我国温室微灌技术的现状与展望

韩红亮 王雪梅

摘要我国的温室种植技术和微灌灌溉技术近些年发展较快，微灌技术的推广应用取得了良好的经济、社会效益。该文介绍了我国温室微灌技术的现实情况和微灌设备，说明了影响我国温室灌溉技术发展的主要因素，展望未来温室微灌技术的发展趋势。

关键词温室；微灌技术；现状；展望

中图分类号S275文献标识码A文章编号0517-6611（2015）24-302-02

作者简介韩红亮（1986- ），男，河北邢台人，助教，硕士，从事高职水利工程专业的教学与研究工作。

收稿日期20150629

相对于外界自然环境，温室有自己的特點，温室中风速相对较小、温度相对较高、湿度相对较大、且光照不如外部充分，温室上部有塑料膜或者玻璃罩覆盖，可将降雨阻止在室外，水分蒸发也比较弱[1]等，温室又具有可控性强、操作性强、产量高等优点，近些年温室种植发展较快，受到农民和地方政府的欢迎。研究表明，温室内部的腾发量比室外要低30%～40%，作物系数比室外要高[2]。

新形势下，我国水资源日益紧张，发展节水农业已成为全社会的普遍意识[3]。微灌逐渐引起人们的重视，微灌是按照作物需求，通过低压管道系统将水分送至灌水器，进而将水和养分以较小的流量输送到作物根部附近土壤的一种灌水模式。其与传统灌溉有明显的区别，传统灌溉流量大、耗损多、将水分全面地灌在地面上，浪费量大[3]。

1温室微灌技术概论

1.1我国温室微灌技术现状

根据灌水器不同可将微灌分为滴灌、渗灌、微喷灌和小管涌泉灌等4种类型。温室内常见的微灌技术有膜下滴管、微喷灌2种。

我国的微灌技术在实践方面仍处于起步阶段；对于传统的地面灌溉来说，虽然对灌溉水的利用效率仅有40%左右，但却处于主要地位[4]。其主要原因：一是起点低。过去技术不发达，经济发展落后，农业主要以传统的“靠天吃饭”模式为主。近些年，我国经济社会不断发展，为节水灌溉奠定了物质基础；二是我国过去发展节水灌溉的意识不强。近些年，由于水资源短缺，我国农业发展必须走节水型农业的道路；三是微灌技术微灌虽节水效果较好，还能够提高灌溉水利用效率和作物产量（尤其是经济作物能够增产20%～30%），但其对技术要求较高，成本也高，所以并没有成为主要的灌溉方式。随着人们越来越意识到节水的重要性，国家对农业节水灌溉越来越重视，投入也逐年增加[5]，各地迅速建立起了设施农业的示范点，部分示范点还安装了先进设备，这些设备中有的是国产的，也有从以色列、德国等发达国家进口的。在推广应用方面，各地政府因地制宜，推广适合当地的种植模式和品种，温室类型以日光温室为主，内设滴灌、微喷等设施，如江苏生宿迁市大力推广日光温室、将膜下滴灌作为主要的灌溉方式；再如，陕西杨凌农业创新园在设施农业示范点设置了大量日光温室，内设微喷、滴灌、膜下滴灌等设备，取得了良好的示范效果。不少地区的示范点还在温室内安装了自动监测仪器，实时监测温室内的温度、湿度、风速、日照强度等数据，为精准灌溉的研究提供了依据。为了进一步规范和加快温室微灌技术的发展，国家先后制定了微灌设备的技术标准和技术规范，研制开发出了一批新型的微灌设备，有力地推动了微灌技术的应用和发展[6]。

1.2温室微灌技术的特点

温室作为一个人工系统，可以人工进行光照、湿度、温度和气体的调节。温室的建设打破了传统农业的随季种植，可在全年生产各种蔬菜。通过人工增温、人工保温、人工降温等方式，为作物提供良好的温度环境，使作物在全生育阶段获取足够的积温。温室中可进行湿度调节，通过开启天窗、风机、湿帘等方式调节温室内的湿度。有的温室还可以进行人工补光、人工补气，达到了很高的水平。

温室微灌技术是将温室技术与微灌技术相结合的一种高效节水灌溉技术，是集设施、水利、农业、农机等多学科的综合性技术。利用管道系统供水，使灌溉水通过滴头、滴管带孔口或微喷头，小流量、均匀地浸润作物主根区域，使作物主要根系区的土壤一直处于较湿润的状态。其灌溉优势十分明显：（1）由于微灌属局部灌溉，只灌溉主根系区域，其他区域不灌，加上流量小、流速缓慢，十分省水；（2）一般来说，对于根系较小的土栽作物（如辣椒、草莓等），一株植物只配一个滴头；对于根系较大作物（如南瓜、西葫芦等），可采用环绕滴灌的形式，使用多个滴头同时灌溉；对于盆栽植物，可为几个盆配置2～4个滴头。从以上形式可以看出，相比传统灌溉，微灌灌水技术可获得更高的均匀度；（3）微灌采用的水质较好，可以将肥料溶解在水中，进行随水施肥，施肥均匀度较高；（4）微灌采用低压管道输水，减少了水量的沿程渗漏，节省水量；（5）微灌灌溉的设施比较完整，在一定程度上节省了人工，减低了生产成本。

1.2温室微灌系统及设备

（1）系统组成。微灌系统一般由水源工程、首部枢纽、施肥装置、输配水管网、灌水器（滴头或滴管带、微喷头、微喷带）、量测和保护装置等组成。水源工程，为保证水质，温室微灌水源以管井为主，不宜堵塞灌水器。灌溉水一般从首部枢纽经低压管道直接接入田间灌溉系统。输配水管网常采用树枝状布置形式，管材主要为塑料管或薄壁铝管。

（2）附属设备。微灌技术的附属设备主要有施肥装置、灌水器、量测和保护装置等。

常用的施肥装置有压差式施肥罐、文丘里注入器、射流式施肥器、注射泵。我国温室微灌近几年开始逐渐设置施肥器，且压差式施肥器使用较多，市场上施肥器的种类也较少，这在一定程度上降低了温室大棚的实际生产效能。

国内市场上的灌水器品种较多。就滴灌管来说，主要有两种：一种是国内设备生产的微管滴头、压力外偿滴头和简易内镶滴灌管等产品，此种产品质量不稳定，存在滴头堵塞、灌水均匀度不高和塑料老化等问题；另一种是引进以色列等国外技术和设备生产的滴灌管等，由于内镶滴头生产工艺复杂，技术精度较高，因此产品的价格较高，再加上品种规格较少，远远满足不了农业生产的需要。微喷的灌水器目前主要有单侧轮微喷头、双侧轮微喷头、折射式微喷头、旋转式微喷头等。

对于控制、测量与保护装置，有阀门、流量和压力调节器、流量表或水表、压力表、安全阀、进排气阀等。自动控制灌溉系统，国内成型的产品较少，大部分尚采用手动阀门来操作。

2温室微灌技术的发展与展望

随着计算机技术的发展，智能化节水灌溉技术正在迅猛发展。大棚蔬菜智能化种植将成我国农业的发展的趋势。在这方面已有例可循，如江苏省宿迁地区近几年大力发展生态农业，重点扶持温室蔬菜种植，目前，不少温室已经采用了智能化滴灌的灌水方式[7]。

2.1墒情自动监测和自动灌水技术

要实现智能化灌溉，一个重要的途径是对土壤的墒情变化进行监测和预报，以减少粗放式的灌水带来的水量浪费。目前较先进的监测方法是用传感器监测含水率，数据采集器将监测数据传到信号控制中心，控制中心判断是否需要灌水，当含水率降低到灌水下限时，仪器自动灌水，至灌水上限停止灌水。

2.2墒情预报技术

在墒情监测的基础上，通过现代数学方法，对土壤墒情进行预测，预测逐日的土壤含水率，结合作物的灌溉下限含水率，预测出灌水时间和灌水量，用来指导灌溉，这种在墒情监测前提下的墒情预报可直接为灌溉和抗旱、防旱服务。目前用的较多的墒情预报技术有水量平衡法、BP网络模型、衰减指数平滑模型、灰色预测模型等。

需要指出的是，墒情预报技术模型在温室微灌应用方面精度较高，但是计算较复杂，只有将墒情预报技术和计算机相结合，才能充分发挥其节水的优势。

2.3灌水的上下限

针对灌水上下限的研究，有利于精准灌溉。传统理论将田间持水量作为灌水上下限界定指标，但近些年的研究表明，田间持水量未必能全面正确地反映植物需水状态，如康跃虎等通过研究，表明采用滴灌对马铃薯进行灌溉时，土壤基质水势以-25 kPa左右为好，灌水频率以每天1次最优[8]。

3结论

随着我国水资源的日益紧缺和人民生活日益增长的物质需求，国内外的温室种植和微灌技术都取得了较快的发展。伴随着计算机技术的发展，温室微灌自动化灌溉技术必然成为未来农业的发展趋势。

参考文献

[1] 孙宁宁，董斌，罗金耀.大棚温室作物需水量计算模型研究进展[J].节水灌溉，2006（2）：16-19，23.

[2] 李宝农.保护地节水灌溉技术[M].北京：中国农业出版社，1995：24-25.

[3] 樊惠芳.灌溉排水工程技术[M].郑州：黄河水利出版社，2010：213-247.

[4] 李岩蕾.节水灌溉现状分析和發展措施探讨[J].农业科技与设备，2010（4）：94-96.

[5] 中共中央、国务院.关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见[EB/OL].（2015-02-02）http：//www.sh.xinhuanet.com/2015-02/02/c_133964284.htm.

[6] 金宏智，严海军，钱一超.国外节水灌溉技术发展分析[J].农业机械学报，2010，41（4）：59-61.

[7] 韩红亮，缴锡云，陆敏，等.蔬菜大棚墒情预报的衰减指数平滑模型[J].灌溉排水学报，2013，32（1）：131-133.

[8] 康跃虎，王凤新，刘士平，等.滴灌调控土壤水分对马铃薯生长的影响 [J].农业工程学报，2004（2）：66-72.