甘蔗节水灌溉发展及其研究

林美季

（广西上思县水库管理所 广西上思 535500）

甘蔗节水灌溉发展及其研究

林美季

（广西上思县水库管理所 广西上思 535500）

本文主要分析了甘蔗节水灌溉的几种技术，如：智能化灌溉、节水灌溉、微灌、肥水耦合灌溉，并分析其在甘蔗上的应用效果，对这些技术在广西省甘蔗生产中的促进作用进行了详细的探讨。

甘蔗；节水灌溉技术；肥水耦合；智能化灌溉

我国属于甘蔗的种植及产糖大国，年产量居世界第三位，目前旱地甘蔗的面积超过总种植面积的80%以上。但是我国的甘蔗栽培管理和灌溉技术过于落后，目前每年平均单产仅有63t/hm2，大大低于世界水平。面对近年来持续干旱，做好甘蔗种植的首要工作便是应对干旱，以提高甘蔗的产量，确保食糖的供给安全。

1 甘蔗需水的规律

对甘蔗生长的各阶段需水的规律、土壤供水的能力以及该地区降雨量和规律，进行了合理的分析，做好排灌工作，能够节约大量的水资源，以大幅度提高甘蔗的产量。甘蔗属于需水量较大的农作物，水分对甘蔗的产量有着重要影响。在甘蔗的萌芽期，需水量在其整个生育期中占8.4～18.1%，因此田间的土壤表层25cm以内的水分需要保持为田间最大持水量的55～70%；在甘蔗的分蘖期，其需水量在整个生育期中占15.4～21.7%，因此田间的土壤表层30cm以内的水分需保证在田间最大持水量的54.3～57.8%；在甘蔗的盛水器，田间土壤表层的40cm内水分需达田间土壤最大持水量的60%。

2 转变灌溉理念

我国传统灌溉的方法，在运输过程中会造成较大的水分浪费。灌溉用水的消耗量大造成水资源的大量浪费，灌溉的方法仅停留于浇地水平。所以，需掌握甘蔗不同生长时期的需水规律，以避免水分在运输过程中不必要的损失，保证能够对植物根系等容易吸收的位置进行定量的浇灌，以提高水资源的利用效率，从而节约水资源，将甘蔗灌溉从浇地转变为浇作物，以加强农田的有效灌溉面积，确保甘蔗的生产能力提高，达到保证作物安全，增加农民收入的效果。为了保证水资源的可持续发展，需改善灌溉的条件，增大冬季作物的规模，从而实现旱地、荒地的有效开发，进行大面积的冬种，改善农业生产的条件，以实现农民经济收入的提高，从而推动农村的经济发展，实现农民和自然环境的和谐发展。

3 加强蓄水集雨，做好雨水时空分布

我国存在较多地区是缺水地区，例如山东、山西、陕西、河北以及甘肃等北方地区，因此要做好旱坡地的雨水收集和利用工作。一般来说，部分地区年均降雨量达到800～1800mm，雨季降雨相对集中，但是时空分布较为不均，5～10月属于雨季，降雨量达到了全年降雨量的80%，坡地的面积较大，山区冬春出现干旱现象，雨季的水土流失现象十分严重。尽管部分地区的降雨量较大，但是对于水的合理利用方面相对落后。部分地区可通过修建水库或水窖以实现集雨灌溉，部分地区则采用滴灌技术，在甘蔗种植方面取得了较大的成绩。本地区的旱地甘蔗面积超过80%，而甘蔗是周年性生长作物，通过在甘蔗种植区域修建水库、高效节水灌溉设施或水窖等工程，合理的调整甘蔗种植区的水资源时空分布，以实现水资源的平衡供给，确保甘蔗的稳定丰产。

4 减少运输过程中的水分流失

为了有效的减少灌溉水的用量，需要采用合理的输水技术。借助渠道防渗、管道输水等技术，以减少水资源的跑漏水损以及田间灌水中深层的渗漏损失。渠道的防渗技术主要指的是借助混凝土护面、塑料薄膜以及浆砌石衬砌等多种的方法实施渠道的防渗处理，和土质渠道相比，渠道防渗技术能够减少60～90%的水分损失，加快输水的速度。管道输水的技术主要指的是采用塑料、混凝土等材料管道输水方式替代土渠输水，能够大量的减少水资源在输水中产生的渗漏及蒸发，输配水利用率能够达到95%。此外，还可以有效的提高输水的速度，减少渠道占地面积。节水灌溉主要是按照农作物的需水量，实施适量、均匀的灌溉，从而减少水的垂直入渗，促进农作物发育整齐。

5 甘蔗灌溉中智能化技术的应用

所谓智能化技术，主要指的是按照土壤吸水的能力、农作物的种类、农作物生长的阶段以及气候条件进行适时、适量、定位的农作物供水，从而提高农作物的产量以及经济效益。智能化灌溉的系统能够借助监测、信息以及数据处理等系统，对土壤的环境进行准确的测量，明确土壤含水量，当土壤缺水需要灌溉时，智能系统会自动发出信号，实施远程调控进行灌溉。随着全球的水资源日益紧缺，世界各地均在不断的探索节水灌溉的有效方法。部分先进国家均采用计算机、网络等方法进行控制以实现智能化灌溉，灌溉控制的精度和智能化程度不断的提高，可靠性不断增强，操作也日益简便。例如，美国德克萨斯州研究出的智能化节水灌溉技术，其能够随时测量土壤的湿度，自动进行农田浇水。

6 节水灌溉和微灌技术的主要应用

6.1 改进地面灌溉技术

地面灌溉近年来成为我国灌溉中最主要的方式。地面灌溉并不是所谓的“大水漫灌”，其指的是在土地平整的前提下，选择合理的灌溉技术并做好管理工作，从而保证田间水的利用率超过70%。我国多年来主要推广畦、沟灌输的技术，在确保土地平整的前提下，将大畦改成小畦，长沟改成短沟，以实现畦、沟规格的合理化，从而减少1/5～l/4的灌水量。

6.2 卷盘式喷灌的技术

一般情况下，卷盘式的喷灌机一般由三个部分组成，即卷盘动力驱动系统、喷灌小车以及卷盘机架和皮管。借助卷盘式的灌溉机属于较为节水的一种灌溉方法，其主要适合大面积灌溉，灵活方便，能够用于大田作物，如玉米、大豆、小麦以及蔬菜等的灌溉，使用寿命可达15年一项，和沟灌相比能够节约大于50%的数量，增产的效果也十分明显，一般能够增加1倍以上的产量，其灌溉设备的价格相对便宜。

6.3 滴灌技术

在节水灌溉中，滴灌技术相对普遍，若滴灌设备维护恰当则能连续使用10～20年左右。采用滴灌技术能够实现水分在土壤内均匀的扩散，以减少水分的蒸发及渗漏，提高水肥的利用率，用水效率能够超过85%。滴灌技术适用于水资源相对贫乏的地区，近年来被广泛的应用于粮食作物、蔬菜、水果及花卉等的种植上。我国的滴管技术在园艺作物以及棉花种植方面得到了广泛的应用，取得了明显的经济效益，应用前景广阔。

6.4 地下灌溉和膜下滴灌的技术

地下灌溉技术属于一种较为环保的灌溉技术，其能够有效的节约水资源，具有良好的开发前景，此种技术一般用于草地、果园、小麦、棉田、玉米以及蔬菜、花卉等方面的种植上，发展较快，应用面积也不断的增加。

膜下灌溉主要是采用地膜保水、保温的作用，同滴灌节水技术相结合，其灌溉量较小，灌水相对均匀，一般不会出现旱涝不均的问题，土壤中水、气相对和谐，土壤疏松不会发生板结，团粒结构保持较高，能够促进根系的生长发育。膜下滴灌积水在葡萄、番茄、西瓜、哈密瓜以及棉花等作物的种植上应用广泛，能够节约大量的水资源，同时达到增产的目的。地下滴灌和水溶肥互相结合，按照不同作物在不同时期的水肥要求，水肥同时灌溉，减少劳动力投入，以节约生产的成本。

7 肥水耦合灌溉的技术

在灌溉的过程中实现肥水耦合，能够提高肥料与水利用率，从而促进植物对肥料的转化吸收，按照不同作物在不同时期对于N、P、K的要求，研究出不同作物的肥水耦合模型，可推动干旱地区的农业发展。目前，肥水耦合在我国的玉米、辣椒以及柑橘等作物的种植上有了一定的进展。

7.1 有机肥和水的耦合

合理的使用有机肥，可以改善土壤的结构，大大增加土壤中的水含量。有机肥和水的耦合能够提高根系吸水的能力，而且能够给植物生长提供所需的养分。干旱、半干旱耕地使用有机肥能够提高作物抗旱的能力。经过试验表明，黄土高原地区采用肥水耦合灌溉技术能够起到良好的保水施肥效果，平均每公顷所使用的有机肥为11250kg，田间土壤表层0～60cm的土壤含水量比照增加了55mm，水分的利用率增加了22%，从而提高了该地区的农作物产量。

7.2 滴灌模式的肥水耦合

根据作物水肥的需求规律，滴灌条件下通过肥水耦合，可同时提高肥水的利用效率，目前已经有学者对滴灌条件下玉米肥水耦合进行了研究、建立了肥水耦合的数学模型；有研究表明，通过肥水耦合，能显著改善柑橘树体营养水平，并能显著节约肥料施用量；实施番茄肥水耦合与漫灌相比，N、P、K 肥料利用率分别提高 15.84、16.93、14.13 个百分点，水分生产效益提高4.79kg/m3，番茄增产27.12%，Vc含量也有所提高，减少了灌溉水用量和肥料投入，实现了棚菜生产高产优质低耗，提高了棚菜种植效益。但是，肥水耦合在甘蔗上的研究还未见报告，开展甘蔗肥水耦合研究，为解决甘蔗生产缺水的问题提供技术参考。

7.3 酒精废醪液的利用

巴西酒精废液的利用已有30多年的历史，大多数小型酒精厂的酒精废液处理是采用“肥灌法”，即直接将废液进行沟渠灌溉，或用槽车将废液运至田头地尾倾倒浇灌土地，以及“氧化塘排放法”，均起到明显的增产增糖作用。利用酒精废醪液灌溉，具有水肥两用的功能。在我国广西蔗区上思县、南宁金光农场、武宣黔江农场、柳州露糖监狱、扶绥县蔗区、龙州县蔗区、北海星星农场、百色右江区蔗区、隆安县蔗区、河池蔗区等，通过定量灌溉酒精废醪液，起到了较好的节水节肥作用。

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S274.1

A

1004-7344（2016）01-0109-02

2015-12-2

林美季（1968-），男，工程师，大专，主要从事水利水电工程建设管理工作。