浅析武山县温室大棚滴灌技术的应用

梁 军

（甘肃省武山县水务局，甘肃 天水 741300）

滴灌技术目前广泛应用于水资源匮乏的国家和地区，相较于大田漫灌来讲，滴灌能有效避免漫灌产生的渠道渗漏、水分蒸发、肥分流失、土壤板结的缺点，具有一次投入，高效反复使用的特点。滴灌系统不产生地面径流，能有效控制水的使用量，起到很大的节水功效，比喷灌节水35%～70%。同时，滴灌能及时给作物施肥，大大提高作物对肥料的利用率。滴灌技术还能有效节省人力，无需中耕除草，不会造成土壤板结，一次投入，更能重复使用10年左右，能大大降低生产成本。温室种植对环境要求较高，由于空间限制，又难于采用机械耕种，作物对肥料的要求又高，滴灌技术刚好能满足这些要求。因此，滴灌技术在温室大棚中的应用尤为重要，更应大力推广，不仅能降低温室大棚对环境的要求，又能使温室大棚高效高产。

2000—2010年武山县共建成大棚温室滴灌节水灌溉面积160多hm2。目前已形成规模化种植的有武山县洛门镇东旱坪高科技示范园区温室大棚滴灌工程、武山县农业局高科技示范园区温室大棚滴灌工程、武山县农业局花卉基地示范园区温室大棚滴灌工程。这些高效日光温室滴灌工程的建成，支撑了全县温室大棚的发展，在农业增产、农民增收方面发挥了重要作用。但是武山县对温室大棚滴灌技术的应用与管理千差万别，没有形成比较完整的温室大棚滴灌技术的应用与管理体系。

1 温室大棚的结构及作物种植

日光温室大棚南北向布置，东西向长70 m，南北向宽8 m 或10 m，一般采用钢筋拱架结构或竹条拱架结构，聚乙烯薄膜半圆弧顶。钢筋拱架抗压力强，使用寿命长，轻便；竹条拱架结构容易变形，笨重，抗压力差，所以钢筋拱架成为新的发展方向，竹条拱架逐步退出历史舞台。

温室大棚一般以种植经济作物为主。目前武山县主要以种植番茄和辣椒为主，其棚内种植的番茄和辣椒采取稀播窄行栽种，大行距100 cm，小行距60 cm,株距40 cm。其他条播作物均为宽窄行栽培，大行距70 cm，小行距60 cm，株距25～50 cm。不同作物种植可根据作物特性适当加以调整，使作物能充分利用光能，便于田间管理。

2 滴灌系统的布设

滴灌系统一般包括水源工程、首部枢纽、管网3部分。

2.1 水源工程

滴灌系统对水质的要求较高，一般要求水源无污染、远离生活区、水质达标。深层井水受外界污染少、水质优良、水温基本恒定，是灌溉用水的最佳选择。为保证灌溉水的温度与棚内作物生长的小环境温度相适应，一般在温室大棚内需建设一个10～15 m3的蓄水池或蓄水箱。首先，由井水向棚内蓄水池或蓄水箱供水，待蓄水池或蓄水箱水温与室内温度同样高时再由蓄水池向垄畦作物供水，以免造成水温差较大使作物“感冒”的现象。

2.2 首部枢纽系统

首部枢纽系统是整个滴灌系统的控制大脑，目前国内采用的首部枢纽系统主要包括动力水泵、化肥注入器、杂质过滤器、控制与测量仪表等。

2.2.1 水泵 由机井通过水泵向各个棚内的蓄水池供水。水泵的规格及一次向棚内蓄水池供水的座数要根据设计来确定。棚内蓄水池向棚内作物供水一般采用潜水泵，潜水泵的规格也要根据设计来确定。

2.2.2 过滤器 棚内蓄水池脏物易落入，一般采用密闭吸取的200 目筛网，易于更换，且能有效阻止大颗粒的浮藻。

2.2.3 化肥注入器 结合武山县现有温室大棚的建设与管理特点，化肥注入器一般1 棚设置1个，其规格一般以16 L 为宜，一般采用塑料制材质，具有柔韧性和耐腐蚀性，能抵抗化肥等酸碱性的腐蚀。

2.2.4 进排气阀 因水泵的吸水管多为塑料管，停机后容易产生负压使管子吸瘪，必须在首部安装进排气阀，可有效解决管子吸瘪的问题。

2.2.5 压力表 压力表主要用于观察管道内的压力是否满足滴灌系统的工作要求。压力过大会造成管道爆裂，过低会造成管网末端水压太低而无法正常供水，在设计中要根据棚内面积的大小、管网的材质以及作物的特性选择合适的压力。

2.3 管网

水源井到温室大棚种植区的供水主管网和主管网到温室大棚内蓄水池之间的输水管道，其各种要素可通过设计确定，水源井因接近水泵，水压一般较大，易破裂，多采用PVC 管，且便于安装阀门。温室大棚内滴灌带布设，这是滴灌系统的核心，一般采用柔软性较高的专用滴灌软管为好。

为适应蔬菜产品繁、多茬种植的特点，目前武山县使用的滴灌带均以地表敷设为主，采用内镶式滴灌系列和孔式出流软管滴灌带系列2 种产品。如武山县农业农村局花卉基地示范园区温室大棚滴灌工程采用双上孔软管滴灌带系列。滴灌带为一垄双带形式布置，管径Φ16 mm，孔径0.8 mm，孔距30 cm,工作压力下限为0.004 MPa，比流量为16.6 L/h·m，适合花卉种植密度及作物需水灌溉要求，工程建成后发挥了较大效益。武山县洛门镇东旱坪高科技示范园区温室大棚滴灌工程和武山县农业农村局洛门高科技示范园区温室大棚滴灌工程采用内镶式滴灌系列，按一垄一条滴灌带分布，滴灌带布置于保护地膜下进行灌溉，管径Φ16 mm，孔径0.8 mm，孔距40 cm，工作压力下限0.05 MPa 时，比流量为7.0 L/h·m。根据运行情况来看，滴灌带使用寿命在5～8年。

以武山县较典型的塑料薄膜温室为例，大棚跨度一般为8 m，大棚骨架通常采用立柱型，两侧建造承重厚强，墙厚0.5～1.0 m，并设置专用通风口，大棚骨架采用不锈钢钢管，管径Φ16 mm，工作压力下限0.005 MPa，大棚拱架需要两边打孔或者提前做预埋件，大棚长度在80～100 m，棚内种植使用面积0.06～0.10 hm2，通常南北走向建造，在大棚入口处设置蓄水池，容积50～80 m3，主管采用口径20 mm的1条输水管，管道连接首部枢纽和200 目的筛网。支管末端采用直径20 mm 的PE 软管，每隔80 厘米打孔，安装旁通，接横向滴灌带，每个滴水器的出水量在2～8 L/h，为保证滴灌系统具有足够的灌水均匀度，流量差一般控制在10%以内。

3 滴灌系统应用效果分析

传统漫灌的温室大棚存在很大缺陷，主要表现在以下几方面：一是一次灌水量很大，浪费水资源，水量不易调控。二是地表降温太快，容易造成作物“感冒”。由于地表积水较多，棚内温度上升太快，造成温差太大作物不适应而“感冒”。三是易造成作物感染病害。由于地表积水较多作物吸收较慢，在阳光的照射下，容易造成棚内温度上升太快，在大棚高温的环境下，易形成高湿的环境，在密闭的大棚内由于高温高湿易造成作物感染霜霉病、炭疽杆病等，这些作物病害在高温、高湿的环境下蔓延迅速，严重时会造成绝收。例如大棚黄瓜在高温高湿的环境下极易爆发霜霉病，如不能及时发现，一般12 h 可传染整个温室大棚，造成减产或绝收。

滴灌属微量灌溉，完全模拟自然环境的毛细微渗方法，水分缓慢均匀地渗入土壤，对土壤结构能起到保持作用，对作物根系不会造成吸胀现象。在温室大棚内，可在作物垄旁设置回水排水沟，一般将垄设置成10°的坡度，在重力作用下，将作物不能吸收的多余水分汇集在一起，回到蓄水池中，可循环再利用，减少了水和肥料的浪费。日光温室配套滴灌系统后，与传统漫灌相比较，优点十分明显，主要表现以下几个方面：一是采用膜下滴灌，能缓解水源紧张的情况，且保墒效果明显，节约成本。尤其在干旱地区，水资源有限，膜下滴灌能最大限度地利用水资源。二是由于滴灌操作方便，能基本实现半自动化操作，大大节约了劳动力投入，如采用无土栽培技术，可以1人操作1个大棚，完全实现工厂化生产。三是滴灌可结合施肥同步进行。传统的施肥方法主要是根系外施肥，采用简单的方法将肥料均匀地撒在土壤表面，利用雨水和湿度的溶解能力将化肥渗入土壤，这种施肥方法对化肥的浪费较大，用量上难以精准把握，作物吸收利用率低、见效慢。滴灌可精准实现肥料的用量，不会出现“烧苗”和营养不良的现象，肥料直接作用于作物根部，吸收快，见效快，易控制，能极大地节约人力、物力和财力。四是减轻环境污染。由于滴灌技术使土壤根系通透性变好，且大多采用有机质作为作物的生长基质，通过及时、有效、精准地注入肥料，作物生长态势良好，植株健壮，生长迅速，一般不出现缓苗、死苗、黄叶现象，作物病害的发生率也大大降低，减少了农药的使用量，完全可以用有机农药代替传统农药，降低作物的农药残留，生产出绿色放心的农产品，提高经济效益。

4 滴灌系统在使用管理中的注意事项

4.1 供电保障

滴灌系统能正常运转，电源要充分保障。三相供电最好，如大棚地处在野外乡间，电网不能全覆盖，可采用太阳能供电技术和小型柴油发电机，通常配备500 W日采量的太阳能供电系统可完全满足滴灌系统的正常运转。

4.2 水源保障

滴灌系统对水质要求较高，一般以井水为主，一个占地0.07 hm2的温室大棚，建一个50 m3容积的蓄水池就能正常运转。要注意水温和室温温差控制在1～3 ℃为宜。如不能利用井水，可选清晨时段的河流水，用消毒剂进行消毒，降低大肠杆菌的数值，达到标准方可使用。

4.3 设备日常维修及保护

滴灌系统的维护较为简单，每月应定期检修，主要故障表现在以下几个方面：一是严格控制滴灌系统的工作水头，不应超压使用或水头深埋过低，否则会造成超压水管破裂和浪费水的现象，起不到节水的效果。水头属于易损部件，在使用前应详细查看是否使用正常，发现堵塞要及时更换，防止堵塞造成压力过大使水管爆裂。二是定期检查供水系统。由于受水源的影响，目前大多灌溉用水来自河水，输运到大棚内的蓄水池中，水在蓄水池中长时间会产生水藻、海绵等漂浮物，容易造成过滤器的堵塞，最好能设置二级过滤池；如由于地方限制未设置二级过滤池，最好做到至少每隔10 天进行1次排沙去污冲洗，除去海绵等漂浮物；如发现过滤网破损需及时更换，防止因过滤网破损造成漂浮物进入到管线中，严重时可造成无法使用的后果。三是滴灌带为PVC软管，长期使用会发硬发脆易破，在收放时严禁拉扯、扭曲、暴晒，以免造成破损，发现破损要及时更换，以免造成损失。四是在存放水管时，应选择阴凉干燥的环境，同时排除各级管道内的积水，防止管道内产生微生物造成滴水堵塞，冻胀破坏；冬季做好保温措施，防止冬季温度过低加速管道老化发脆。

4.4 大棚室内温度、湿度调控

目前有全自动控制、半自动控制和人工控制。全自动控制系统是根据所种植的作物种类、生长习性等特点，事先设置好程序，定时定量给作物供水供肥，实现完全工厂自动化。全自动控制系统使用成本较高，对操作人员要求较高，需要进行专业培训。国内现有自动装置有自动反冲洗过滤器、智能水肥一体机、温室采集控制系统等。半自动控制适用于小型蔬菜大棚，一般是通过监测室内温度、湿度等数据，按照作物的生长情况给作物供水供肥。人工控制相对来说较为简单易操作，人为开启或关闭供水系统，造价低，费时费力。大棚室内温度、湿度调控对作物的健康生长至关重要，应按作物生长习性，合理调配温度、湿度，作物生长必须要有一定的湿度，过高过低都不利于作物正常发育。大棚室内湿度一般控制在75%～90%，如湿度过大，易造成细菌滋生，此时应控制滴灌，降低湿度。如湿度低于65%，应及时进行喷雾，查看土壤湿度，确定是否需要滴灌。

5 结语

滴灌技术作为节水灌溉技术，大大降低了投入成本，具有省时、省力、高效的特点，广泛在温室大棚中使用，使温室大棚更加高效、节能、环保，生产的蔬菜能达到绿色标准，更缩短了作物生长周期，加快提升了蔬菜产量，一次投入反复使用，大大提高了农民的收入。在旱作农业区，滴灌技术为改变传统农业耗水大的问题提供了崭新途径，有利于水资源的高效利用，有利于农业生产方式的转变，有利于传统种植方式的变革，有利于农业产业结构的调整。近年来，武山县日光温室滴灌技术得到了大面积应用，使用好、管理好这些滴灌工程，对进一步降低农业生产成本、增加农民收入具有十分重要的作用。