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1、浅论滴灌技术【摘要】在温室土壤-作物-环境连续体中，作物水分损 耗、吸收和 水分利用一直是研究的热点。在温室内，作物精量灌溉必须要考虑何时灌 和灌多少两个方曲的问题。对温室作物需水规律研究、温室作物灌溉决策 的定量指标研究、作物需水信息检测装置研究和温室设施湿度控制策略 研究方面对我国设施农业节水灌溉研究的现状进行了分析。最后，初步提 出了进一步研究的建议。【关键词】温室；设施农业；滴灌；滴灌带；水控制系统；需水信息; 湿度1前口农业发展进入了从传统农业向现代农业转化的新阶段，优质、高产、 高效已成为现代农业的发展方向。在这一过程中，设施农业发挥着重耍作 用。我国设施农业血积虽居世界首位，目前
2、全国设施园艺血积已超过210 万公顷，但产量仅为世界先进水平的1/3。其中的一个重要原因是设施内 灌溉技术落后，严重影响设施内的环境状况，使其未能充分发挥节水增产 的巨大作用。设施内的水分调控必须依据作物种类、品种和各生育期对设 施内空气湿度和土壤湿度的耍求进行适时、适量的调节控制oHillel指出, 节水灌溉理论研究的根本目的并非单纯节约用水，而是通过供水和其它环 境变量的优化提高劳动生产率。从这个意义上，国外更多把节水灌溉称为 如何高效用 水。节水农业的最终冃的是提高单位水资源的农业产出效率, 在农出尺度上就是提高作物对土壤水分的利用效率，即消耗单位土壤水量 而获得的经济产量。2 灌溉是温
3、室作物栽培中唯一水分来源，灌溉用水消耗量大温室设施是一个半封闭体系，与大田作物栽培相比较，湿度高，室 内风速度较低，水分-土壤-植物-空气有着独特的封闭性特点。因此，在 充分利用灌溉水效率基础上，按需 精量灌溉策略成为设施园艺作物水分 管理的重要内容，在一天中，根据环境条件决策灌多少（即灌溉量）、根 据作物需水信息决策什么时候灌（即灌溉时机）是温室作物生产灌溉管 理中需耍确定的两大基木问题。因此研究温室设施中作物节水灌溉理论与 技术，同时结合温室湿度控制策略，有效控制实施温室作物灌溉量，缓和 温 室高湿环境的矛盾，这对指导温室作物精量灌溉与按需灌溉，进一步 提高灌溉水的利用率和生产效率，改善温
4、室作物的生长环境，以及改善作 物品质与提高产量均具有十分重大的意义。3滴灌是利用塑料管道将水通过直径约lOnrni毛管上的孔口或滴头送 到作物根部进行局部灌溉（1）它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利 用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥, 提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉， 在干旱缺水的地方也 可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和 堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。冃前，国产设备已基本过关， 有条件的地区应积极发展滴灌。（2）接管道的固定程度，滴灌可分固定式、半固定式和移动式三种 类型。固定式滴灌，其各
5、级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优 点是操作简便、省工、省时，灌水效果好。国产设备亩投资约为700元 （果树）1400元（大棚蔬菜）。半固定式滴灌，其干、支管固定，毛 管由人工移动。亩投资为500元700元。移动式滴灌，其干、支、毛管 均由人工移动，设备简单，较半固定式滴灌节省投资，但用工较多。亩投 资为2m元500元。（3）结合我国劳动力多、资金缺乏的具体情况而研究开发的半固定 式、移动式滴灌系统，大大降低了工程造价，为滴灌在大田作物和经济欠 发达地区推广应用创造了条件。（4）水窖滴灌，是通过雨水集流或引用其它地表径流到水窖（或其 它微型蓄水工程）内，再配上滴灌以解决干旱缺水地区的农
6、田灌溉问题。 它具有结构简单、造价低、家家户户都能采用的特点。对于旱贫困山区实 现每人有半亩到一亩旱涝保收农川，解决温饱问题和发展庭院经济有重要 作用，应在干旱和缺水山区大力推广。（5）地下滴灌，是把滴灌管埋入地下作物根系活动层内，灌溉水通 过微孔渗入土壤供作物吸收。有的地方在塑料管上隔一定距离钻一个小 孔，埋入地下植物根部附近进行灌溉，群众俗称“渗灌”。（6）地下滴灌具有蒸发损失少、省水、省电、省肥、省工和增产效 益显著等优点,果树、棉花、粮食作物等均可采用。其缺点是,当管道间 距较大时灌水不够均匀，在土壤渗透性很大或地面坡度较陡的地方不宜 使用。市投资为400元1000元。其效益为：节水5
7、0%60%；省电40%50%；增产30%左右。4 滴灌技术4. 1节水、节肥、省工。滴灌属全管道输水和局部微量灌溉，使水分 的渗漏和损失降低到最低限度。同时，又由于能做到适时地供应作物根区 所需水分，不存在外围水的损失问题，乂使水的利用效率大大提高。灌溉 可方便地结合施肥，即把化肥溶解后灌注入灌溉系统，由于化肥同灌溉水 结合在一起，肥料养分直接均匀地施到作物根系层，真正实现了水肥同步, 大大提高了肥料的有效利用率，同时又因是小范围局部控制，微量灌溉， 水肥渗漏较少，故可节省化肥施用量，减轻污染。运用灌溉施肥技术，为 作物及时补充价格昂贵的微量元素提供了方便，并可避免浪费。滴灌系统 仅通过阀门人
8、工或自动控制，又结合了施肥，故又可明显节省劳力投入， 降低了生产成本。4. 2控制温度和湿度。传统沟灌的大棚，一次灌水量大，地表长时间 保持湿润，不但棚温、地温降低太快，回升较慢，且蒸发量加大，室内湿 度太高，易导致蔬菜或花卉病虫害发生。因滴灌属于局部微灌，人部分土 壤表面保持干燥，且滴头均匀缓慢地向根系土壤层供水，对地温的保持、 冋升，减少水分蒸发，降低室内湿度等均具有明显的效果。采用膜下滴灌, 即把滴灌管（带）布置在膜下，效果更佳。另外滴灌由于操作方便，可实 行高频灌溉，且出流孔很小，流速缓慢，每次灌水时间比较长，土壤水分 变化幅度小，故可控制根区内土壤能够长时间保持在接近于最适合蔬菜、
9、花卉筹生长的湿度。由于控制了室内空气湿度和土壤湿度，可明显减少病 虫害的发生，进而又可减少农药的用量。4.3保持土壤结构。在传统沟畦灌较大灌水量作用下，使设施土壤受到较多的冲刷、压实和侵蚀, 若不及时中耕松土，会导致严重板结，通气性下降，土壤结构遭到一定程 度破坏。而滴灌属微量灌溉，水分缓慢均匀地渗入土壤，对土壤结构能起 到保持作用，并形成适宜的土壤水、月巴、热环境。四、改善品质、增产增 效由于应用滴灌减少了水肥、农药的施用量以及病虫害的发生，可明显 改善产品的品质。总之，较之传统灌溉方式，温室或大棚筹设施园艺采用 滴灌后，可大大提高产品产量，提早上市时间，并减少了水肥、农药的施 用量和劳力等
10、的成本投入，因此经济效益和社会效益显著。设施园艺滴灌 技术适应了高产、高效、优质的现代农业的要求，这也是其能得以存在和 大力推广使用的根木原因。4.4滴灌带是利用塑料管(滴灌管)道将水通过直径约lOimn毛管上的 孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。是通过出流孔口非常小入的滴头 或滴灌带，把水一滴一滴地均匀而缓慢地滴在作物根部附近的土壤中。滴 灌带的作用：它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水 的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合 施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚 灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是
11、滴头易结 垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。冃前，国产设备已基本过 关，有条件的地区应积极发展滴灌。5 滴水器滴水器是滴灌系统的核心，要满足以下要求：(1)有一个相对较低而 稳定的流量在一定的压力范围内，每个滴水器的出水口流量应在28升/ 小时之间。滴头的流道细小，直径一般小于2毫米，流道制造的精度要求 也很高，细小的流道差别将会对滴水器的出流能力造成较大的影响。同时 水流在毛管流动中的摩擦阻力降低了水流压力，从而也就降低了末端滴 头的流量，为了保证滴灌系统具有足够的灌水均匀度，经验上一般是将系 统中的流量差限制在10%以内。(2)大的过流断面为了在滴头部位产生较 大的压力损失和一个较
12、小的流量，水流通道断面最小尺寸在0.31.0毫 米之间变化。由于滴头流道较小，所以很容易造成流道堵塞。如若增大滴 头流道，则需加长流道，为此，研究出了多种滴水器。滴水器的分类及特点。由于滴水器的种类较多，其分类方法也不相同:5. 1按滴水器与毛管的连接方式分。5.1.1管间式滴头：把灌水器安装在两段毛管的中间，使滴水器本身 成为毛管的一部分。例如，把管式滴 头两端带倒刺的接头分别插入两段 毛管内，使绝大部分水流通过滴头体内腔流向下一段毛管，而很少的一部 分水流通过滴头体内的侧孔进入滴头流道内，经过流道消 能后再流出滴 头。管间式滴头与毛管的连接方式。5.1.2管上式滴头：直接插在毛管壁上的滴水
13、器，如旁播式滴头、孔 口式滴头等，它们与毛管的连接方式。5. 2按滴水器的消能方式不同分。5.2.1长流道式消能搞水器：长流道式消能滴水器主要是靠水流与流 道壁之间的摩擦耗能来调节滴水器出水量的大小，如微管、内螺纹及迷宫 式管式滴头等，均属于长流道式消能滴水器。5.2.2孔口消能式滴水器：以孔口出流造成的局部水头损失来消能的滴水器，如孔口式滴头、多孔毛管等均属于孔口式滴水器。5.2.3涡流消能式滴水器：水流进入滴水器的流室的边缘，在涡流的 中心产生一低压区，使中心的出水口处压力较低，因而滴水器的出流量较 小。设计良好的涡流式滴水器的流量对工作压力变化的敏感程度较小。5. 2. 4压力补偿式滴水
14、器：压力补偿式滴水器是借助水流压力使弹性 体部件或流道改变形状，从而使过水段面面积发生变化，使滴头出流小而 稳定。压 力补偿式滴水器的显著优点是能自动调节出水量和自清洗，出 水均匀度高，但制造较复杂，为常用的压力补偿式滴水器。5.2.5滴灌管或滴灌带式滴水器：滴头与毛管制造成一整体，兼具配 水和滴水功能的管（或带）称为滴灌管（或滴灌带）。按滴灌管（带）的 结构可分为内镶式滴灌管和薄壁滴灌带。使用滴灌带的注意事项。（1）滴灌的管道和滴头容易堵塞，对水质要求较高，所以必须安装 过滤器。（2）滴灌不能调节田间小气候，不适宜结冻期灌溉，在蔬菜灌溉中 不能利用滴灌系统追施粪肥。（3）滴灌投资较高，要考虑
15、作物的经济效益。（4）滴灌带的灼伤。注意在铺设滴灌带时压紧压实地膜，使地膜尽 量贴近滴灌带，地膜和滴灌带Z间不要产生空间。避免阳光通过水滴形成 的聚焦。播种前要平整土地，减少土地多坑多 洼现象。防止土块杂石杂 草托起地膜，造成水汽在地膜下积水形成透镜效应，灼伤滴灌带。铺设时 可将滴灌带进行潜埋，避免叫焦点灼伤。5.3根据滴灌工程中毛管在田间的布置方式、移动与否以及进行灌水 的方式不同，可以将滴灌系统分成以下3类。5.3.1地面固定式滴灌系统。毛管布置在地面，在灌水期间毛管和灌 水器不移动的系统称为地血固定式系统，目前绝大多数采用这类系统。应 用在果园、温室、人棚和少数大田作物的灌溉中，灌水器包
16、括各种滴头和 滴灌管、带。这种系统的优点是安装、维护方便，也便于检杳土壤湿润和 测量滴头流量变化的情况；缺点是毛管和灌水器易于损坏和老化，对出间 耕作也有影响。5.3.2地下固定式滴灌系统。将毛管和灌水器（主要是滴头）全部埋 入地下的系统称为地下固定式系统，这是在近年来滴灌技术的不断改进和 提高，灌水器堵塞减少后才出现的，但应用面积不多。与地面固定式系统 相比，它的优点是免除了毛管在作物种植和收获前后安装和拆卸的工作， 不影响田间耕作，延长了设备的使用寿命；缺点是不能检查土壤湿润和测 量滴头流量变化的情况，发牛问题维修也很困难。5.3.3移动式滴灌系统。移动式滴灌系统。塑料管固定在一些支架上, 通过某些设备移动管道支架。另一种是类似时针式喷灌机，绕中心旋转 的支管长200米，由五个塔架支承。以上属于机械移动式系统。人工移动 式滴灌系统是支管和毛管由人工进行昼夜移动的一种滴灌系统
