微潤灌溉技術(shù)在溫室大棚中的應(yīng)用

張 馳

（法庫縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣與行政執(zhí)法中心，遼寧 沈陽110400）

微潤灌溉技術(shù)主要適用于溫室大棚蔬菜、花卉等作物以及果園的灌溉[1]。由于該技術(shù)是一種新型的節(jié)水灌溉技術(shù)，在工程建設(shè)指導(dǎo)中沒有固定的設(shè)計參數(shù)，因此通過具體實例驗證技術(shù)的可行性。通過示范工程的建設(shè)，設(shè)計了不同的應(yīng)用模式，提供了設(shè)計計算方法和設(shè)計參數(shù)，使該技術(shù)得到了大規(guī)模推廣。

1 直壓應(yīng)用模式

1.1 設(shè)計原理及參數(shù)

保證灌溉均勻性的前提下，為了有效提高大棚灌溉效率，溫室微濕新型灌溉系統(tǒng)可以通過泵或壓力罐直接加壓，該模型需要考慮進口壓力對其產(chǎn)生的影響，以及如何安裝排氣等裝置。設(shè)計過程所需計算的主要參數(shù)為：作物最大日耗水量、作物種植面積、壟距、田間持水量[1]、單井出水量、地下水埋深及灌溉設(shè)備出水量等。

1.2 系統(tǒng)組成與管網(wǎng)布置

該系統(tǒng)由水井、潛水泵、文丘里施肥機、過濾器、壓力計及控制閥等組成[1]。灌溉管網(wǎng)分干管、支管和毛細管三部分，主干、分支和毛細管相互垂直，灌水器與毛細管串聯(lián)，并直接灌溉作物根系，毛管間距取決于作物種植而定，總布置間距在0.6～1.2 m 之間，毛管鋪設(shè)長度不大于10 m，灌水器間距在0.3～0.5 m 之間。

100 m 溫室一般分為兩個輪作灌區(qū)，主管、支管可采用普通PE 管或薄壁PE 管，為保證灌溉的均勻性，主、支管道宜采用雙向供水，灌水器宜向上布置。微潤灌水器主要鋪設(shè)在膜下和地面上，灌溉水可直接灌溉到作物根系，以達到定點實施局部灌溉[2]。

1.3 應(yīng)用舉例

以沈陽法庫縣孟鄉(xiāng)溫室微潤灌溉為例。位于法庫縣北部的孟家屬北溫帶陸地季風(fēng)氣候，半干旱地區(qū)，年平均降雨量600 mm 左右，地下水埋深一般為10～20 m，含水層厚度約20 m，含水層為砂卵石層，項目區(qū)主要農(nóng)作物為黃瓜、番茄等。

試驗區(qū)作物種植面積800 m3，整個灌區(qū)分為兩個輪作灌區(qū)，水源井位于該試驗區(qū)中心，頂部有一個2 in 的凈過濾器和一個文丘里式施肥器，支管和主管為50PE 管，長度分別為100 m 及50 m，主管尾端設(shè)有排氣閥，支管為單側(cè)供水方式[2]，毛細管為16PE 管，長度為8 m，其間距離為1.2 m。毛細管84 根，灌水器間距0.3 m。

2 自壓應(yīng)用模式

2.1 設(shè)計原理與參數(shù)

傳統(tǒng)的直接壓力滴灌法是將水直接從水源井灌溉到作物的根系，從而大大降低了地溫，也抑制了農(nóng)作物的生產(chǎn)，嚴重影響了作物的增產(chǎn)和質(zhì)量，另外，利用鐵錳離子含量的水進行灌溉也容易造成滴頭堵塞[3]，而自壓灌溉的原理是將灌溉水預(yù)先注入水箱，在2～3 d 的日照下使水中雜質(zhì)充分沉淀，同時提高水溫，一方面減少堵塞的可能性，另一方面也有利于作物的生長。

該模型的設(shè)計參數(shù)與直接壓力模型基本相同，但差異在于需要計算水箱容積、安裝高度及自動供水控制設(shè)備。

2.2 系統(tǒng)組成與管網(wǎng)布置

系統(tǒng)由水源井、潛水泵、儲水箱、自動注水控制裝置、文丘里施肥器[3]、過濾器及控制閥等組成。

灌溉管網(wǎng)分三層布設(shè)，即干管、支管和毛細管，干管、支管和毛細管互相垂直并于灌水器串聯(lián)起來[3]，直接灌溉到作物根系，毛管間距取決于種植作物種類，總布置間距在0.6 m～1.0 m 之間，毛管鋪設(shè)長度不大于10 m，灌水器間距在0.2～0.5 m 之間。

100 m 溫室一般由四個輪作灌溉區(qū)進行灌溉，干管和支管可采用普通PE 管或薄壁PE 管，主要是為保證灌溉水的均勻性，干、支管采用雙向供水，灌水器向上放置，微濕灌水器主要位于膜下和土地表面[4]。

2.3 應(yīng)用實例

以朝陽市建平縣亞博圖村溫室為例。太平莊鄉(xiāng)亞博圖村位于建平縣中西部，地下水埋深25 m，含水層厚度20 m，含水層為中粗砂，水質(zhì)較好，鹽度小于0.5 g/L，無機物含量一般在100 um 左右，適宜灌溉。項目區(qū)塊狀結(jié)構(gòu)，壤土質(zhì)地，干容量1.45 t/m3，田間最大持水率26%。

本村溫室面積為100 m×7 m，實際種植面積為100 m×6 m，后山墻高度為3.5 m，溫室外有水井，出口位于溫室中部，該區(qū)水質(zhì)較好，鐵錳含量較低，泥沙含量較低，田間種植黃瓜，大壟雙排，種植間距0.35 m，共90 壟。

毛細管采用直徑為10PE 管，干管采用直徑為32PE 管，儲水箱采用500L PVC 水箱，見圖1，注水嘴位于水箱頂部，出水口位于水箱底部，水箱注水嘴處設(shè)有自動控制裝置[5]。過濾器采用1.2 in 網(wǎng)式過濾器（120 目），肥料罐為10L 壓差肥料罐。整個種植區(qū)分為四個旋耕灌區(qū)，每個旋耕灌區(qū)面積為25 m×7 m，毛管間距為1.2 m，水箱安裝高度為3 m，四個溫室共用一口水井。

3 綜合壓力應(yīng)用模式

3.1 設(shè)計原理與參數(shù)

圖1 水箱位置側(cè)面圖

針對溫室內(nèi)草莓、桃子在關(guān)鍵需水期耗水量大、溫室內(nèi)安裝空間與水箱容積有限等問題，提出微濕灌溉技術(shù)在溫室內(nèi)的綜合壓力應(yīng)用模型[5]，在用水量較少的生長期，可采用水箱自壓灌溉，在用水量較多的生長期可采用直壓灌溉。設(shè)計所需參數(shù)為作物各生育期用水量、單井出水量、作物種植結(jié)構(gòu)形式等。供水系統(tǒng)有泵和水箱，利用三通、閥門等管件實現(xiàn)綜合壓力控制，見圖2。

圖2 閥門控制系統(tǒng)圖

3.2 系統(tǒng)組成與管網(wǎng)布置

系統(tǒng)包括水源井、儲水箱、自動注水控制裝置、潛水泵、化肥罐、控制閥、過濾器、止回閥等。

灌溉管網(wǎng)分三級布置即干管、支管和毛細管，主管、支管、毛細管相互垂直，直接灌溉作物根系，毛管間距根據(jù)種植作物種類而定，采用單脊雙管，總布置間距為0.8 m、0.4 m、0.8 m（1.2 m壟距間距），毛管敷設(shè)長度不超過10 m，灌水器間距為0.3～0.5 m。

100 m 溫室一般分為四個輪作灌區(qū)，干、支管可采用普通PE 管或薄壁PE 管。為了保證灌溉的均勻性，主、支管道宜采用雙向供水，灌水器應(yīng)向上放置，微濕灌水器主要放置在膜下和表面。

3.3 應(yīng)用實例

以新民市周坨子鄉(xiāng)溫室為例。項目區(qū)位于周沱子鄉(xiāng)周沱子村，地下水豐富。地下水深度一般為7～142 m，含水層厚度約為20 m，含水層巖石為砂質(zhì)卵石，該區(qū)單井產(chǎn)量為15 m3/h，水源條件滿足灌溉要求。

整個種植區(qū)分為四個輪作灌區(qū)，每輪灌溉面積為25 m×6 m，毛細管間距為1.2 m，水箱安裝高度為2 m，四個溫室共用一口井。

毛細管采用直徑16PE 管，主管為直徑50PE管，儲罐為500L 的PVC 罐，注入口在罐頂，出口在罐底，自動控制裝置設(shè)置在罐的注入口，水箱進出水管均安裝閥門，進出水管之間的主管上設(shè)置閥門。過濾器采用1.2 in 網(wǎng)式過濾器（120 目），肥罐采用文丘里施肥機，見圖3。

圖3 管路布置示意圖

4 結(jié) 語

傳統(tǒng)的地表灌溉周期較長，土壤含水量變化較大，不利于根系吸水和蓄水。同時，地表灌溉土壤過于濕潤，易固結(jié)，通風(fēng)不良，缺氧，抑制根系呼吸和利用，該灌溉技術(shù)能有效改善農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)，防止土壤次生鹽堿化，有效保護農(nóng)業(yè)由精準農(nóng)業(yè)和向產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營轉(zhuǎn)變。