给作物“打点滴”——记甘肃省引河滴灌新技术

本刊记者|杨阳

给作物“打点滴”
——记甘肃省引河滴灌新技术

本刊记者|杨阳

甘肃省灌溉普遍采用黄河水，因黄河水含泥沙量过高，引河滴灌的技术难点在于水源处理。甘肃省通过目前采用的网式、砂石、叠片等过滤器进行研究及改进，结合黄河水的特点，采用旋流分离技术结合网式过滤技术对引黄灌区高含沙水进行泥沙分离，使黄河水可以成为滴灌的主要用水来源。

滴灌技术是一种于上世纪60年代由以色列斯迈哈博拉斯父子发明的节水灌溉技术。该种技术是通过干管、支管和毛管上的滴头，将已过滤的水分、肥料或其它化学剂等缓慢地滴入植物根部土壤的一种灌溉系统。滴入作物根部土壤的水分在重力和毛细管的作用下，将水分扩散到整个根部，使作物主要根区的土壤经常保持最优含水状况，就像是在给作物打点滴。由于灌水过程中对土壤结构扰动较小，有利于保持作物根层疏松通透的环境条件，并可减少土面蒸发损失，故地下滴灌技术具有明显的节水增产效益。此外，田间输水系统地埋后便于农田耕作和作物栽培管理，且地埋后管材抗老化性能增强，不易丢失或人为损坏。

我国西北干旱半干旱地区年降水少，农业生产特别需要节水栽培技术。传统的滴灌多采用杂质、泥沙较少的地下水为水源，但是像煤炭一样，深层地下水是不可再生的资源。近20年，随着经济的快速发展，地下水开采量平均以每年25亿平方米的速度增加，导致部分地区出现区域地下水位下降，最终形成区域地下水位的降落漏斗。区域地下水下降使平原或盆地湿地萎缩或消失、地表植被破坏，导致生态环境退化。

甘肃灌溉普遍采用黄河水，黄河水含泥沙量之高举世闻名，而滴灌用水对水质又有很高的要求，黄河水滴灌的技术难点在于水源处理。甘肃省通过目前采用的网式、砂石、叠片等过滤器进行研究及改进，结合黄河水的特点，采用旋流分离技术结合网式过滤技术对引黄灌区高含沙水进行泥沙分离，使黄河水可以成为滴灌的主要用水来源。

为了鼓励农户依靠科技创新实现脱贫，甘肃省通过举办滴水灌溉培训班、在田间地头结合实际为农户讲解滴灌技术，引导种植户使用。甘肃省还将此项技术做成了动漫，非常形象地讲解滴灌技术的内容，帮助贫困群众更好地理解和掌握使用滴灌技术。

推广滴灌技术 科技促进西部农业发展

甘肃省地处黄土、青藏和蒙古三大高原交汇地带。境内地形复杂，山脉纵横交错，海拔相差悬殊，高山、盆地、平川、沙漠和戈壁等兼而有之，是山地型高原地貌。从东南到西北包括了北亚热带湿润区到高寒区、干旱区的各种气候类型。

甘肃省气候干燥，气温日较差大，光照充足，太阳辐射强。年平均气温在0～14℃之间，由东南向西北降低；年均降水量300毫米左右，降水各地差异很大，在42～760毫米之间，自东南向西北减少，降水各季分配不均，主要集中在6-9月。

甘肃独特的气候条件决定了高效节水灌溉成为甘肃省农业灌溉的主要发展方向。甘肃省目前采用的滴水灌溉较传统灌溉有四大优势。

一是节约水资源，适应甘肃省气候条件。由传统的浇地变成浇作物，水流可以顺滴到作物根系，减少蒸发，节约了灌溉用水量。滴灌是目前全球节水效果最好、发展最快的节水灌溉技术之一。据统计，灌溉用水约占全球总用水量的40%，其中，绝大部分是淡水。近年来，随着全球淡水资源的日趋短缺，推广滴灌技术成为各国解决农业生产与水资源短缺矛盾的重要方式。在渠灌、喷灌、滴灌三种灌溉方式中，滴灌具有无输水损失，无地面径流损失，深层渗漏损失小，田间蒸发损失低的特点，因此，水分利用率非常高。

二是降低肥料农药施用量。通过水肥融合把单一的水变为农作物的营养液，提高农业生产率。滴灌能很好地实现水肥一体化，做到“一次劳动，双重功效”。据相关测定，达到同样施肥效果，通过滴灌水肥连供技术可使肥料的利用率高达80%，节省肥料30%以上。同时因是小范围局部控制，微量灌溉，水肥渗漏较少，故可节省化肥施用量，减轻污染。

三是节约劳动力，提高经济效益。滴灌直接将输水管道埋于地下或放置于植物根部，一次施工多年收益，不需要年年大量投入劳力、不需要开挖沟渠占用大量土地，在土地日益短缺和劳动力成本高涨的当前，滴灌在节约劳动力、减少土地占用方面的优势越来越明显。滴灌系统仅通过阀门人工或自动控制，又结合了施肥，故可明显节省劳力投入，降低了生产成本。

四是保持土壤结构。滴灌土壤不板结，团粒不破坏，有很好的节水和改良土壤及压盐碱的作用。在传统沟畦灌较大灌水量作用下，使设施土壤受到较多的冲刷、压实和侵蚀，若不及时中耕松土，会导致严重板结，通气性下降，土壤结构遭到一定程度破坏。而滴灌属微量灌溉，水分缓慢均匀地渗入土壤，对土壤结构能起到保持作用，并形成适宜的土壤水、肥、热环境。

解决关键问题 滴灌技术助农民脱贫致富

甘肃省水资源紧张，农业生产往往“靠天吃饭”，受天气影响较大。传统灌溉方式下的农作物产量较低，水资源、肥料等生产资料的利用率低，农民收入受限。农民迫切需要科技力量来改变传统的农业生产灌溉模式。

滴灌带系统对水质要求较高，所选水源中不能含有泥沙、杂草、水藻等杂物，且水的ph值和含盐量也要在一定范围内，如果水中有杂物，则有可能堵塞滴灌带，影响滴灌系统的工作。如果ph值和含盐量超过标准则可能会对作物和滴灌带造成伤害。

大田作物的膜下滴灌技术

黄河水含泥沙量之高举世闻名，而滴灌用水对水质又有很高的要求，黄河水滴灌的技术难点在于水源处理。通过目前采用的网式、砂石、叠片等过滤器进行研究及改进，结合黄河水的特点，采用旋流分离技术结合网式过滤技术对引黄灌区高含沙水进行泥沙分离，在得出适用于高含沙水水质特点的旋流器尺寸的基础上，在考虑减少短路流对分离效率的影响下，对其结构进行优化，并对优化前后旋流器内部对其内部水流运动进行多相流模拟分析。对比优化后泥沙分离系统溢流口与底流口模拟值与实测值的泥沙浓度与溢流口的泥沙去除率，确定模拟结果的可靠性。

针对滴头易堵塞的问题，通过对现有的内镶式滴头的结构、形状、生产工艺、工作原理的研究，近一步改进滴头的结构、形状等，从而达到微小高效的效果。在微小高效滴头的研制方面取得突破性进展，形成具有自主知识产权和较强市场竞争力的滴头核心技术。

目前，甘肃省内各州市建立试验示范区4个，示范推广面积30000亩，带动农民增收60万元，培训人员30000人（次）。滴灌技术已成为帮助甘肃省农民脱贫致富的重要帮手。