南方林業(yè)育苗蔭棚節(jié)水技術(shù)

陳 衛(wèi)

（撫州市東鄉(xiāng)區(qū)林業(yè)局，江西東鄉(xiāng) 331800）

在林業(yè)生態(tài)建設(shè)背景下，為了進(jìn)一步提高水資源利用率，解決水資源供需矛盾問題，各地區(qū)實(shí)施高效節(jié)水灌溉策略，打造生態(tài)區(qū)節(jié)水灌溉示范性工程，對林地節(jié)水建設(shè)起到促進(jìn)作用，以此保證灌溉效率，最終實(shí)現(xiàn)高效用水?；诖?，文章主要以育苗蔭棚節(jié)水技術(shù)為例，分析當(dāng)前南方地區(qū)林業(yè)育苗灌溉方法，為相關(guān)部門提供一定的參考。

1 蔭棚節(jié)水技術(shù)的基本內(nèi)容

蔭棚從本質(zhì)上講，就是為林木幼苗提供遮陽的設(shè)施，支柱固定于地面，根據(jù)林木幼苗需光性、通風(fēng)性等需求差異，及時對溫室內(nèi)部進(jìn)行降溫、遮陽和通風(fēng)，同時在早春和晚秋季節(jié)也可以起到抗風(fēng)作用，保護(hù)幼苗免受霜凍危害。蔭棚主要分為臨時性和永久性兩種類型[1]。臨時性蔭棚搭建骨架多用竹材和木材，便于拆卸和架設(shè)，上方覆蓋塑料薄膜和草簾等遮陰物，下方鋪墊沙礫和爐渣；永久性蔭棚骨架則多用鋼制，以此提高蔭棚結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗風(fēng)性。

蔭棚節(jié)水技術(shù)共有蔭棚噴霧、蔭棚噴灌、蔭棚滴灌這3 種方式，統(tǒng)稱為蔭棚噴淋系統(tǒng)，與傳統(tǒng)大水漫灌式相比，該方式可以根據(jù)林苗實(shí)際需水量和育苗面積，合理調(diào)整霧化噴頭，并在智能控制器系統(tǒng)的支持下，對溫室育苗進(jìn)行加濕降溫，霧點(diǎn)更細(xì)更輕。同時在滴灌系統(tǒng)中，利用小噴嘴孔徑，避免過度灌溉問題的出現(xiàn)，保證按需定灌、按需澆水，以此實(shí)現(xiàn)水資源的合理利用，根據(jù)速生豐產(chǎn)林苗木特點(diǎn)，掌握灌溉頻率。

2 蔭棚節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用措施

文章主要以江西省撫州市東鄉(xiāng)區(qū)為例探究蔭棚節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用措施，撫州市位于江西省東部，屬于南方濕潤多雨季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫在17 ℃左右，受到季風(fēng)氣候的影響，夏季高溫多雨，7 月室外溫度可以達(dá)到29 ℃，降水量在1 800 mm 左右。由此可見，該地區(qū)雨熱同期，并且降水較為集中，在林業(yè)育苗過程中如果采用傳統(tǒng)種子育苗法，不利于幼苗成活，因此多采用溫室育苗法，培育1～2 年生幼苗，之后進(jìn)行定植和移栽，以此有效提高成活率。從這一層面來講，在春季搭設(shè)蔭棚，為幼苗營造良好的生長環(huán)境是非常必要且重要的，基于此，在“十四五”規(guī)劃元年，中央財政為撫州市林業(yè)局苗圃組培育苗制訂補(bǔ)助項目計劃，鼓勵其建設(shè)蔭棚鋼架主體，通過容器育苗培育方法，加大幼苗撫育建設(shè)，投入57.15 萬元安裝蔭棚網(wǎng)、遮陰鋼架和自動滴噴灌設(shè)施，打造現(xiàn)代化林業(yè)育苗大棚，在提高育苗實(shí)效性的基礎(chǔ)上，提高水資源利用率，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)水目的。文章主要以滴灌和噴灌這兩種方式為例，探究節(jié)水技術(shù)的具體應(yīng)用。

2.1 滴灌節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用

2.1.1 蔭棚搭設(shè)

滴灌技術(shù)主要應(yīng)用在苗床撫育中[2]。在前期蔭棚搭設(shè)中，應(yīng)確定大跨度和小跨度，以油茶育苗為例，小跨度在4 m 左右，大跨度在12～13 m 即可，蔭棚頂高7 m，肩高6 m，還可以設(shè)置外遮陽系統(tǒng)、內(nèi)遮陽系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)；技術(shù)人員需要配合完善內(nèi)部基礎(chǔ)工程，如灌溉系統(tǒng)和栽培床系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)降溫減濕和增溫增濕，始終以提高土地資源利用率為重心，做好設(shè)備選型；選擇合適的育苗方法，堅持科學(xué)性和實(shí)用性相結(jié)合的原則，打造節(jié)水、高效、安全、節(jié)能的育苗蔭棚。

2.1.2 遮陽系統(tǒng)

蔭棚的主要功能是遮陽，在內(nèi)遮陽系統(tǒng)中，可以通過濕度調(diào)節(jié)、溫度控制、遮陽節(jié)能等有效手段改善棚內(nèi)生態(tài)環(huán)境，如可以利用遮陽保溫幕對陽光進(jìn)行反射，與傳統(tǒng)遮陽法相比，該種遮陽方式不是吸收陽光，而是通過反射方式降低室內(nèi)光照度；尤其在炎熱的夏季，可以通過對太陽光進(jìn)行阻擋使棚內(nèi)空氣溫度相應(yīng)降低，但是陽光的漫反射仍然可以進(jìn)入到室內(nèi)，并均勻照射在油茶幼苗上，通過該種方法，室內(nèi)外溫差約為5 ℃，可以滿足油茶育苗對陽光的需求，減少地面輻射熱流失。在外遮陽系統(tǒng)中，遮陽高度約為6.8 m，可以阻隔大部分太陽輻射，避免其進(jìn)入室內(nèi)，對太陽輻射熱負(fù)荷進(jìn)行隔離，創(chuàng)造出理想的室內(nèi)溫濕度環(huán)境；并且在這一系統(tǒng)中，多采用齒輪齒條傳動，如果是鋼結(jié)構(gòu)，采用鋼索傳動幕，幕布沿開間方向流動，沿跨度方向運(yùn)行，用推桿拉動幕布一端，當(dāng)觸及開關(guān)時，實(shí)現(xiàn)自動收攏和展開。

2.1.3 栽培床設(shè)置和節(jié)水措施

在油茶幼苗培育過程中，首先應(yīng)該確定苗床規(guī)格和苗床面積，一般規(guī)格參數(shù)在1.6 m×56.0 m 左右，高度在0.6～0.8 m，單個苗床面積為90 m2，工作通道寬為60～120 cm。如果是油茶現(xiàn)代化培植基地和示范性工程項目，可以引入移動栽培架，以熱鍍鋅主體鋼架為主，實(shí)現(xiàn)苗床側(cè)傾或側(cè)翻，在自動化技術(shù)支持下，床面左右移動；也可以設(shè)置滾動式栽培架，長度約為12 m，直徑在2.5 m 左右，栽培架距地面高度0.20～0.25 m，與普通移動式栽培架相比，滾動式栽培架工作通道更加寬廣，為80～130 cm。如果是盆栽育苗，則可以在床面下設(shè)水池，通過浸盆方式供應(yīng)盆栽用水，但多數(shù)情況下，林業(yè)技術(shù)人員對于油茶幼苗均采用滴灌節(jié)水措施，補(bǔ)充油茶幼苗所需水分，具體節(jié)水方法如下。

2.1.4 節(jié)水措施

通過軟管滴灌方法，在不產(chǎn)生積水的情況下對油茶幼苗底部進(jìn)行濕潤，減少水分蒸發(fā)，也可以直接將軟管鋪設(shè)在作物根部，毛細(xì)管上的滴頭在動力系統(tǒng)和壓力系統(tǒng)的雙重作用下，將水均勻而緩慢地輸送到油茶根部，有利于植物生長，同時土壤水分始終處于非飽和狀態(tài)。軟管滴灌方法，堅持少灌勤灌原則，可以使得土壤疏松，透氣性更佳。在澆灌清水時，先將吸肥閥門關(guān)閉，之后打開水源閥門，逐漸加大主管道閥門打開率；如果是應(yīng)用水肥一體化管理技術(shù)，在打開施肥器吸管之前，關(guān)閉主管道閥門，接通水源之后，在壓力系統(tǒng)帶動下，把溶解性肥料施入油茶幼苗根部；當(dāng)施肥結(jié)束后還應(yīng)該打開閥門，繼續(xù)灌入清水，這一環(huán)節(jié)主要是將管道內(nèi)的肥料沖洗干凈；但是在使用水肥一體化滴灌技術(shù)時，應(yīng)該確保水中懸浮物顆粒直徑不能大于0.8 mm，保證水源清潔干凈。

2.1.5 節(jié)水效果

滴灌是室內(nèi)育苗使用最廣泛的灌溉技術(shù)之一，可以保證油茶幼苗灌溉均勻，及時供水；與大水漫灌式相比，節(jié)水效果較為顯著，總灌溉水量減少；與溝渠灌溉節(jié)水方法相比，節(jié)約率約為53%[3]。同時該種滴灌措施對地溫的影響較小，有利于保護(hù)室內(nèi)油茶幼苗生長環(huán)境；由于每次灌溉量較少，因此根部不會出現(xiàn)腐爛問題，降低病蟲害發(fā)生率；同時減少對土地資源的占用，降低灌溉工作強(qiáng)度，技術(shù)人員也可以將滴灌技術(shù)與水肥一體化技術(shù)相融合，將可溶性肥料放入滴灌系統(tǒng)中，根據(jù)油茶幼苗需肥特點(diǎn)，及時補(bǔ)充養(yǎng)分，并且每次輸入的養(yǎng)分容易被幼苗吸收，避免肥料浪費(fèi)。

2.2 噴灌節(jié)水技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)林苗生長到一定程度時，苗高、地徑和冠幅均出現(xiàn)不同程度的增長，因此不僅是根部需要水分，莖葉部也需要水源補(bǔ)給，此時更加適合使用噴灌系統(tǒng)對林木大苗進(jìn)行灌溉，在滿足油茶基礎(chǔ)水分所需的前提下，達(dá)到節(jié)水目的。其具體施工和應(yīng)用措施如下。

2.2.1 施工技術(shù)

本文所研究噴灌節(jié)水中的微噴灌技術(shù)，可以有效減少地表水分蒸發(fā)，提高灌溉水源利用率；通過局部高頻灌溉方式，使得油茶大苗根部和植株表面灌水均勻，促使大苗活動層土壤養(yǎng)分供給良好。在施工設(shè)計之前，技術(shù)人員應(yīng)確定灌溉水源，一般育苗蔭棚的灌溉水源多為地下水，將水流輸送到輸配水管網(wǎng)，之后經(jīng)過毛管、支管，將經(jīng)首部樞紐處理過的水源輸送到灌水器，最后通過微噴頭噴出。常規(guī)情況下，微噴灌水源設(shè)計保證率約為85%，灌溉水利用系數(shù)約為0.85。在施工前，技術(shù)人員應(yīng)確定土壤濕潤比和濕潤層深度，其中濕潤比為70%，濕潤深度為0.35 m，允許灌水強(qiáng)度約為15 mm·h-1。在確定總體施工布局和施工方案之后，設(shè)計凈灌水定額和灌水周期，確定一次性灌水延續(xù)時間和單井控制面積，之后進(jìn)行管路設(shè)計。通常情況下，管道采用PVC 材質(zhì)，水阻較小，并且易于安裝，與原鋼鍍鋅管道相比使用壽命更長，如2 000 m2的蔭棚，其噴淋管型號一般采用Φ25 mm，支管型號為Φ50 mm，主管型號為Φ75 mm，最大限度保證噴淋均勻，噴頭出水量差額不能高于1/10，水壓在0.4 MPa 以下。在噴淋管布置方法中，為了方便機(jī)具和人員移動，可以將噴淋管懸掛在棚架下，每兩條噴淋管為一組，懸掛高度為2 m 左右，或者將噴淋支管安裝在地下，安裝方法與滴灌節(jié)水技術(shù)類似，噴頭距地面1.0～1.1 m，依據(jù)噴淋有效半徑確定合適的噴頭選型；如果是大流量微噴，有效半徑約為1.5 m，流量為120～150 L·h-1。

2.2.2 技術(shù)應(yīng)用

技術(shù)人員可以利用高壓霧化系統(tǒng)和圍擋噴淋這兩種方式[4]。其中高壓霧化系統(tǒng)支持24 h 定時停啟，并且配備缺水自動保護(hù)裝置，對輸送的水源進(jìn)行5 層過濾，分別為進(jìn)水前置過濾、水箱一次過濾、二次過濾和出水再過濾，最終經(jīng)過噴頭內(nèi)置過濾，以此提高噴淋霧化精度，即使是長期使用也不會堵塞噴頭。如果是圍擋噴淋，每2 m 左右設(shè)置一個噴頭，噴頭為緊固型不銹鋼材質(zhì)，控制器和水泵為可移動式，在外部接入水源或水箱之后經(jīng)過全自動控制器，水源進(jìn)入到高壓水管，通過管道輸送，最終由噴頭噴出。

在噴淋方案的具體應(yīng)用中，如果培育速生豐產(chǎn)林幼苗，應(yīng)該根據(jù)幼苗的生長規(guī)律、需水條件、需肥條件、營養(yǎng)土狀況等，綜合調(diào)整噴淋系統(tǒng)參數(shù)。在油茶培育過程中，應(yīng)根據(jù)油茶在不同生長階段的需水特點(diǎn)，確定科學(xué)合理的噴淋方案，綜合考慮噴淋頻率、噴淋次數(shù)和噴淋時間，根據(jù)室內(nèi)溫度、苗床溫度、外部氣候條件、室內(nèi)濕度、平均水分蒸發(fā)量、植株養(yǎng)分流失和吸收量作為噴淋方案的參考依據(jù)，確保用最少的水量、最長的間隔周期，促使苗木生長健壯，提高其生長勢。該種方法與露天灌溉和溝畦灌溉方式相比，節(jié)水率在50%～65%[5]；同時苗木長勢較好，與一般蔭棚節(jié)水措施相比，水資源節(jié)約利用率為18%～23%[6]。由此可見，其節(jié)水效果良好，生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著，因此在今后工作中，相關(guān)林業(yè)部門應(yīng)該向廣大種植戶推廣蔭棚節(jié)水技術(shù)，創(chuàng)辦育苗示范區(qū)，打造噴灌、滴灌林業(yè)節(jié)水技術(shù)自動化工程，使得節(jié)水灌溉充分發(fā)揮效益，保障苗木早日出圃，為培育一級大苗打下基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

選擇微灌和噴灌方式可以根據(jù)林苗實(shí)際水分所需和育苗面積，合理調(diào)整霧化噴頭，有效減少地表水分蒸發(fā)，提高灌溉水源利用率。通過局部高頻灌溉方式，使得植株大苗根部和植株表面灌水均勻，促使大苗活動層土壤養(yǎng)分供給良好。與露天灌溉和溝畦灌溉方式相比，節(jié)水效果良好，生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。因此，在今后工作中，相關(guān)林業(yè)部門應(yīng)該向廣大種植戶推廣蔭棚節(jié)水技術(shù)，使得節(jié)水灌溉技術(shù)充分發(fā)揮效益。