微潤(rùn)灌溉技術(shù)在山地果園中的應(yīng)用探討與建議

虎海波，呂金燕，朱軍保，范洪梅

(四川省攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院，四川 攀枝花 617061)

微潤(rùn)灌溉技術(shù)是國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)仿生型連續(xù)灌溉的新型節(jié)水技術(shù)。為引進(jìn)、示范該技術(shù)，2014年，攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院與攀枝花市米易縣水務(wù)局合作，在米易縣草場(chǎng)鄉(xiāng)的頂針村建立了微潤(rùn)灌溉技術(shù)示范點(diǎn)，示范面積20hm2，種植作物是芒果，地形為典型的山坡臺(tái)地，坡度在5°～20°之間。微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)由攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院設(shè)計(jì)。到目前為止，系統(tǒng)已運(yùn)行了3年，現(xiàn)就微潤(rùn)灌溉技術(shù)在山地果園使用中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行探討。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)位于米易縣草場(chǎng)鄉(xiāng)項(xiàng)針村五社，海撥區(qū)域1387～1451m。系統(tǒng)水源為米易縣晃橋水庫(kù)南干渠內(nèi)的水，設(shè)計(jì)流量為1.4m3/s,最大流量為1.6m3/s,是米易縣的人飲用水，水源有保障。土壤類型主要為砂壤土和紅壤土。種植作物為芒果，株行距為3m×4m。整個(gè)項(xiàng)目區(qū)20hm2，共設(shè)置了61個(gè)微潤(rùn)灌溉小區(qū)。每個(gè)微潤(rùn)灌溉小區(qū)的控灌區(qū)域落差在10m以內(nèi)。毛管布置采用單行布置，即1行芒果樹(shù)布置1條毛管，每根Φ16毛管的鋪設(shè)長(zhǎng)度控制在150m以內(nèi)。微潤(rùn)管的布置有豎立布置和圓形鋪設(shè)2種方式。系統(tǒng)的所有管道均采用PE管，均埋設(shè)。

2 系統(tǒng)使用的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 優(yōu)點(diǎn)

通過(guò)近3年的使用，微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下五點(diǎn)：一是省工，系統(tǒng)取水口與調(diào)壓池進(jìn)水均采用了浮球閥控制，灌溉時(shí)，只須打開(kāi)取水口的球閥與各個(gè)微潤(rùn)灌溉小區(qū)的控制球閥，就能對(duì)整個(gè)芒果園持續(xù)性進(jìn)行灌溉，無(wú)需人員看守，實(shí)現(xiàn)了微潤(rùn)灌溉小區(qū)的自動(dòng)化灌溉，最大限度的節(jié)省了灌水所需的人工；二是延長(zhǎng)了系統(tǒng)的使用壽命，地表毛管由裸鋪改為埋設(shè)后，在用割草機(jī)除草時(shí)，避免了對(duì)毛管的損壞，同時(shí)降低了管道的老化速度，延長(zhǎng)了管道的使用壽命；三是提高了水肥一體化灌溉的可操作性，每次施肥時(shí)，只需將肥料裝入塑料網(wǎng)袋放入調(diào)壓池中或直接將液體肥倒入調(diào)壓池?cái)嚲纯桑凰氖枪嗨?微潤(rùn)管)不易堵塞，微潤(rùn)管是以高分子半透膜為核心材料制造的，具有納米級(jí)孔隙，不易堵塞，系統(tǒng)日常維護(hù)主要是清洗過(guò)濾器，而不需要查看灌水器是否堵塞；五是微潤(rùn)灌溉有利于芒果樹(shù)的生長(zhǎng)，試驗(yàn)中每年測(cè)量試驗(yàn)區(qū)芒果樹(shù)徑粗，結(jié)果顯示微潤(rùn)灌溉的芒果比常規(guī)灌溉的芒果徑粗粗近11%。

2.2 存在的問(wèn)題

2.2.1 微潤(rùn)管豎立安裝方法技術(shù)要求高，后期管理維護(hù)困難 主要表現(xiàn)在：①安裝難度大，要求高。首先微潤(rùn)管豎立狀安裝時(shí)，需要用鉆孔設(shè)備鉆孔，勞動(dòng)強(qiáng)度大，一般需要2人輪換操作；其次是需要一定的技巧，利用鉆孔設(shè)備將孔內(nèi)的泥土提出來(lái)；第三、鉆桿磨損快，需經(jīng)常更換。第四、配件多，安裝費(fèi)時(shí)。每株芒果樹(shù)需要用到三通、彎頭、堵頭等配件10個(gè)，工作量大，且聯(lián)接件多了，漏水機(jī)率高 。第五、鉆孔回填時(shí)，須用細(xì)土回填，以確保鉆孔壁與微潤(rùn)管間無(wú)縫隙。②在恢復(fù)使用時(shí)，部分微潤(rùn)管須排空氣，否則不出水。豎立狀安裝的微潤(rùn)管因與毛管沒(méi)有形成回路，在雨季過(guò)后或停水一段時(shí)間后，重新使用時(shí)，部分微潤(rùn)管因氣阻現(xiàn)象，管內(nèi)無(wú)法流水進(jìn)去，需將聯(lián)接件取下，重新安裝微潤(rùn)管。③后期清淤困難。因微潤(rùn)管呈豎立狀安裝，尾端安裝的是一個(gè)堵頭，經(jīng)過(guò)2年多的使用，部分微潤(rùn)管內(nèi)淤積嚴(yán)重，需把微潤(rùn)管從鉆孔內(nèi)撥出來(lái)清洗，在清洗完后，須重新對(duì)原鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔，才能把它重新裝回孔內(nèi)。

2.2.2 豎狀安裝的微潤(rùn)管壁易出現(xiàn)爆裂 在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)一般按不超過(guò)10m自然落差，即4～5臺(tái)地設(shè)1個(gè)微潤(rùn)灌溉小區(qū)，遠(yuǎn)低于微潤(rùn)管20m的爆破壓力。但是在實(shí)際應(yīng)用中，部分豎狀安裝的微潤(rùn)管易從側(cè)面破裂，造成此現(xiàn)象的原因可能一是產(chǎn)品生產(chǎn)缺陷；二是使用中開(kāi)啟閥門過(guò)快，管道中形成氣錘現(xiàn)象。

2.2.3 管道的布置影響施農(nóng)家肥 微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)所有管道均采用了埋設(shè)，地里到處都是管子，在進(jìn)行穴施、坑施農(nóng)家肥或進(jìn)行窩盤作業(yè)時(shí)，非常容易損壞到毛管與微潤(rùn)管。

2.2.4 系統(tǒng)的過(guò)濾器非常容易堵塞 微潤(rùn)管灌溉是滲灌，出水量小，微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)的管道內(nèi)水流速度慢，細(xì)泥砂會(huì)在調(diào)壓池底部慢慢淤積，很快就把微潤(rùn)灌溉小區(qū)出水口的網(wǎng)式過(guò)濾器堵塞，一般1～2d就要清洗1次。

2.2.5 毛管采用旁通閥調(diào)節(jié)壓力，后期使用不便 為調(diào)節(jié)毛管內(nèi)水的流速與壓力，保障各臺(tái)地間毛管上微潤(rùn)管的出水均勻度，設(shè)計(jì)中毛管與支管間采用了旁通閥聯(lián)接，在灌水調(diào)試時(shí)，技術(shù)人員從下到上，將旁通閥的開(kāi)關(guān)依次由小到大打開(kāi)。但在管道埋設(shè)時(shí)，旁通閥也埋在了土里，雨季過(guò)后，一些旁通閥因堵塞或開(kāi)啟位置發(fā)生了變化，再次使用時(shí)，導(dǎo)致部分管道無(wú)水或水小等問(wèn)題，須將支管小心挖開(kāi)，重新調(diào)整旁通閥的開(kāi)啟大小。

2.2.6 靠邊坡過(guò)近易出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象 微潤(rùn)灌溉是一種以微量、緩慢、連續(xù)不斷的出水方式，不停地向作物根系提供適量水分。果園灌溉主要是在每年10月至來(lái)年的6月使用，經(jīng)過(guò)近7個(gè)多月的持續(xù)灌溉，田間部分位置的土壤水份已飽合，在雨季來(lái)臨時(shí)，靠近邊坡在1m以內(nèi)安裝了微潤(rùn)管的臺(tái)地，易發(fā)生邊坡垮塌現(xiàn)象。

2.2.7 磚砌調(diào)壓池易開(kāi)裂漏水 微潤(rùn)管的額定工作壓力較小，項(xiàng)目區(qū)須修建大量的調(diào)壓池，同時(shí)，調(diào)壓池也是每一個(gè)微潤(rùn)灌溉小區(qū)的供水水源。在微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)中，調(diào)壓池是非常關(guān)鍵的設(shè)施，但是磚砌的調(diào)壓池，在山地果園中，受土壤沉降、水流沖刷、養(yǎng)護(hù)不到位等多種因素，池壁與池底易開(kāi)裂漏水。

2.2.8 灌水效果受土壤類型因素的影響較大 微潤(rùn)管的灌溉是通過(guò)浸潤(rùn)方式，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，粘性越大的土壤，其浸潤(rùn)半徑越小，灌溉效果越差，主要原因是土壤將微潤(rùn)管緊密的包裹在了一起。在推廣微潤(rùn)灌溉技術(shù)時(shí)，最好在砂性土壤中實(shí)施。

3 建議與探討

微潤(rùn)灌溉技術(shù)與普通滴灌技術(shù)相比，具有高效節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)能和節(jié)省人工成本的特點(diǎn)，可以滿足作物所需的水、肥、氣、熱、光五個(gè)條件，且與植物的吸水過(guò)程在時(shí)間上同步、在數(shù)量上匹配，非常適宜于作物的生長(zhǎng)。它是對(duì)作物灌溉的一種新的方式與新的理念，代表著作物灌溉的一種方向。為了指導(dǎo)今后微潤(rùn)灌溉技術(shù)在山丘區(qū)的大面積推廣應(yīng)用，針對(duì)安裝使用中出現(xiàn)的問(wèn)題，作如下技術(shù)探討和建議。

3.1 山地果園微潤(rùn)管宜采用圓環(huán)安裝方法

目前，山地果園微潤(rùn)管主要采用的是豎立或圓環(huán)安裝方法，通過(guò)實(shí)際的應(yīng)用，與豎立狀安裝方法相比，圓環(huán)狀安裝方法更適宜。主要表現(xiàn)在：①不需機(jī)械鉆孔，人工挖環(huán)狀溝即可，省工又省事。②灌水器安裝的配件少，只需2個(gè)配件，安裝速度快。 ③回填簡(jiǎn)單，不需要準(zhǔn)備細(xì)土或砂子。 ④因微潤(rùn)管與毛管形成了回路，后期使用時(shí)，不需對(duì)微潤(rùn)管專門進(jìn)行清洗，只需打開(kāi)毛管或支管尾端，用水沖洗一遍管道即可。⑤可挖成傾斜的環(huán)狀溝，滿足不同深度的作物須根吸水。⑥不會(huì)出現(xiàn)氣阻現(xiàn)象，導(dǎo)致微潤(rùn)管不出水。同時(shí)，在實(shí)際安裝中，為避免出現(xiàn)邊坡或田埂垮塌現(xiàn)象，對(duì)較窄的臺(tái)地或靠邊的樹(shù)，可采取半圓環(huán)安裝。

3.2 合理設(shè)置調(diào)壓池的控灌落差

微潤(rùn)灌溉廠家給出的調(diào)壓池控灌高度在2m，即差不多1～2臺(tái)地就須設(shè)一調(diào)壓池。照此施工，工程造價(jià)與成本就會(huì)上升很多。本方案設(shè)置的調(diào)壓池其控灌小區(qū)高度在自然落差10m以內(nèi)，雖然節(jié)省了成本，但是出現(xiàn)了部分微潤(rùn)管爆管、首尾臺(tái)地間的出水量不均，旁通閥調(diào)節(jié)壓力不易操作等問(wèn)題或現(xiàn)象?？紤]到投資成本與后期的管護(hù)，在山地果園的安裝施工中，調(diào)壓池的控灌高度可調(diào)整到5～6m。

3.3 改進(jìn)調(diào)壓池的制作方法

系統(tǒng)的調(diào)壓池可采用廢舊金屬鐵桶制作，在山地果園中與水泥或磚砌調(diào)壓池相比，采用金屬鐵桶具有明顯的優(yōu)勢(shì)：①成本低。②不會(huì)因地基沉陷或其它原因出現(xiàn)池底或池壁漏水現(xiàn)象；③安裝簡(jiǎn)便、快速、省時(shí)。但是，1個(gè)廢舊金屬鐵桶制作成2個(gè)調(diào)壓池，調(diào)壓池的高度只有近50cm，除去安裝浮球閥的高度，實(shí)際上調(diào)壓池的有效蓄水深度不足35cm，因微潤(rùn)管耗水量小，管道內(nèi)水的流速較慢，泥砂非常易在桶底淤積，使得微潤(rùn)灌溉小區(qū)的網(wǎng)式過(guò)濾器堵塞速度非常快。最好是將1個(gè)廢舊金屬鐵桶改做為1個(gè)調(diào)壓池，并把調(diào)壓池的出水口設(shè)置在距桶底1/3，桶底設(shè)一排污閥。但是，在用金屬鐵桶制作時(shí)，桶的內(nèi)壁須進(jìn)行防腐處理。

3.4 轉(zhuǎn)變有機(jī)肥的施用方法和觀念

山地果園中有機(jī)肥一般通過(guò)坑施或條施2種方式，但這2種方式均易損壞埋設(shè)的管道。而微潤(rùn)灌溉系統(tǒng)只能施沼液等液體有機(jī)肥，而無(wú)法利用沼渣，增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量。如要增施含沼渣的有機(jī)肥，必須新建一套施肥系統(tǒng)，利用水泵(管道泵)等加壓設(shè)施或自壓方式，通過(guò)施肥槍將發(fā)酵的有機(jī)肥直接注入到作物的根部或以人工澆灌的方式施有機(jī)肥，從而解決這一問(wèn)題。

4 結(jié)論

微潤(rùn)灌溉技術(shù)改變了現(xiàn)有的作物灌溉方式，是一種先進(jìn)、高效的節(jié)水技術(shù)，但是與噴灌、滴灌等節(jié)水技術(shù)相比，不僅造價(jià)偏高，施工與安裝技術(shù)要求也高，且受土壤種類，水源條件等限制，所以，在山地大面積推廣使用微潤(rùn)灌溉技術(shù)，一是要加強(qiáng)對(duì)管理人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高其管理應(yīng)用水平；二是要因地制宜，須慎重，不盲目。