节水型植树施水器的研制与使用技术

姚丽杰

(辽宁省旱地农林研究所，辽宁 朝阳 122000)

常规植苗造林从地表灌水，存在用水量大、水资源利用率低、造林成本高、成活率低等问题，为解决干旱缺水地区造林灌水不足，提高造林效率，2019年设计出了地下速供水造林节水喷射器(以下简称植树施水器)， 并进行了植树施水器与水源的匹配、插针入土深度、插针与苗干距离、喷射孔数量和规格、灌水时间及水量等试验。2019年春季应用该施水器造林18.8 hm2，其中在朝阳市双塔区桃花吐镇、朝阳县南双庙镇平地分别栽植2 a生水蜜桃嫁接苗，平均成活率分别为95.0%和96.7%；荒山分别栽植3 a生侧柏容器苗，平均成活率分别为88.4%和88.6%；2020年春季，在朝阳市推广应用造林2 450 hm2，调查结果表明，北票、凌源、朝阳、建平、喀左、双塔和龙城等5县(市)2区，在平地和坡地栽植的水蜜桃、大枣、苹果等平均成活率96.7%，在荒山栽植侧柏容器苗、油松容器苗、山杏等平均成活率为88.6%。

1 结构、原理及特点

1.1 结构

植树施水器由进水口、电子水表、阀门、直角弯头、操作把手、输水管、指示刻度、插针、喷水孔(3排6孔)等构件组成。

1.2 施水原理

经过“植树施水器”的水能够强力流动，最终从多个喷水孔强力喷出，到达根系周围土壤中，水在整个流动和喷射的过程，均借助水源地水泵提供的压力，或机动水车的水箱高度落差产生的压力。

1.3 主要特点

“植树施水器”把常规造林的地表灌水创新为地下喷射灌水，缩短了苗木根系与土壤、水分的密接时间，实现了精准用水、快速灌水、节省用水、降低成本、造林成效高；除微型电子水表和操作把手外，其构成要件原材料均以钢、铁、铜等为主，完全符合环保要求；依靠外力施水，不额外消耗电力和燃油等能源；体积小、重量轻、手持移动方便、操作简单，其高度为1.3 m，净重为每台3.1 kg。

2 优势

优势突出：一是依靠外力推动水流喷射施水，不消耗能源。二是精准用水、用水量少、灌水速度快。水分直达苗木根系周围土壤，水的有效利用率提高。一般植苗造林，造林用水量为每株(10±1)kg，灌水速度为每株30″～50″。三是，造林成活率高，平均达到88%以上；四是直接经济效益显著，其平均节水量为16.8 t·hm-2，每公顷节省用工量22.5个，节省补植成本0.15万元·hm-2，推广应用产生的直接经济效益可达3.83万元·hm-2。

3 技术要点

3.1 苗木栽植

按中心植苗法植苗、回填土壤，回填土保持自然状态，不踏踩。

3.2 植树施水器与水源管对接

水源管出水口直径应和施水器进水口直径一致，若不一致可用三通变更；一般配套的水泵(管径1.2吋)1台可带动3台植树施水器；水源如果是拉水罐车，一般用其出水管和三通连接，经过变径再与植树施水器同径对接，依据水灌车运载水量的多少，确定植树施水器的对接数量，每辆水灌车一般可对接1～3台植树施水器。

3.3 插入植树施水器插针

植树施水器插针垂直插入植苗坑内土壤中，喷水口插入深度与苗木主根层持平，插针与苗干保持10 cm左右的水平距离。

3.4 控制灌水时间

用微型电子水表和秒表测试规定的注水量和所需时间。在荒山、坡耕地或平地栽植2 a生以下的阔叶树裸根苗或3 a生以下的针叶树容器苗，在常规土壤墒情条件下，一般造林用水量以每株(10±1)kg为宜，水的有效利用率可达95%以上，但是，在特殊情况下，还要视土壤墒情而异，适当增减用水量。用两相电高压扬程水泵提水，在植苗坑地下土壤中喷灌10 kg水左右，所需的时间为30″～40″；用机动水罐车拉水，所需时间为40″～50″。

达到规定时间和灌水量后，将插针从土壤中拔出，水流会自然将土壤中的插孔封住。施水后，植苗坑上层土壤仍呈自然状态，无需再覆盖。在完成一株新植苗木的地下灌水工序后，转移到下一个植苗坑，再采用同样方法进行地下灌水。