柳林县山地丘陵区经济林微润灌溉技术研究

王 玉

（运城市北赵引黄工程建设服务中心，山西 运城 044000）

发展节水农业，是提高农业水资源利用率的重要途径，微润灌溉是国家“863”科技重点推广项目。已在山地丘陵区经济林种植、沙漠植被灌溉、荒山造林等领域进行了有效的示范，取得了很好的经济效益、社会效益和生态效益。

山西地处黄土高原，全省山地面积占40%，丘陵占40.3%，平原和盆地仅占19.7%。尤其是吕梁、忻州、临汾等沿黄河的部分市县，地质土壤松散，地形破碎，受山高、坡陡、谷深、水位低等自然条件制约，灌溉基础薄弱。近年来，山西省在沿黄河地区新、扩建了多处提黄灌溉工程，由于山区坡陡、土壤保水性差、土质松散，造成沿途水资源损失大、水土流失严重等问题。充分利用宝贵水资源，研究适宜山地丘陵区的灌水技术，实现水资源的高效利用，是当前山地丘陵区灌溉急需解决的问题。

1 柳林县经济林目前的灌溉现状及存在的问题

柳林县地处沿黄山地丘陵区，针对县域内山地丘陵区经济林灌溉存在的地势高差大、水资源损失大、灌水利用率低等突出难题，引入微润灌溉节水模式，破解当地灌溉难题，以提高灌水利用效率，增加经济林果品产量，加快种植户的脱贫致富提供科学技术支持。

1.1 柳林县基本情况

柳林县位于山西省西部，吕梁山西麓，隶属于山西省吕梁市。北接临县，东邻离石，南连中阳、石楼，西与陕西省隔黄河相望，是黄河沿岸城市之一，属于典型“沿黄”边际黄土丘陵沟壑区和土石山区。

柳林县属暖温带大陆性季风气候区，年平均气温10.5℃，平均降水量为472.3 mm，年蒸发量1 847 mm，无霜期平均为199 d。柳林县地势随基岩倾斜由东向西递减。当地土壤主要由灰褐土类型构成，全剖面石灰反应强烈，呈微碱性，质地多为轻壤，结构块状，有机质含量低，保水保肥性能差，受降雨的影响，易形成浅层渗漏和地表径流。

柳林县经济林主要以红枣和核桃为主，目前已形成沿黄河8 个乡镇为主基地的百里红枣林带，红枣林总面积达到1.87 万hm2，建成核桃经济林的面积将近2 万hm2，经济林是当地群众的主要经济来源，同时也是当地农民脱贫致富的支柱性产业。

1.2 柳林县经济林灌溉现状及存在问题

目前，全县经济林灌溉主要有三种模式：一是自然灌溉，主要是雨养农业，不进行人为灌溉，也就是常说的“靠天吃饭”；二是渠灌，在地势高位修建蓄水池、水塔，依靠动力水泵抽水进入蓄水池、水塔，人工修建简易土渠，依靠水体自身重力，沿地势由高到低，顺势流入经济林；三是节水灌溉，只有一小部分经济林通过铺设管道，加装灌水器，将水引至经济林的田间地头，利用微喷、喷灌、滴灌等节水灌溉技术，在有限区域推广应用。

日常灌溉中存在的主要问题：一是灌水利用效率低，水资源浪费严重。柳林县的沿黄提灌工程，通过几级泵站，把水资源多级提升，提到经济林所在的高位，再利用水势落差梯级灌溉。由于缺少节水灌溉设备，约60%的水资源沿途渗漏，损失在无效灌溉区域。二是现已推广的节水灌溉技术，灌溉设备成本高，运行维护费用高，推广范围有限。低压管道造价费用较高，无法大面积推广使用；喷灌需要水泵动力从蓄水池或水塔中二次加压，昂贵的电费让普通经济林种植户望而却步；滴灌可利用地势高差，实现水体重力滴灌，对于偏远山区的种植户，滴灌产品造价相对偏高，由于黄河水质较差，泥沙含量高，滴灌产品容易发生堵塞，不利于大面积推广。

三是节水灌溉新技术、新产品推广进展较缓慢。由于地处偏远山区，当地种植户的传统种植思想根深蒂固，接受新事物的能力不强，对于节水灌溉的新产品、新技术还抱有观望态度。

2 微润灌溉技术的特点及推广模式

针对灌溉中存在的问题，引入微润灌溉技术，微润灌溉同传统的微、喷、滴灌相比较，具有节水效率高、无需额外动力、连续灌溉能力强等特点。

2.1 微润灌溉技术原理

微润灌溉是由深圳市微润灌溉技术有限公司于2007 年研发的一种新型节水灌溉技术，是一种新型地下、局部灌溉技术。微润灌溉将半透膜技术原理应用于灌溉领域，以微型水库连接微润管为灌水载体。微润灌溉的核心产品是微润管，它是由新型高分子半透膜制成，呈孔管状，具有纳米孔隙，孔隙尺寸分布范围是10～900 nm，1 cm2的膜上大约分布有10 万个随机纳米孔，当微型水库充水时微润管充水，水分子通过管壁上的纳米孔向外逐步迁移，渗向外壁的土壤，像皮肤出汗一样向土壤润出水分。以微润管或微型水库的内外水势梯度差为驱动力，调节管内水压从而调节出水量，在作物耕作区附近形成湿润体，以微量、缓慢、连续不断的出水方式，向植物根系供水。以地下供水的方式向作物的根部缓慢、持续、高效地直接供水。

2.2 微润灌溉设备的布置安装

根据柳林县的地势特点，充分利用泵站提蓄的黄河水，加配过滤设备和施肥装置，配套干、支级输水管网，将过滤后的水资源通过微润灌溉设备，输送到植物的根部，如图1 所示。通过蓄水池、水塔将河水集蓄贮存，在干旱时节采用微润灌溉方式进行灌溉，实现了有限水资源的优化配置，做到了开源和节流并举。

实践表明，在微润灌溉模式下，实施水肥一体化技术，具有以下优点：

第一，提高了田间施肥利用率，减少了施肥量。与传统的喷洒施肥相比较，在微润灌溉模式下，实施水肥一体化技术，可以节省肥料20%～30%，而且使得肥料利用率提高到70%～80%。

第二，省工省力，大大节省了工时，降低了成本。日常经济林灌溉施肥，每亩需要1 个工时，运用微润灌溉和水肥一体化技术，现在每个工时能够完成十亩经济林的灌溉任务，效率提高了10 倍。

第三，大大提高产品质量。在实施该项技术的红枣、核桃产区，产量增产普遍达到15%以上，核桃和红枣的品质也有所提升，每斤售价相比较从前提升20%，农民收入大幅提高。

图1 微润灌溉技术推广模式示意图

3 微润灌溉技术存在的问题与对策

3.1 产品供水速率与高耗水作物需水率不匹配

植物耗水性受植物本身的生理结构、代谢能力和环境因子的影响，耗水性能差异有时候表现的差距较大。一些植物可能在短时间内，需要吸收大量的水分来维持特定时期的快速生长，微润灌溉产品依靠半透膜微孔缓慢渗出的水分短时间是无法满足其耗水需求，这就需要进一步改进、优化微润灌溉产品，从而增加出水量，满足植物的快速耗水需求。

3.2 微润灌溉产品造价较高

微润灌溉产品是一种高技术灌溉产品，同节水灌溉其它产品相比较，如喷灌、滴灌、微灌相比较，亩均造价高出不少，而且需要埋设在地面以下20～30 cm的作物根部附近，这就需要消耗较大的人工，进而增加费用支出。如能研发一种专门适用于山地丘陵的专用地面开槽工具，就能减少必要的人工及费用支出。

3.3 微润灌溉产品微润孔易堵塞

目前在微润灌溉技术推广中普遍存在的堵塞类型主要有物理堵塞、化学堵塞和生物堵塞三个方面。物理堵塞主要是通过更换更为精密的过滤器解决。化学和生物堵塞均是由灌溉水中的可溶性盐分、氢氧化物和硅酸盐等化学成分及藻类、细菌、微生物分解物等生物成分引起的堵塞，目前主要通过微润灌公司研发的化学特制药品分解堵塞物。

4 结语

微润灌溉技术具有灌水均匀、节省劳力、水肥一体化、增温保墒、抑制病虫害和便于作物管理等诸多优点，但也存在一些不足。如果能针对问题和实施对策进行针对性的改进，微润灌溉的推广空间会更加广阔。