容易檢修、便于維護(hù)。

[1] 杜虎林，王 濤，肖洪浪，等.塔里木沙漠公路防護(hù)林帶根灌節(jié)水試驗(yàn)研究[J].中國沙漠，2010，30(3)：522-527.

[2] 杜虎林，鮑忠文，金小軍，等.塔里木防護(hù)林帶滴灌水分利用效率分析[J].中國沙漠，2012，32(2)：359-363.

[3] 杜虎林，馬文藝，馮 起，等.塔里木河下游墾區(qū)棗樹灌溉土壤水分變化分析[J].中國沙漠，2014，34(3)：773-779.

[4] 鮑忠文，杜虎林，史學(xué)斌，等.用微型蒸滲儀測驗(yàn)根灌節(jié)水潛力的田間試驗(yàn)研究[J].中國沙漠，2013，33(1)：160-166.

[5] 馬文藝，杜虎林，史學(xué)斌，等.塔里木河下游棗樹根灌需水量與灌溉制度研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，23(11)：92-99.

[6] 史學(xué)斌，鮑忠文，杜虎林，等.塔里木河下游農(nóng)田根灌與滴灌條件下土壤蒸發(fā)試驗(yàn)研究[J].節(jié)水灌溉，2012，(6):17-21.

[7] 馮晉臣．高效節(jié)水根灌栽培新技術(shù)[M]．北京：金盾出版社，2010.

[8] 康銀紅，馬孝義， 李 娟，等.地下滴滲灌灌水技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2007，26(6)：34-40.

[9] 黃興法，李光永. 地下滴灌技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2002，18(2)：176-181.

[10] 徐 林，李楊瑞，黃海榮．地下滴灌技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，39(6)：800-804.

[11] 傅建平，蘭再平，孫尚偉，等.地面滴灌對107 楊人工林根系分布的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)研究，2013， 26(6):766-772.

[12] 朱玉偉， 陳啟民， 劉 康，等．滴灌條件下4 種樹木生長發(fā)育規(guī)律的研究[J]. 防護(hù)林科技，2005，64(1)：1-4.

[13] 王治軍, 雒天峰．滴灌條件下側(cè)柏林地根區(qū)土壤水分運(yùn)動規(guī)律研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008，26(4)：13-16.

[14] 賀 毅，孫亞利．應(yīng)用滴灌技術(shù)在沙漠中營造生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合林的研究[J]. 北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，19(4)：55-58.

[15] 王淑紅，張玉龍，虞 娜，等．滲灌技術(shù)的發(fā)展概況及其在保護(hù)地中應(yīng)用[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21(增刊)：92-95.

[16] 諸葛玉平，張玉龍，張旭東，等．滲灌土壤水分調(diào)控技術(shù)參數(shù)的研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2003，19(6)：41-45.

[17] 仵 峰，范永申，李 輝，等．地下滴灌灌水器堵塞研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20(1)：80-83.

[18] 冉春旺．地下滴灌技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，15(7)：51-52.

[19] Meshkat M. Modeling and laboratory evaluation of evaporation and moisture redistribution for drip/trickle and “sand tube irrigation” using undisturbed and reconstructed soils[D]. Ph.D.diss. Lexington, K y :University of Kentucky, 1997.

[20] Meshkat M, Wamer R C, Workman S R.Comparison of water and temperature distribution profiles under sand tube irrigation[J]. Transactions of the ASAE, 1998,41(6):1 657-1 663.

[21] 唐亞莉，王治國，王則玉，等．紅棗根滲灌效果試驗(yàn)研究[J].節(jié)水灌溉，2012，(6)：37-40．

[22] 李淑芹，王全九.垂直線源入滲土壤水分分布特性模擬[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2011，42(3)：51-56.

[23] 李 娟，馬孝義，甘學(xué)濤，等.重力式地下滴灌點(diǎn)源入滲特征的數(shù)值模擬與驗(yàn)證[J].水土保持通報(bào)，2007，27(6)：95-101.

[24] 趙偉霞，張振華，蔡煥杰，等. 間接地下滴灌導(dǎo)水裝置規(guī)格參數(shù)模型[J].水利學(xué)報(bào)，2009，40(3)：355-363.

[25] 杜虎林，馬振武，熊建國，高前兆等.塔里木沙漠公路與沙漠油田區(qū)域水資源研究及其利用評價(jià)[M].北京：海洋出版社，2005.

[26] 馮 起，程國棟． 我國沙地水分分布狀況及其意義[J]． 土壤學(xué)報(bào)，1999，36(2):225-236．

[27] 趙景波，邢 閃，邵天杰，等.騰格里沙漠南緣沙層含水量與水分平衡研究[J].自然資源學(xué)報(bào)，2012，27(3)：480-488.

[28] 任玉忠，王水獻(xiàn)，謝 蕾，等.干旱區(qū)不同灌溉方式對棗樹水分利用效率和果實(shí)品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28(22)：95-102.

[29] 胡瓊娟, 馬英杰, 何紀(jì)武，等.滴灌和微噴對核桃耗水量、產(chǎn)量及堅(jiān)果品質(zhì)的影響[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2010，21(1)：87-90.

[30] 晏清洪，王 偉，任德新，等.滴灌濕潤比對成齡庫爾勒香梨生長及耗水規(guī)律的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2011，29(1)：7-13.

[31] 張豐良.干旱區(qū)香梨滴灌灌水技術(shù)優(yōu)化研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42(26)：8 919-8 922.

[32] 洪 明，靳開顏，趙經(jīng)華，等.環(huán)塔里木盆地核桃灌溉現(xiàn)狀調(diào)查研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013,29(7):185-190.

[33] 晏清洪，王 偉，任德新，等. 不同微灌方式對成齡庫爾勒香梨生長及耗水規(guī)律的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào)，2011，30(3)：86-90.

[34] 李慧菊，徐秀梅. 不同灌溉條件對刺槐生長量及各項(xiàng)生理指標(biāo)的影響[J]. 防護(hù)林科技，2007,(6)：31-34.

[35] 杜太生，康紹忠，張 霽，等. 不同溝灌模式對沙漠綠洲區(qū)葡萄生長和水分利用的效應(yīng)[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，17(5)：805-810.