淺析武山縣溫室大棚滴灌技術(shù)的應(yīng)用

梁 軍

（甘肅省武山縣水務(wù)局，甘肅 天水 741300）

滴灌技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于水資源匱乏的國(guó)家和地區(qū)，相較于大田漫灌來(lái)講，滴灌能有效避免漫灌產(chǎn)生的渠道滲漏、水分蒸發(fā)、肥分流失、土壤板結(jié)的缺點(diǎn)，具有一次投入，高效反復(fù)使用的特點(diǎn)。滴灌系統(tǒng)不產(chǎn)生地面徑流，能有效控制水的使用量，起到很大的節(jié)水功效，比噴灌節(jié)水35%～70%。同時(shí)，滴灌能及時(shí)給作物施肥，大大提高作物對(duì)肥料的利用率。滴灌技術(shù)還能有效節(jié)省人力，無(wú)需中耕除草，不會(huì)造成土壤板結(jié)，一次投入，更能重復(fù)使用10年左右，能大大降低生產(chǎn)成本。溫室種植對(duì)環(huán)境要求較高，由于空間限制，又難于采用機(jī)械耕種，作物對(duì)肥料的要求又高，滴灌技術(shù)剛好能滿足這些要求。因此，滴灌技術(shù)在溫室大棚中的應(yīng)用尤為重要，更應(yīng)大力推廣，不僅能降低溫室大棚對(duì)環(huán)境的要求，又能使溫室大棚高效高產(chǎn)。

2000—2010年武山縣共建成大棚溫室滴灌節(jié)水灌溉面積160多hm2。目前已形成規(guī)?；N植的有武山縣洛門鎮(zhèn)東旱坪高科技示范園區(qū)溫室大棚滴灌工程、武山縣農(nóng)業(yè)局高科技示范園區(qū)溫室大棚滴灌工程、武山縣農(nóng)業(yè)局花卉基地示范園區(qū)溫室大棚滴灌工程。這些高效日光溫室滴灌工程的建成，支撐了全縣溫室大棚的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收方面發(fā)揮了重要作用。但是武山縣對(duì)溫室大棚滴灌技術(shù)的應(yīng)用與管理千差萬(wàn)別，沒(méi)有形成比較完整的溫室大棚滴灌技術(shù)的應(yīng)用與管理體系。

1 溫室大棚的結(jié)構(gòu)及作物種植

日光溫室大棚南北向布置，東西向長(zhǎng)70 m，南北向?qū)? m 或10 m，一般采用鋼筋拱架結(jié)構(gòu)或竹條拱架結(jié)構(gòu)，聚乙烯薄膜半圓弧頂。鋼筋拱架抗壓力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)，輕便；竹條拱架結(jié)構(gòu)容易變形，笨重，抗壓力差，所以鋼筋拱架成為新的發(fā)展方向，竹條拱架逐步退出歷史舞臺(tái)。

溫室大棚一般以種植經(jīng)濟(jì)作物為主。目前武山縣主要以種植番茄和辣椒為主，其棚內(nèi)種植的番茄和辣椒采取稀播窄行栽種，大行距100 cm，小行距60 cm,株距40 cm。其他條播作物均為寬窄行栽培，大行距70 cm，小行距60 cm，株距25～50 cm。不同作物種植可根據(jù)作物特性適當(dāng)加以調(diào)整，使作物能充分利用光能，便于田間管理。

2 滴灌系統(tǒng)的布設(shè)

滴灌系統(tǒng)一般包括水源工程、首部樞紐、管網(wǎng)3部分。

2.1 水源工程

滴灌系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的要求較高，一般要求水源無(wú)污染、遠(yuǎn)離生活區(qū)、水質(zhì)達(dá)標(biāo)。深層井水受外界污染少、水質(zhì)優(yōu)良、水溫基本恒定，是灌溉用水的最佳選擇。為保證灌溉水的溫度與棚內(nèi)作物生長(zhǎng)的小環(huán)境溫度相適應(yīng)，一般在溫室大棚內(nèi)需建設(shè)一個(gè)10～15 m3的蓄水池或蓄水箱。首先，由井水向棚內(nèi)蓄水池或蓄水箱供水，待蓄水池或蓄水箱水溫與室內(nèi)溫度同樣高時(shí)再由蓄水池向壟畦作物供水，以免造成水溫差較大使作物“感冒”的現(xiàn)象。

2.2 首部樞紐系統(tǒng)

首部樞紐系統(tǒng)是整個(gè)滴灌系統(tǒng)的控制大腦，目前國(guó)內(nèi)采用的首部樞紐系統(tǒng)主要包括動(dòng)力水泵、化肥注入器、雜質(zhì)過(guò)濾器、控制與測(cè)量?jī)x表等。

2.2.1 水泵 由機(jī)井通過(guò)水泵向各個(gè)棚內(nèi)的蓄水池供水。水泵的規(guī)格及一次向棚內(nèi)蓄水池供水的座數(shù)要根據(jù)設(shè)計(jì)來(lái)確定。棚內(nèi)蓄水池向棚內(nèi)作物供水一般采用潛水泵，潛水泵的規(guī)格也要根據(jù)設(shè)計(jì)來(lái)確定。

2.2.2 過(guò)濾器 棚內(nèi)蓄水池臟物易落入，一般采用密閉吸取的200 目篩網(wǎng)，易于更換，且能有效阻止大顆粒的浮藻。

2.2.3 化肥注入器 結(jié)合武山縣現(xiàn)有溫室大棚的建設(shè)與管理特點(diǎn)，化肥注入器一般1 棚設(shè)置1個(gè)，其規(guī)格一般以16 L 為宜，一般采用塑料制材質(zhì)，具有柔韌性和耐腐蝕性，能抵抗化肥等酸堿性的腐蝕。

2.2.4 進(jìn)排氣閥 因水泵的吸水管多為塑料管，停機(jī)后容易產(chǎn)生負(fù)壓使管子吸癟，必須在首部安裝進(jìn)排氣閥，可有效解決管子吸癟的問(wèn)題。

2.2.5 壓力表 壓力表主要用于觀察管道內(nèi)的壓力是否滿足滴灌系統(tǒng)的工作要求。壓力過(guò)大會(huì)造成管道爆裂，過(guò)低會(huì)造成管網(wǎng)末端水壓太低而無(wú)法正常供水，在設(shè)計(jì)中要根據(jù)棚內(nèi)面積的大小、管網(wǎng)的材質(zhì)以及作物的特性選擇合適的壓力。

2.3 管網(wǎng)

水源井到溫室大棚種植區(qū)的供水主管網(wǎng)和主管網(wǎng)到溫室大棚內(nèi)蓄水池之間的輸水管道，其各種要素可通過(guò)設(shè)計(jì)確定，水源井因接近水泵，水壓一般較大，易破裂，多采用PVC 管，且便于安裝閥門。溫室大棚內(nèi)滴灌帶布設(shè)，這是滴灌系統(tǒng)的核心，一般采用柔軟性較高的專用滴灌軟管為好。

為適應(yīng)蔬菜產(chǎn)品繁、多茬種植的特點(diǎn)，目前武山縣使用的滴灌帶均以地表敷設(shè)為主，采用內(nèi)鑲式滴灌系列和孔式出流軟管滴灌帶系列2 種產(chǎn)品。如武山縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局花卉基地示范園區(qū)溫室大棚滴灌工程采用雙上孔軟管滴灌帶系列。滴灌帶為一壟雙帶形式布置，管徑Φ16 mm，孔徑0.8 mm，孔距30 cm,工作壓力下限為0.004 MPa，比流量為16.6 L/h·m，適合花卉種植密度及作物需水灌溉要求，工程建成后發(fā)揮了較大效益。武山縣洛門鎮(zhèn)東旱坪高科技示范園區(qū)溫室大棚滴灌工程和武山縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局洛門高科技示范園區(qū)溫室大棚滴灌工程采用內(nèi)鑲式滴灌系列，按一壟一條滴灌帶分布，滴灌帶布置于保護(hù)地膜下進(jìn)行灌溉，管徑Φ16 mm，孔徑0.8 mm，孔距40 cm，工作壓力下限0.05 MPa 時(shí)，比流量為7.0 L/h·m。根據(jù)運(yùn)行情況來(lái)看，滴灌帶使用壽命在5～8年。

以武山縣較典型的塑料薄膜溫室為例，大棚跨度一般為8 m，大棚骨架通常采用立柱型，兩側(cè)建造承重厚強(qiáng)，墻厚0.5～1.0 m，并設(shè)置專用通風(fēng)口，大棚骨架采用不銹鋼鋼管，管徑Φ16 mm，工作壓力下限0.005 MPa，大棚拱架需要兩邊打孔或者提前做預(yù)埋件，大棚長(zhǎng)度在80～100 m，棚內(nèi)種植使用面積0.06～0.10 hm2，通常南北走向建造，在大棚入口處設(shè)置蓄水池，容積50～80 m3，主管采用口徑20 mm的1條輸水管，管道連接首部樞紐和200 目的篩網(wǎng)。支管末端采用直徑20 mm 的PE 軟管，每隔80 厘米打孔，安裝旁通，接橫向滴灌帶，每個(gè)滴水器的出水量在2～8 L/h，為保證滴灌系統(tǒng)具有足夠的灌水均勻度，流量差一般控制在10%以內(nèi)。

3 滴灌系統(tǒng)應(yīng)用效果分析

傳統(tǒng)漫灌的溫室大棚存在很大缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾方面：一是一次灌水量很大，浪費(fèi)水資源，水量不易調(diào)控。二是地表降溫太快，容易造成作物“感冒”。由于地表積水較多，棚內(nèi)溫度上升太快，造成溫差太大作物不適應(yīng)而“感冒”。三是易造成作物感染病害。由于地表積水較多作物吸收較慢，在陽(yáng)光的照射下，容易造成棚內(nèi)溫度上升太快，在大棚高溫的環(huán)境下，易形成高濕的環(huán)境，在密閉的大棚內(nèi)由于高溫高濕易造成作物感染霜霉病、炭疽桿病等，這些作物病害在高溫、高濕的環(huán)境下蔓延迅速，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成絕收。例如大棚黃瓜在高溫高濕的環(huán)境下極易爆發(fā)霜霉病，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一般12 h 可傳染整個(gè)溫室大棚，造成減產(chǎn)或絕收。

滴灌屬微量灌溉，完全模擬自然環(huán)境的毛細(xì)微滲方法，水分緩慢均勻地滲入土壤，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)能起到保持作用，對(duì)作物根系不會(huì)造成吸脹現(xiàn)象。在溫室大棚內(nèi)，可在作物壟旁設(shè)置回水排水溝，一般將壟設(shè)置成10°的坡度，在重力作用下，將作物不能吸收的多余水分匯集在一起，回到蓄水池中，可循環(huán)再利用，減少了水和肥料的浪費(fèi)。日光溫室配套滴灌系統(tǒng)后，與傳統(tǒng)漫灌相比較，優(yōu)點(diǎn)十分明顯，主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：一是采用膜下滴灌，能緩解水源緊張的情況，且保墑效果明顯，節(jié)約成本。尤其在干旱地區(qū)，水資源有限，膜下滴灌能最大限度地利用水資源。二是由于滴灌操作方便，能基本實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化操作，大大節(jié)約了勞動(dòng)力投入，如采用無(wú)土栽培技術(shù)，可以1人操作1個(gè)大棚，完全實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。三是滴灌可結(jié)合施肥同步進(jìn)行。傳統(tǒng)的施肥方法主要是根系外施肥，采用簡(jiǎn)單的方法將肥料均勻地撒在土壤表面，利用雨水和濕度的溶解能力將化肥滲入土壤，這種施肥方法對(duì)化肥的浪費(fèi)較大，用量上難以精準(zhǔn)把握，作物吸收利用率低、見效慢。滴灌可精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)肥料的用量，不會(huì)出現(xiàn)“燒苗”和營(yíng)養(yǎng)不良的現(xiàn)象，肥料直接作用于作物根部，吸收快，見效快，易控制，能極大地節(jié)約人力、物力和財(cái)力。四是減輕環(huán)境污染。由于滴灌技術(shù)使土壤根系通透性變好，且大多采用有機(jī)質(zhì)作為作物的生長(zhǎng)基質(zhì)，通過(guò)及時(shí)、有效、精準(zhǔn)地注入肥料，作物生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好，植株健壯，生長(zhǎng)迅速，一般不出現(xiàn)緩苗、死苗、黃葉現(xiàn)象，作物病害的發(fā)生率也大大降低，減少了農(nóng)藥的使用量，完全可以用有機(jī)農(nóng)藥代替?zhèn)鹘y(tǒng)農(nóng)藥，降低作物的農(nóng)藥殘留，生產(chǎn)出綠色放心的農(nóng)產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4 滴灌系統(tǒng)在使用管理中的注意事項(xiàng)

4.1 供電保障

滴灌系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電源要充分保障。三相供電最好，如大棚地處在野外鄉(xiāng)間，電網(wǎng)不能全覆蓋，可采用太陽(yáng)能供電技術(shù)和小型柴油發(fā)電機(jī)，通常配備500 W日采量的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)可完全滿足滴灌系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 水源保障

滴灌系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求較高，一般以井水為主，一個(gè)占地0.07 hm2的溫室大棚，建一個(gè)50 m3容積的蓄水池就能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。要注意水溫和室溫溫差控制在1～3 ℃為宜。如不能利用井水，可選清晨時(shí)段的河流水，用消毒劑進(jìn)行消毒，降低大腸桿菌的數(shù)值，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)方可使用。

4.3 設(shè)備日常維修及保護(hù)

滴灌系統(tǒng)的維護(hù)較為簡(jiǎn)單，每月應(yīng)定期檢修，主要故障表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是嚴(yán)格控制滴灌系統(tǒng)的工作水頭，不應(yīng)超壓使用或水頭深埋過(guò)低，否則會(huì)造成超壓水管破裂和浪費(fèi)水的現(xiàn)象，起不到節(jié)水的效果。水頭屬于易損部件，在使用前應(yīng)詳細(xì)查看是否使用正常，發(fā)現(xiàn)堵塞要及時(shí)更換，防止堵塞造成壓力過(guò)大使水管爆裂。二是定期檢查供水系統(tǒng)。由于受水源的影響，目前大多灌溉用水來(lái)自河水，輸運(yùn)到大棚內(nèi)的蓄水池中，水在蓄水池中長(zhǎng)時(shí)間會(huì)產(chǎn)生水藻、海綿等漂浮物，容易造成過(guò)濾器的堵塞，最好能設(shè)置二級(jí)過(guò)濾池；如由于地方限制未設(shè)置二級(jí)過(guò)濾池，最好做到至少每隔10 天進(jìn)行1次排沙去污沖洗，除去海綿等漂浮物；如發(fā)現(xiàn)過(guò)濾網(wǎng)破損需及時(shí)更換，防止因過(guò)濾網(wǎng)破損造成漂浮物進(jìn)入到管線中，嚴(yán)重時(shí)可造成無(wú)法使用的后果。三是滴灌帶為PVC軟管，長(zhǎng)期使用會(huì)發(fā)硬發(fā)脆易破，在收放時(shí)嚴(yán)禁拉扯、扭曲、暴曬，以免造成破損，發(fā)現(xiàn)破損要及時(shí)更換，以免造成損失。四是在存放水管時(shí)，應(yīng)選擇陰涼干燥的環(huán)境，同時(shí)排除各級(jí)管道內(nèi)的積水，防止管道內(nèi)產(chǎn)生微生物造成滴水堵塞，凍脹破壞；冬季做好保溫措施，防止冬季溫度過(guò)低加速管道老化發(fā)脆。

4.4 大棚室內(nèi)溫度、濕度調(diào)控

目前有全自動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和人工控制。全自動(dòng)控制系統(tǒng)是根據(jù)所種植的作物種類、生長(zhǎng)習(xí)性等特點(diǎn)，事先設(shè)置好程序，定時(shí)定量給作物供水供肥，實(shí)現(xiàn)完全工廠自動(dòng)化。全自動(dòng)控制系統(tǒng)使用成本較高，對(duì)操作人員要求較高，需要進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有自動(dòng)裝置有自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器、智能水肥一體機(jī)、溫室采集控制系統(tǒng)等。半自動(dòng)控制適用于小型蔬菜大棚，一般是通過(guò)監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度、濕度等數(shù)據(jù)，按照作物的生長(zhǎng)情況給作物供水供肥。人工控制相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單易操作，人為開啟或關(guān)閉供水系統(tǒng)，造價(jià)低，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。大棚室內(nèi)溫度、濕度調(diào)控對(duì)作物的健康生長(zhǎng)至關(guān)重要，應(yīng)按作物生長(zhǎng)習(xí)性，合理調(diào)配溫度、濕度，作物生長(zhǎng)必須要有一定的濕度，過(guò)高過(guò)低都不利于作物正常發(fā)育。大棚室內(nèi)濕度一般控制在75%～90%，如濕度過(guò)大，易造成細(xì)菌滋生，此時(shí)應(yīng)控制滴灌，降低濕度。如濕度低于65%，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行噴霧，查看土壤濕度，確定是否需要滴灌。

5 結(jié)語(yǔ)

滴灌技術(shù)作為節(jié)水灌溉技術(shù)，大大降低了投入成本，具有省時(shí)、省力、高效的特點(diǎn)，廣泛在溫室大棚中使用，使溫室大棚更加高效、節(jié)能、環(huán)保，生產(chǎn)的蔬菜能達(dá)到綠色標(biāo)準(zhǔn)，更縮短了作物生長(zhǎng)周期，加快提升了蔬菜產(chǎn)量，一次投入反復(fù)使用，大大提高了農(nóng)民的收入。在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，滴灌技術(shù)為改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)耗水大的問(wèn)題提供了嶄新途徑，有利于水資源的高效利用，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，有利于傳統(tǒng)種植方式的變革，有利于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。近年來(lái)，武山縣日光溫室滴灌技術(shù)得到了大面積應(yīng)用，使用好、管理好這些滴灌工程，對(duì)進(jìn)一步降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、增加農(nóng)民收入具有十分重要的作用。