節(jié)水灌溉技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

張振振

（本溪滿族自治縣農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 本溪 117100）

隨著農(nóng)業(yè)科學技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越普及。以精準灌溉和按需灌溉為主的機械節(jié)水灌溉技術(shù)，在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，使灌溉水利用率得到有效提升，對改善農(nóng)作物品質(zhì)和提高農(nóng)作物產(chǎn)量具有重要的現(xiàn)實意義。當前，機械節(jié)水灌溉技術(shù)及相關(guān)機械已成為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的裝備。

1 節(jié)水灌溉技術(shù)體系

節(jié)水灌溉根據(jù)供水條件和作物需水規(guī)律，精確控制灌溉用水量，有效提高灌溉水的利用效率，經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益顯著。從廣義來說，凡是能提高灌溉水利用率和效率的技術(shù)措施，均屬于節(jié)水灌溉技術(shù)體系的內(nèi)容。節(jié)水灌溉技術(shù)體系的組成見圖1。

圖1 節(jié)水灌溉技術(shù)體系Figure 1 Water-saving irrigation technique system

2 設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)用節(jié)水灌溉技術(shù)的必要性

在我國北方地區(qū)，主要利用設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)反季蔬菜、花卉等。溫室為半封閉的生態(tài)體系，濕度較高、風速較弱，土壤、水分、植物和空氣之間形成較為封閉的循環(huán)模式，環(huán)境的相對濕度較高，容易誘發(fā)多種病蟲害。同時，灌溉是設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中唯一的水資源來源，灌溉用水的消耗量較大，水利用率較低，導致我國水資源短缺的危機加劇。

以噴灌和微灌為主的機械節(jié)水灌溉技術(shù)，能夠精準控制作物的灌溉量，實現(xiàn)按需灌溉，可有效降低溫室內(nèi)的相對濕度，提升灌溉水的利用率和生產(chǎn)率。

3 設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)

目前，應(yīng)用于設(shè)施農(nóng)業(yè)的節(jié)水灌溉技術(shù)主要有噴灌技術(shù)、微灌技術(shù)、低壓管道輸水灌溉技術(shù)。其中微灌技術(shù)又分為滴灌、微噴、小管出流灌、滲灌等形式。

3.1 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)利用設(shè)備（動力機、水泵、管道等）或水的自然落差對水進行加壓、霧化并噴灑在土壤表面，是較為先進的節(jié)水灌溉技術(shù)之一。噴灌系統(tǒng)由水泵、動力機械、管道及噴頭組成，布置方式有固定、半固定式、移動式三種，其中半固定式應(yīng)用較多。

噴灌技術(shù)有以下優(yōu)點：1）不產(chǎn)生深層滲漏和地面徑流，減少灌溉用水量；2）減少田間渠道占地，土地利用率高；3）調(diào)節(jié)設(shè)施內(nèi)的溫度和濕度，減少病蟲害發(fā)生機率。

噴灌技術(shù)的缺點有：1）受風力影響較大。2）蒸發(fā)損失相對較大；3）設(shè)備及工程投資費用較大；4）大型噴灌設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作及維修技術(shù)要求高。

3.2 低壓管道輸水灌溉技術(shù)

低壓管道輸水技術(shù)是一種地面灌溉技術(shù)，其利用低壓輸水管道將水輸送至田間，可有效減少水分滲漏和蒸發(fā)損失，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成見圖2。在溫室生產(chǎn)中，管道灌溉可與其他灌溉系統(tǒng)結(jié)合使用。

低壓管道輸水灌溉技術(shù)有以下優(yōu)點：1）以管代渠，減少土渠占地，一般可減少占地2%左右；2）輸水速度快，省時省力；3）設(shè)備安裝簡單，投資少，運行費低；適應(yīng)性強，不受地塊大小和作物種植方式的限制；4）不堵塞，對水質(zhì)要求不高。

低壓管道輸水灌溉技術(shù)的缺點有：1）灌溉效率低，無法準確控制灌水量；2）不能隨灌溉施用肥藥。

3.3 微灌技術(shù)

微灌為一種局部灌水技術(shù)，是目前節(jié)水效果最好的灌溉技術(shù)。微灌利用低壓管道系統(tǒng)精確地將水、肥輸送到作物根區(qū)土壤，可滿足作物根系的蓄水要求，改善空氣濕度。但微灌的設(shè)施投入比較大，管理要求非常精細。

3.3.1 滴灌滴灌通過安排在管道上的滴頭，緩慢地將水準確、均勻地滴入作物根區(qū)的土壤，是最先進的溫室灌溉方式之一。設(shè)施農(nóng)業(yè)滴灌技術(shù)體系主要包括水源工程、日光溫室（或塑膜大棚）、灌溉首部樞紐（水泵、控制設(shè)備、施肥設(shè)備、過濾設(shè)備）、輸水管道、灌水器。滴灌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成見圖3。

圖3 滴灌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖Figure 3 Structural diagram of drop irrigation system

滴灌技術(shù)的地表土壤蒸發(fā)量小，用水精確、均勻，節(jié)水效果顯著。同時，其能夠改善溫室的濕度、溫度條件及土壤的水熱氣狀態(tài)。滴灌結(jié)合覆膜進行膜下灌溉，能夠使作物棵間水資源的蒸發(fā)量得到明顯減少，確保環(huán)境的濕度。

3.3.2 小管出流小管出流灌溉技術(shù)利用直徑4 mm的小塑料管與毛管連接作為灌水器，以細流（射流）局部濕潤作物附近土壤，是一種局部灌溉方式。其特點是抗堵塞性能強、澆地效率高、管理方便。

3.3.3 滲灌滲灌是一種地下微灌形式，利用埋入地表下30～40 cm的地下管道，使壓力水以滲流的形式濕潤作物周圍的土壤。其將滲灌管埋在地下，灌溉水直接送入作物根層土壤，灌溉速度較為緩慢，減少地表水蒸發(fā)和水土流失；據(jù)作物生長的需水量灌溉，使作物根部有足夠的水資源；灌溉合理均勻，用水量最少，水肥利用率最高。但其埋于地下的設(shè)備施工麻煩，不便于管理且投資大。

4 結(jié)語

近年來，以滴灌和微噴灌為主的機械節(jié)水灌溉設(shè)施，在干旱少雨地區(qū)應(yīng)用廣泛?？臻g信息技術(shù)和計算機模擬技術(shù)的發(fā)展，為節(jié)水灌溉技術(shù)的自動控制提供了技術(shù)基礎(chǔ)。精量灌溉在我國設(shè)施生產(chǎn)中有很大的發(fā)展空間，是節(jié)水灌溉工程技術(shù)的發(fā)展趨勢。