朝阳地区膜下滴灌技术应用浅析

曲霞（朝阳市阎王鼻子水库工程建设管理局　辽宁　朝阳　122000）

朝阳地区膜下滴灌技术应用浅析

曲霞
（朝阳市阎王鼻子水库工程建设管理局辽宁朝阳122000）

本文对膜下滴灌技术具体应用进行了综合性分析，介绍了膜下滴灌系统构成、技术优点及其工作的基本流程，结合朝阳地区农业灌溉情况相关技术应用进行了探讨，以供参考。

农业灌溉；膜下滴灌技术；增产增收；节水

1　前言

朝阳位于辽西腹地，处北温带大陆性季风气候区，属于典型半干燥半湿润易干燥地区，四季分明，雨热同季，日照充足，日温差较大，降水偏少，年降水量为450mm～580mm，水资源较为匮乏，具有十年九旱的特点。农业环境极其恶劣，经常出现春旱、伏旱等。相关统计表明朝阳多年平均水资源总量为15亿m3，人均占有水资源量仅为440m3，仅为全国人均占有量的20%，可供水量已经无法满足农业日益发展需求。另外，传统农业灌溉方式会导致水资源过度浪费，造成水资源供应不足情况进一步恶化。为提升农业水资源利用率，必然要对传统灌溉方式进行完善，通过发展节水滴灌技术来提升水资源利用率，以此解决农业种植缺水问题。

2　膜下滴灌系统构成及工作流程分析

膜下滴管技术是一套综合性的现代农业技术，采取滴头、滴灌管（带）等灌水器将压力水管网以滴水或细小水流的方式湿润作物根区部分土壤［1］。这种滴灌方式可有效控制水流渗漏及流失，在此基础上结合覆膜技术可进一步降低作物棵间土壤的水分蒸发，从而实现水肥共流。另外，膜下滴灌具备了保墒、保温的功能，并具有增加地温的效果［2］。采取膜下滴灌技术可有效改善作物光照条件，保证作物生长质量，并促使作物高产增收。

2.1膜下滴灌系统构成

膜下滴灌主要由水源工程、首部工程、管路系统及灌水器四部分构成：（1）水源工程。水源工程是灌溉用水的直接来源，它不仅涵盖了水井、坝、提水站及水库，同时也包括河流引水闸及相关输配电工程。（2）首部工程。首部工程主要作用是向管网输水，可给予充足压力。同时可对水中杂质进行过滤，并将化肥随灌溉自动施入作物［3］。其主要构成包括水泵、动力设备、施肥装置、过滤器、计量表及保护设备等，具体如图1所示。（3）管路系统。该系统主要用于田间水源输配，主要由主管、分干管、支管、管道连接件及闸阀等控制运行设备构成。（4）灌水器。灌水器可将管网水流与肥料直接滴至作物根部，主要由滴灌带和滴头两部分构成。

2.2滴灌系统工作流程

灌溉水经过水泵等设备设施加压净化处理过后进入输配水管网，由灌水器滴入作物根层土壤。主体流程为：水源（水泵供水加压）施肥装置→过滤器→干管（地埋）→分干管（地埋）→支管（地表）→滴灌带（地面或膜下）或滴头［4-5］。

图1　滴灌系统首部工程示意图

3　膜下滴灌技术优点

膜下滴灌技术具备以下优点：（1）节水。采取膜下滴灌技术可对作物根系进行有效湿润，并可湿润周围土壤。单个滴头湿润有效半径超过40cm，与传统灌溉方式比较，可节水40%以上，从而提升水资源利用率。（2）节电。由于灌溉用水量的减少，相比地面漫灌方式提水所需耗电量也相应减少，采用膜下滴灌每亩的耗电量较传统灌溉约节省50%以上。（3）节地。采取地下输水管道与滴灌替换毛渠及畦埂，有效提升了耕地面积，土地利用率可提升5%以上［6］。（4）省药。在灌溉过程中由于灌溉水通过管道密闭输送，可有效防治病虫害借由水传播。与此同时，滴灌地表无积水，降低了田间相对湿度，可有效控制害虫滋生，降低了农药使用量（节约15%至20%）。（5）省肥。在膜下滴灌技术应用过程中，通常会把可溶性肥料溶于施肥罐中，随水注入作物根区同时也可渗透于周围土壤，有效降低了追肥量。整体施肥量降低30%以上。（6）省工。膜下滴灌技术播种时均由机械完成，大幅度提升了播种效率。膜下滴灌种植免铲免耥，省了铲、耥等工具的使用；膜下滴灌又不需要人工平整土地和修渠打畦，有效降低了人工成本［7］。（7）增产。通过膜下滴灌技术可明显增强水肥耦合效应，促使土壤通透性增加，使得水资源、土肥资源等得到充分利用，从而改善作物生长环境。以笔者所在城市为例，传统灌溉条件下，朝阳市建平县及喀左县玉米亩产为500kg至600kg，而改良为膜下滴灌后，玉米每亩增产300kg，亩产量可达800kg至900kg，增产率高达50%以上。（8）增收。在采取滴灌技术后，朝阳市建平县节约化肥用量7～8kg/亩，土地利用率提高3%～5%，玉米增产200kg/亩，玉米按2元/kg计算，每亩地可增加产值400元；人工、化肥、节电、地膜回收4项可实现平均节约成本＞240元/亩；扣除农民自筹的农膜、滴灌带和除草剂增加的成本约235元/亩，农民每亩可增收400元以上。具体如表1所示。

表1　　膜下滴灌增收效益

4　膜下滴灌技术具体应用分析

4.1项目施工分析

选取朝阳市建平县及喀左县作为膜下滴灌工程实验地区，两县城水源较为充分，土地资源丰富，并且群众积极性高、粮食增产潜力较大，利于工程建设顺利开展。在施工设计过程中需对整个系统结构进行合理布置，从而充分发挥各个模块的作用，使得膜下滴灌技术各项效益最大化。首部枢纽计量装置布置过程中，需在水泵出口处安装逆止阀过滤器，并安装压力表，以观察过滤器前后压差，当压差达到限定值则对过滤器进行清洗。首部枢纽要安装流量表，用以计量流量和检测管网是否漏水或堵塞，安全阀应安装在输水干管上，用于消除水锤压力进排气阀安装在系统最高处，保证进气和排气的顺畅，防止气阻或负压泄水阀安装在系统的最低处，用以排出管道中的剩余水量，防止管道冻胀，开裂。

在灌注组设置过程中，要保证轮灌组内部各灌水小区之间，不同轮灌组之间，流量偏差或水头偏差应满足均匀度要求。因此，在划分轮灌组时，同一轮灌组中的种植作物应相同各轮灌组面积和流量应相近轮灌组中各灌水小区应相对集中。并对其进行编组，按规范顺序进行灌溉。

在滴灌带铺埋施工中可将其浅埋3cm至5cm，可避免滴灌带应暴晒而出现开裂。这种铺埋方式可增进其本身抗风能力，同时可促进作物根生长。通常情况下将出水孔向上，有利于水中杂质于管底沉淀，这样可有效防止滴灌孔堵塞。主管与辅管连接时应牢固并空余一定富余量，从而避免滴灌管被刺破、刮伤。铺设施工中要保证机具与滴灌带接触部位顺畅平滑，转动灵活，以免对滴灌带造成破坏。整体工程完成后要进行水压试验，确认灌带无爆管、渗漏等现象。考虑到项目实施地区冬季气候偏寒，冻土深度超过1m，为保证管路正常运作，需将管路铺设于冻土层之下，或在管路末端构建排水井，冬季前将管路内余水排尽。

4.2膜下滴灌系统运行注意要点分析

在膜下滴灌系统运行过程中，应注意以下几点：保证整个系统包括水源工程、首部工程、管路系统及灌水器等子模块可顺畅运行。因此，需要对系统各部分进行定期检查、维护，例如过滤器就需要定期清理，以防过滤器出现堵塞；对滴灌系统进行定期冲洗，确保滴灌带及施肥罐管网可保持正常工作态。由于滴灌系统对水质要求较高，所以在施肥过程中需采取专用肥料（高水溶性）。施肥之前要确保过滤设备正常运作，施肥完成后需对滴灌系统彻底冲洗，避免肥料堵塞滴灌孔。在轮灌作业进行过程中，严格按照“先开后关”原则使用机器，开启下一个轮灌组后，再将上一个轮灌组关闭。

4.3完善膜下滴灌策略分析

由于膜下滴灌技术是一项综合性技术，为了让其在运行过程中充分发挥作用还需要对其进一步完善：（1）加强滴灌技术及管理培训。滴灌系统覆盖范围较大，在实际应用过程中除了需要重视建设工作，还需要重视管理工作，通过精细化管理来提升系统运行效率。加强相关人员滴灌技术培养，从而促进技术体系构建，打造一支专业化、素质化、技能化的工作队伍。另外，需要完善集中连片的土地种植模式，实施土地流转，发展村集体、用水合作组织、大户或企业等运行管理模式。通过统一种植化管理，将所有农户容纳于一个系统中。（2）加强水肥耦合技术研究。尽管滴灌系统无论在效率上还是资源利用率上较传统灌溉方式都具有优势，但它对于水质、肥料的要求也相对较高。通过进一步完善水肥耦合技术来促进系统运作，对当地水分、养分吸收规律进行分析，并结合分析结果构建科学、合理的灌溉施肥制度。（3）采用有机塑料覆膜，合理使用灌水器。传统的地膜是无机塑料膜，存在着难降解、不易回收、污染严重等缺点。从可持续发展的角度，笔者采用有机材料（如秸杆）代替传统塑料膜，使降解更加容易，降低对环境的污染，推动膜下滴灌技术持续发展。在灌水器筛选过程中要结合实际土地环境进行筛选。例如在玉米种植过程中，考虑到玉米属于须根系作物，根系主要分布为40cm以下，通常选用额定流量为2.3L/h左右的灌水器，灌水定额为25m3/h。保持垄内行距为50cm，从而达到节流目的。

5　结语

朝阳市平县及喀左县采取膜下滴灌技术后，玉米产量及农民收益显著提高，增产率高达50%以上，每亩增收超过400元。相比于传统灌溉技术，膜下滴灌显然更具优势。对于区域性农业发展而言，膜下滴灌技术推广具有重要的意义，当然该技术还需要不断完善，相信未来膜下滴灌技术将得到更大的应用空间。陕西水利

［1］李明思，刘洪光，郑旭荣.长期膜下滴灌农田土壤盐分时空变化［J］.农业工程学报，2012，22: 82-87.

［2］范文波，吴普特，马枫梅.膜下滴灌技术生态-经济与可持续性分析——以新疆玛纳斯河流域棉花为例［J］.生态学报，2012，23:7559-7567.

［3］戴婷婷，张展羽，邵光成.膜下滴灌技术及其发展趋势分析［J］.节水灌溉，2007，02:43-44+47. ［4］尉红侠，张晓利，黄志刚.膜下滴灌技术效益分析与推广建议 ［J］.水利水电技术，2007，04: 82-83.

［5］马英杰，何继武，洪明，赵经华.新疆膜下滴灌技术发展过程及趋势分析 ［J］.节水灌溉，2010，12: 87-89.

［6］岳绚丽，宋超.北方春玉米膜下滴灌技术应用现状及对策 ［J］.现代农业科技，2013，11: 66+68.

［7］王东晶.我国膜下滴灌技术发展与应用现状［J］.现代农业科技，2013，19:244-245.

（责任编辑：李蕊）

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