微润灌溉技术在山地果园中的应用探讨与建议

虎海波，吕金燕，朱军保，范洪梅

(四川省攀枝花市农林科学研究院，四川 攀枝花 617061)

微润灌溉技术是国际上率先实现仿生型连续灌溉的新型节水技术。为引进、示范该技术，2014年，攀枝花市农林科学研究院与攀枝花市米易县水务局合作，在米易县草场乡的顶针村建立了微润灌溉技术示范点，示范面积20hm2，种植作物是芒果，地形为典型的山坡台地，坡度在5°～20°之间。微润灌溉系统由攀枝花市农林科学研究院设计。到目前为止，系统已运行了3年，现就微润灌溉技术在山地果园使用中存在的一些问题进行探讨。

1 项目区概况

项目区位于米易县草场乡项针村五社，海拨区域1387～1451m。系统水源为米易县晃桥水库南干渠内的水，设计流量为1.4m3/s,最大流量为1.6m3/s,是米易县的人饮用水，水源有保障。土壤类型主要为砂壤土和红壤土。种植作物为芒果，株行距为3m×4m。整个项目区20hm2，共设置了61个微润灌溉小区。每个微润灌溉小区的控灌区域落差在10m以内。毛管布置采用单行布置，即1行芒果树布置1条毛管，每根Φ16毛管的铺设长度控制在150m以内。微润管的布置有竖立布置和圆形铺设2种方式。系统的所有管道均采用PE管，均埋设。

2 系统使用的优缺点

2.1 优点

通过近3年的使用，微润灌溉系统的优点主要表现在以下五点：一是省工，系统取水口与调压池进水均采用了浮球阀控制，灌溉时，只须打开取水口的球阀与各个微润灌溉小区的控制球阀，就能对整个芒果园持续性进行灌溉，无需人员看守，实现了微润灌溉小区的自动化灌溉，最大限度的节省了灌水所需的人工；二是延长了系统的使用寿命，地表毛管由裸铺改为埋设后，在用割草机除草时，避免了对毛管的损坏，同时降低了管道的老化速度，延长了管道的使用寿命；三是提高了水肥一体化灌溉的可操作性，每次施肥时，只需将肥料装入塑料网袋放入调压池中或直接将液体肥倒入调压池搅均即可；四是灌水器(微润管)不易堵塞，微润管是以高分子半透膜为核心材料制造的，具有纳米级孔隙，不易堵塞，系统日常维护主要是清洗过滤器，而不需要查看灌水器是否堵塞；五是微润灌溉有利于芒果树的生长，试验中每年测量试验区芒果树径粗，结果显示微润灌溉的芒果比常规灌溉的芒果径粗粗近11%。

2.2 存在的问题

2.2.1 微润管竖立安装方法技术要求高，后期管理维护困难 主要表现在：①安装难度大，要求高。首先微润管竖立状安装时，需要用钻孔设备钻孔，劳动强度大，一般需要2人轮换操作；其次是需要一定的技巧，利用钻孔设备将孔内的泥土提出来；第三、钻杆磨损快，需经常更换。第四、配件多，安装费时。每株芒果树需要用到三通、弯头、堵头等配件10个，工作量大，且联接件多了，漏水机率高 。第五、钻孔回填时，须用细土回填，以确保钻孔壁与微润管间无缝隙。②在恢复使用时，部分微润管须排空气，否则不出水。竖立状安装的微润管因与毛管没有形成回路，在雨季过后或停水一段时间后，重新使用时，部分微润管因气阻现象，管内无法流水进去，需将联接件取下，重新安装微润管。③后期清淤困难。因微润管呈竖立状安装，尾端安装的是一个堵头，经过2年多的使用，部分微润管内淤积严重，需把微润管从钻孔内拨出来清洗，在清洗完后，须重新对原钻孔进行扩孔，才能把它重新装回孔内。

2.2.2 竖状安装的微润管壁易出现爆裂 在设计安装时，微润灌溉系统一般按不超过10m自然落差，即4～5台地设1个微润灌溉小区，远低于微润管20m的爆破压力。但是在实际应用中，部分竖状安装的微润管易从侧面破裂，造成此现象的原因可能一是产品生产缺陷；二是使用中开启阀门过快，管道中形成气锤现象。

2.2.3 管道的布置影响施农家肥 微润灌溉系统所有管道均采用了埋设，地里到处都是管子，在进行穴施、坑施农家肥或进行窝盘作业时，非常容易损坏到毛管与微润管。

2.2.4 系统的过滤器非常容易堵塞 微润管灌溉是渗灌，出水量小，微润灌溉系统的管道内水流速度慢，细泥砂会在调压池底部慢慢淤积，很快就把微润灌溉小区出水口的网式过滤器堵塞，一般1～2d就要清洗1次。

2.2.5 毛管采用旁通阀调节压力，后期使用不便 为调节毛管内水的流速与压力，保障各台地间毛管上微润管的出水均匀度，设计中毛管与支管间采用了旁通阀联接，在灌水调试时，技术人员从下到上，将旁通阀的开关依次由小到大打开。但在管道埋设时，旁通阀也埋在了土里，雨季过后，一些旁通阀因堵塞或开启位置发生了变化，再次使用时，导致部分管道无水或水小等问题，须将支管小心挖开，重新调整旁通阀的开启大小。

2.2.6 靠边坡过近易出现垮塌现象 微润灌溉是一种以微量、缓慢、连续不断的出水方式，不停地向作物根系提供适量水分。果园灌溉主要是在每年10月至来年的6月使用，经过近7个多月的持续灌溉，田间部分位置的土壤水份已饱合，在雨季来临时，靠近边坡在1m以内安装了微润管的台地，易发生边坡垮塌现象。

2.2.7 砖砌调压池易开裂漏水 微润管的额定工作压力较小，项目区须修建大量的调压池，同时，调压池也是每一个微润灌溉小区的供水水源。在微润灌溉系统中，调压池是非常关键的设施，但是砖砌的调压池，在山地果园中，受土壤沉降、水流冲刷、养护不到位等多种因素，池壁与池底易开裂漏水。

2.2.8 灌水效果受土壤类型因素的影响较大 微润管的灌溉是通过浸润方式，在实际应用中发现，粘性越大的土壤，其浸润半径越小，灌溉效果越差，主要原因是土壤将微润管紧密的包裹在了一起。在推广微润灌溉技术时，最好在砂性土壤中实施。

3 建议与探讨

微润灌溉技术与普通滴灌技术相比，具有高效节水、节肥、节能和节省人工成本的特点，可以满足作物所需的水、肥、气、热、光五个条件，且与植物的吸水过程在时间上同步、在数量上匹配，非常适宜于作物的生长。它是对作物灌溉的一种新的方式与新的理念，代表着作物灌溉的一种方向。为了指导今后微润灌溉技术在山丘区的大面积推广应用，针对安装使用中出现的问题，作如下技术探讨和建议。

3.1 山地果园微润管宜采用圆环安装方法

目前，山地果园微润管主要采用的是竖立或圆环安装方法，通过实际的应用，与竖立状安装方法相比，圆环状安装方法更适宜。主要表现在：①不需机械钻孔，人工挖环状沟即可，省工又省事。②灌水器安装的配件少，只需2个配件，安装速度快。 ③回填简单，不需要准备细土或砂子。 ④因微润管与毛管形成了回路，后期使用时，不需对微润管专门进行清洗，只需打开毛管或支管尾端，用水冲洗一遍管道即可。⑤可挖成倾斜的环状沟，满足不同深度的作物须根吸水。⑥不会出现气阻现象，导致微润管不出水。同时，在实际安装中，为避免出现边坡或田埂垮塌现象，对较窄的台地或靠边的树，可采取半圆环安装。

3.2 合理设置调压池的控灌落差

微润灌溉厂家给出的调压池控灌高度在2m，即差不多1～2台地就须设一调压池。照此施工，工程造价与成本就会上升很多。本方案设置的调压池其控灌小区高度在自然落差10m以内，虽然节省了成本，但是出现了部分微润管爆管、首尾台地间的出水量不均，旁通阀调节压力不易操作等问题或现象。考虑到投资成本与后期的管护，在山地果园的安装施工中，调压池的控灌高度可调整到5～6m。

3.3 改进调压池的制作方法

系统的调压池可采用废旧金属铁桶制作，在山地果园中与水泥或砖砌调压池相比，采用金属铁桶具有明显的优势：①成本低。②不会因地基沉陷或其它原因出现池底或池壁漏水现象；③安装简便、快速、省时。但是，1个废旧金属铁桶制作成2个调压池，调压池的高度只有近50cm，除去安装浮球阀的高度，实际上调压池的有效蓄水深度不足35cm，因微润管耗水量小，管道内水的流速较慢，泥砂非常易在桶底淤积，使得微润灌溉小区的网式过滤器堵塞速度非常快。最好是将1个废旧金属铁桶改做为1个调压池，并把调压池的出水口设置在距桶底1/3，桶底设一排污阀。但是，在用金属铁桶制作时，桶的内壁须进行防腐处理。

3.4 转变有机肥的施用方法和观念

山地果园中有机肥一般通过坑施或条施2种方式，但这2种方式均易损坏埋设的管道。而微润灌溉系统只能施沼液等液体有机肥，而无法利用沼渣，增加土壤的有机质含量。如要增施含沼渣的有机肥，必须新建一套施肥系统，利用水泵(管道泵)等加压设施或自压方式，通过施肥枪将发酵的有机肥直接注入到作物的根部或以人工浇灌的方式施有机肥，从而解决这一问题。

4 结论

微润灌溉技术改变了现有的作物灌溉方式，是一种先进、高效的节水技术，但是与喷灌、滴灌等节水技术相比，不仅造价偏高，施工与安装技术要求也高，且受土壤种类，水源条件等限制，所以，在山地大面积推广使用微润灌溉技术，一是要加强对管理人员的技术培训，提高其管理应用水平；二是要因地制宜，须慎重，不盲目。