赤峰市膜下滴灌技術(shù)分析

畢海英

(赤峰市三座店水庫(kù)管理局，內(nèi)蒙古赤峰024039)

0 前言

滴灌技術(shù)是當(dāng)今世界上最節(jié)水的一種與機(jī)械化配套、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，特別適宜于果樹(shù)、蔬菜、設(shè)施農(nóng)業(yè)和干旱地區(qū)生態(tài)環(huán)境治理、大田行播作物種植的一種現(xiàn)代化精準(zhǔn)灌水技術(shù)，是微灌最主要組成部分。

伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和水資源的緊缺，滴灌技術(shù)作為一項(xiàng)科技含量高，涉及多學(xué)科的邊緣技術(shù)，其發(fā)展日新月異，普及應(yīng)用的速度大大加快［1］。特別是在最近幾年我國(guó)的滴灌面積迅速擴(kuò)大，僅赤峰市在2011實(shí)施膜下滴灌面積就達(dá)80 000 hm2。

1 膜下滴灌技術(shù)的內(nèi)涵

膜下滴灌基本原理是將滴灌系統(tǒng)的末級(jí)管道和灌水器的復(fù)合體，通過(guò)改裝后的播種機(jī)在拖拉機(jī)的牽引下，布管、鋪膜與播種一次復(fù)合作業(yè)完成，然后按與常規(guī)滴灌系統(tǒng)同樣的方法將滴灌帶與滴灌系統(tǒng)的支管相連接。

灌溉時(shí)，有壓水通過(guò)滴灌帶上的灌水器變成細(xì)小水滴，根據(jù)作物的需要，適時(shí)適量地向作物根系內(nèi)供應(yīng)水分和養(yǎng)分，是目前世界上最為先進(jìn)的灌水方法之一，膜下滴灌技術(shù)的內(nèi)涵概括起來(lái)有以下3點(diǎn):

1)覆膜和滴灌兩者缺一不可:膜下滴灌是覆膜栽培技術(shù)和滴灌技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，兩者相互補(bǔ)償、揚(yáng)長(zhǎng)避短、缺一不可;膜下滴灌有效解決了常規(guī)覆膜栽培時(shí)生育期無(wú)法追施肥料而產(chǎn)生的早衰問(wèn)題，大大減輕了常規(guī)地面灌溉地膜與地面黏連接膜難造成的土壤污染問(wèn)題;滴灌帶上覆膜，大大減少濕潤(rùn)土體表面的蒸發(fā)，降低灌溉水的無(wú)效消耗，使滴灌灌水定額進(jìn)一步降低。

2)采用性能符合要求、價(jià)格低廉的一次性滴灌帶:膜下滴灌技術(shù)的關(guān)鍵，必須有性能符合要求，價(jià)格低廉的滴灌帶;膜下滴灌技術(shù)之所以得到快速推廣，關(guān)鍵在于滴灌帶實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，對(duì)于規(guī)?；筇镛r(nóng)業(yè)而言“一次性”的優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格低、堵塞幾率小，避免了多年使用滴灌帶的老化問(wèn)題和難度極大的保管及重新鋪設(shè)問(wèn)題［2］。

3)布管、鋪膜與播種一次復(fù)合作業(yè)完成:特別適用于機(jī)械化大田作物栽培膜下滴灌技術(shù)的最大特點(diǎn)是布管、鋪膜與播種一次復(fù)合作業(yè)完成，特別適用于機(jī)械化大田作物栽培;膜下滴灌技術(shù)是促進(jìn)農(nóng)業(yè)向規(guī)?；C(jī)械化、自動(dòng)化、精準(zhǔn)化方向發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)措施，是實(shí)現(xiàn)干旱區(qū)大田作物農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。

2 膜下滴灌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

膜下滴灌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

2.1 節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)農(nóng)藥、節(jié)地

膜下滴灌可將水溶性肥料和農(nóng)藥隨滴灌水流直接送達(dá)作物根系部位，肥料可以少施勤施，便于作物吸收，同時(shí)減少了由于淋溶、雜草生長(zhǎng)和流失造成的肥料損失，肥料和農(nóng)藥的利用效率高，平均可節(jié)約肥料20%，有的達(dá)40%以上;可省農(nóng)藥10%以上，殺蟲(chóng)效果好，不易傷及害蟲(chóng)天敵。此外還能減輕化肥、農(nóng)藥對(duì)土壤、環(huán)境的污染。

膜下滴灌系統(tǒng)有埋入地下或鋪設(shè)與地表輸水管道代替原來(lái)占地的農(nóng)渠及毛渠，因此，一般可省地5% ～7%。

2.2 保土、保肥、增溫、調(diào)溫

膜下滴灌可有效避免土肥流失。據(jù)測(cè)定，常規(guī)溝灌在地面坡度為8%的中壤土田塊上，灌水溝長(zhǎng)度為100 m時(shí)，溝尾流出的水中泥沙含量為12.4 g/L，灌水溝上游沖深可達(dá)8～15 cm，沖寬15～30 cm;當(dāng)?shù)孛嫫露葹?.5‰時(shí)，溝灌土壤中速效氮含量灌后比灌前減少24.4 mg/kg。膜下滴灌由封閉管網(wǎng)輸水，通過(guò)滴灌帶上的灌水器直接將水肥輸送到作物根部附近土壤中，可水、肥同步，不會(huì)產(chǎn)生任何土、肥流失現(xiàn)象［3］。

膜下滴灌苗期具有明顯的增溫作用。據(jù)農(nóng)業(yè)科研單位對(duì)膜下滴灌地和覆膜溝灌地播種后連續(xù)30 d膜下5 cm地溫測(cè)定，滴灌地比覆膜溝灌地平均每天高0.9～0.92℃，30 d積溫高27.0～27.6℃對(duì)苗期的生長(zhǎng)十分有利。

2.3 節(jié)省人工和機(jī)力，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

滴灌標(biāo)志著傳統(tǒng)的地面灌水技術(shù)走向管道化和有壓輸水，使農(nóng)工從繁重的地面灌作業(yè)中得到解放，為灌溉自動(dòng)化開(kāi)辟了道路。玉米膜下滴灌布管、鋪膜、膜上點(diǎn)播由改裝的播種機(jī)一次完成，通過(guò)管網(wǎng)系統(tǒng)隨水施肥，施藥，無(wú)需修渠、打埂、平埂、人工澆地、中耕松士、鋤草、人工或機(jī)械施肥等，大大節(jié)省了人工和機(jī)力，使玉米田的人工管理定額大幅度提高，同時(shí)，灌溉時(shí)不妨礙其他任何農(nóng)事活動(dòng)，因此，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到顯著提高。

常規(guī)灌溉種植玉米，一個(gè)勞動(dòng)力最多只能管理2 hm2;而膜下滴灌玉米，一個(gè)勞動(dòng)力可管理6～8 hm2，提高3～4倍。若灌溉水源為井水，單井的規(guī)模效益也將大大提高。常規(guī)灌溉情況下，出水量80 m3/h的機(jī)井，每日只能承擔(dān)20.00～36.67 hm2的用水;而下滴灌同一口井可滿足46.67～53.33 hm2的玉米用水。因此，膜下滴灌技術(shù)有利于發(fā)揮規(guī)模經(jīng)營(yíng)效益，有效緩解國(guó)家農(nóng)場(chǎng)普遍存在的地多人少的矛盾，使職工增收、企業(yè)增效。例如:新疆某家庭農(nóng)場(chǎng)，2000年采用膜下滴灌植棉技術(shù)后，承包面積由上年的43.33 hm2增加到63.33 hm2，單產(chǎn)籽棉由上年的4 185 kg/hm2提高到5 055 kg/hm2，效益由上年的5 616元/hm2提高到了7 512元/hm2，年總收入47.6萬(wàn)元，比上年增加23.3萬(wàn)元。該團(tuán)張合全家庭農(nóng)場(chǎng)，2000年采用膜下滴灌植棉技術(shù)后，承包面積由上年的18 hm增加到36 hm2，單產(chǎn)籽由上年的3 090 kg/hm2提高到4 269 kg/hm2，效益由1999年的2 520元/hm2，提高到5 427元/hm2，年總收入19.5萬(wàn)元，比1999年增加15萬(wàn)元。

2.4 提高品質(zhì)、增加產(chǎn)量

膜下滴灌是一種可控性較強(qiáng)的局部灌溉技術(shù)，采用膜下滴灌，農(nóng)藥、化肥施用量減少，土壤污染減小。根據(jù)赤峰市節(jié)水灌溉建設(shè)部門(mén)調(diào)查，膜下滴灌玉米田一般可增產(chǎn)10% ～20%，在低產(chǎn)田上膜下滴灌玉米田可增產(chǎn)25%以上。根據(jù)玉米膜下滴灌田2000年的調(diào)查資料，玉米平均增產(chǎn)858 kg/hm2，增產(chǎn)率為23.4%根據(jù)試驗(yàn)資料，膜下滴灌玉米田較溝灌增產(chǎn)18.4% ～39.0%，平均增產(chǎn)率為25.3%。

2.5 降低生產(chǎn)成本

玉米膜下滴灌可有效降低生產(chǎn)成本，主要表現(xiàn)在節(jié)水、節(jié)地、省工、省機(jī)力和提高肥效上。首先，采用滴灌后，地里不需修農(nóng)渠和毛渠，也不需打埂。據(jù)實(shí)測(cè)，可節(jié)少田間農(nóng)、毛渠和埂子占地5% ～7%，還可節(jié)省開(kāi)溝、修渠、打埂、追肥、中耕、除草的機(jī)械費(fèi)、人工作業(yè)費(fèi)。

同時(shí)，滴灌施肥，施藥和化控是隨水入施，即通過(guò)封閉管網(wǎng)將可溶性肥料、藥物和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑輸送到作物根部附近土壤中，不會(huì)產(chǎn)生肥料流失和深層滲漏。因此，施肥、放藥和化控均勻度和肥、藥利用率都比常規(guī)灌溉要高。根據(jù)調(diào)查資料，玉米膜滴灌降低生產(chǎn)成本1 334元/hm2。

2.6 防治鹽堿，適應(yīng)鹽堿能力強(qiáng)

膜下滴灌不產(chǎn)生深層滲漏，能有效避免地下水位上升，遏制土壤次生鹽漬化的發(fā)生。

同時(shí)由于地膜覆蓋，棵間蒸發(fā)減少，能有效減輕地面返堿。在設(shè)計(jì)滴灌系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)滴灌條件下水鹽的運(yùn)移規(guī)律和不同土質(zhì)地、土層結(jié)構(gòu)合理選擇滴灌帶上的灌水器流量和間距并制定科學(xué)的滴灌制度，既可達(dá)到較好的洗鹽效果，治理鹽堿，又可促使作物正常生長(zhǎng)，取得較高的產(chǎn)量。

在鹽堿地上采用膜下滴灌種植玉米，在滴灌帶選型、布設(shè)灌溉制度合理的情況下，可在玉米根系周?chē)纬甥}分淡區(qū)，在濕潤(rùn)峰外圍及膜間形成鹽分積累區(qū)有利于玉米苗的成活和生長(zhǎng)。根據(jù)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果，在0～100 cm土層平均鹽量2.2%的重鹽堿地上，經(jīng)過(guò)3 a年連續(xù)膜下滴玉米，土壤鹽分逐年減少，玉米產(chǎn)量逐年提高。近幾年的生產(chǎn)實(shí)踐也證明，玉米膜下滴灌在中度鹽堿地上能獲得較高產(chǎn)量，這對(duì)鹽堿地的改良和利用，特別是耕地緊缺地區(qū)意義重大。

2.7 有較強(qiáng)的抗災(zāi)能力

因?yàn)橛衩啄は鹿喔饶苁褂衩赘祵油寥朗冀K保持最佳的水、肥、氣、熱狀況，實(shí)測(cè)資料表明，膜下灌溉玉米的各項(xiàng)指標(biāo)均較地面灌溉的玉米為優(yōu)，因此，抵御自然災(zāi)荒如凍害、低溫等能力較強(qiáng)。實(shí)例證明氣溫驟降，造成玉米大幅度減產(chǎn)，而膜下灌溉玉米減產(chǎn)幅度普遍明顯低于常規(guī)灌溉玉米。

2.8 綜合效益顯著

膜下滴灌具有節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)農(nóng)藥、節(jié)省工、增產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)。膜下灌溉技術(shù)的大面積應(yīng)用能大幅度的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品品質(zhì)，增強(qiáng)玉米的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，能帶動(dòng)塑料、化工、機(jī)械、電子等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，引發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面一系列變革，使大量勞動(dòng)力從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中解放出來(lái)從事其他產(chǎn)業(yè)，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，使職業(yè)增收、企業(yè)增效，經(jīng)濟(jì)的繁榮和社會(huì)的安定都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3 結(jié)語(yǔ)

采用膜下滴灌技術(shù)后，灌溉定額大大降低，可減少或避免灌溉對(duì)地下水的補(bǔ)給，抑制地下水位上升，有效防治土壤次生鹽漬化。膜下滴灌能有效的利用和改良重鹽堿地，減輕化肥、農(nóng)藥對(duì)土壤和地下水的污染。

膜下灌溉技術(shù)的大面積應(yīng)用，可大量減少地表水的引用量和地下水的開(kāi)采量，具有涵養(yǎng)水源，維護(hù)生態(tài)平衡、改善生態(tài)環(huán)境的功效。可利用節(jié)約的水種植經(jīng)濟(jì)林或牧草，發(fā)展林、果、草、牧業(yè)，形成復(fù)合性農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

［1］水利部農(nóng)村水利司.節(jié)水灌溉技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，1998.

［2］馬耀光，張寶軍，羅志成.旱地農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［3］尉紅俠，張曉利，黃志剛.膜下滴灌技術(shù)效益分析與推廣建議［J］. 水利水電技術(shù)，2007，38(04):82-83.