环状小管出流滴灌技术在果树上的应用及效果分析

李志娟

摘 要：环状小管出流属于微灌的一种灌溉方式，其采用?4PE管带和滴头一体化环绕的方式实现。在北京国际都市农业科技园樱桃示范园开展了环状小管出流滴灌技术的展示和应用，经过实际操作运行，该灌溉方式不仅具有节水、抗堵塞、灌水均匀、施肥方便等优点，而且安装简单，操作方便。果树采用该灌溉技术，节水、省肥效果显著，经济和生态效益明显。

关键词： 小管出流；自动灌溉施肥机；滴灌

微灌是一种高效的节水灌溉技术，以滴灌的方式在果树上应用比较广泛，但由于果树属于根系分布面积大，单纯的滴灌效果并不是很理想，灌水和施肥都不均匀，影响人们对其使用积极性。为了克服滴灌的上述缺点，推广更高效节水灌溉方式，该项目采用了环状小管出流的灌溉技术，取得了较为显著的效果。

一、项目概况

该项目位于通州区贾后疃村中农富通园艺基地樱桃示范园，该示范园面积约为100亩，果树行距5米，株距3米，土壤多为壤土，土壤平均干容重1.4g/cm3，田间持水率占土体26%，园区水源采用地下水，泥沙含量较大。

二、项目实施

与微灌其它灌溉方式一样，环状小管出流滴灌技术由供水工程、首部工程、输水管网工程及田间配水工程四大部分组成。

1.供水工程。该项目采用机井供水，安装有恒压供水系统，该系统采用微电脑控制，操作简便，可以根据设计需求，调整压力范围，确保管道水压处在正常的范围之内，满足灌溉需要。该恒压供水系统还可以设置水泵的运行时间段，使水泵在需水的时间段运行，夜间或水量充足的时候，关闭恒压供水系统。而且该系统可进行远程操作扩展，通过无线或4G网络进行远程控制。

2.首部工程。首部工程主要包括过滤系统、自动灌溉施肥系统两部分。由于水源中含沙量较多，为了满足滴灌要求，使灌溉水符合小管出流水质条件，选用了2寸离心过滤器和2寸120目叠片反冲洗过滤组合对灌溉水进行过滤。自动灌溉施肥系统采用了北京中农天陆公司自主研发的型号为TLF-01的果树专用自动灌溉施肥机。

该自动灌溉施肥机由水泵、施肥通道、EC和PH传感器、微电脑控制器、触摸屏等组成，可以根据作物生长条件和灌溉制度设定参数，可控制8个以上灌溉单元，全自动运行，并可根据参数设定实时调节灌溉水的EC和PH值，满足灌溉和施肥需求。并且该自动灌溉施肥机有二个基本施肥通道和一个酸液调节通道，可进行扩展，至少配置了两个施肥桶和一个酸液桶，以满足各种肥料施用及灌溉水酸碱度调节需求。

同时该自动灌溉施肥机可安装通讯模块，与云服务器进行数据通讯，由手机APP或者计算机客户端进行远程控制。通过对自动灌溉施肥机运行数据的采集和储存，经过云计算，对数据进行分析，可生成灌溉和施肥报告，供生产者参考和决策。

首部工程还包括远程控制流量传感器、压力监测装置，以便实时监测灌溉水用量和管道水的压力状况，及时进行预警和控制，并利于以后生产运行数据的统计和汇总，方便生产。

3.输水管网工程。根据项目需求，输水管网的设计，可参照微灌工程设计规范进行。该示范园分5个种植区域，每个种植区域的面积不等，根据降低成本、优化管道布置的原则，将该示范园区划分为5个灌溉单元，每个单元安装一个电磁阀，自动控制灌溉和施肥。

输水管网的主管道采用?63 PVC-U管，铺设于深100cm（冻土层以下），宽度40cm的沟槽中，并回填，夯实。支管采用?50PE管，与主管道通过?50 PVC-U管连接，埋深50cm，防止冻胀且不阻碍耕作。毛管采用?25PE管，铺设于距离果树树干25cm处。支毛管长度选择根据微灌工程设计规范进行计算确定。

为了防止管道冻裂，在每一个支管的尾端建设有泄水井，泄水井深度1.5米，在支管上安装有球阀，在每年的冬季来临时进行泄水。

4.田间配水工程。输水管网铺设完毕后，按照设计要求安装田间首部，包括电磁阀、PVC-U球阀及与支管连接的PE管件。每個电磁阀用1.5mm2护套线与自动灌溉施肥机进行连接，护套线用穿线管进行保护，穿线管与支管、主管处于同一管沟内。

毛管用PE三通连接在支管上，在毛管上通过稳流器与灌水器连接，该灌水器由?4PE小管和滴头组成，滴头在?4PE小管间隔为25cm，即1米3个滴头，每个滴头流量为30L/H。由于该示范园果树树龄较大，每棵果树铺设?4PE小管1.5米，含6个滴头，以环状绕果树均匀布置，使灌溉施肥点等间距分布，如图1所示。

三、效果分析

试验结果表明，环状小管出流滴灌技术具有很多优势，效果显著。主要有以下几方面：

1.省水。该示范园在实施环状小管出流滴灌技术前采用大水漫灌的方式进行灌溉，亩用水量可达到195m3。项目完成后，采用环状小管出流滴灌技术亩均用水量为87m3，节约水量108m3，比大水漫灌省水55%，效果非常显著。

2.省肥。由于采用全自动灌溉施肥机，通过控制灌溉水的肥料浓度，合理进行施肥。而且采用小管出流技术，施肥时限定在很小的区域内，避免了大面积施肥，节省了肥料使用量。同时，该技术可以使肥和水进行耦合，使肥料和水完全融合，进而提高肥料利用率。通过上述技术，初步估算可节约肥料30%以上。

3.节约成本。由于该灌溉系统属于自动化运行，一人即可操作，较之前节约3个劳动力。由于用水量减少，供水用电量也相应的降低，大幅减少了运营成本。

4.灌水施肥均匀。采用环状小管出流滴灌技术，由于滴头在果树周围均匀分布，并采用了稳流装置，滴头等间距布置，每个滴头的出水量一致，在果树树干周围形成环状的灌溉区域，灌水和施肥比较均匀。

四、结语

综上所述，环状小管出流滴灌技术的应用，不仅为果树生长提供足够的水分，而且采用全自动灌溉施肥系统，在灌溉的同时可以进行施肥，大幅提高了生产效率，降低了生产成本。可有效地节约用水量和肥料使用量，提高水肥利用率，为果树的增产增收提供了强有力的技术支撑，而且显著提高了经济效益和生态效益。

参考文献：

[1] 窦以松. 二十一世纪最新节水灌溉技术标准应用指南（上册）[M].第三版.北京： 中国水利水电出版社，2012.

作者简介：许庆广（1983-），男，本科，主要从事水肥一体化项目研究和实施。

通讯作者：许庆广

基金项目：北京市科技计划课题（D151100004115001）。