李静
(北京市大兴区林业保护站,北京 102600)
我国是世界灌溉大国,每年灌溉用水量约占全国总用水量的70%以上,发展节水灌溉势在必行。为了更好地利用水资源,对北京市大兴区苗圃的节水情况进行调研,并提出该地区苗圃节水灌溉的发展建议。
北京市大兴区苗圃苗木种植面积约1 687 hm2(包括规模化苗圃),2014—2017 年开始实施平原地区规模化苗圃建设项目,项目面积476 hm2。大兴区99%的苗圃种植以漫灌方式为主,水源主要是机井开采的地下水,这种漫灌形式用水效率低,只灌不排,导致地下水位下降,把地下的盐分带到地表,在强烈的阳光照射下水分蒸发,盐分留在地表,使地表土壤中盐分增多,出现盐渍化,加剧表层土壤的盐碱化程度,造成土壤板结。
大兴区处于华北半干旱地区,水资源严重缺乏,每年1—5 月旱季多风,常出现供水不足现象。近年来连年干旱,由于长期使用深层地下水补水,造成地下水位下降,年平均水位下降0.4 m 以上,尤其在春季作物旺盛生长的旱季,蒸发量大于降水量。为了保证苗木及作物正常生长,常通过漫灌的方式进行灌溉,造成水资源的严重浪费。
为了改变大兴区林业生产中不合理的用水方式,避免因漫灌而造成的水资源浪费和土地盐碱化,建议大兴区采用节水灌溉技术来发展苗圃产业。
2.2.1 传统漫灌。以引水渠为主干引流至灌溉区,基建费用低,引水渠一般距离较长、渗透量大、灌溉针对性低、均匀性差、容易形成表层土板结。随着水资源紧缺,传统漫灌方式存在水资源利用率低、浪费严重现象。
2.2.2 喷灌。利用管道系统和设备将有压力水送至灌溉地段并喷射到空中形成细小水滴洒到田间,具有节省水量、不破坏土壤结构、调节地面土壤气候且不受地形限制等优点。其初期投资费用高、能源消耗大、运行维修费用高,且受风影响较大,3 级以上风速不宜使用。
2.2.3 滴灌。以断续滴水形式供水的称为滴灌,可节水、节能、省人工和节约管护成本,但滴灌技术的灌溉工作是在地表进行的,容易出现输水管道堵塞或者断裂,除草时候易被破坏,且滴水速度没有蒸发快,不能满足生长需要。尤其是苗圃生产,苗木苗龄不等,大规格苗木、常绿苗木耗水量都比较大,不能满足供水需求,此方式适用于浅根性花卉应用。
2.2.4 小管出流。针对微灌系统在使用过程中灌水器易被堵塞的难题和我国林业管理水平不高的现实,打破微灌灌水器截面通常尺寸(一般直径0.5~1.2 mm),而采用超大流道,以直径4 mm 塑料小管代替滴头,并辅以田间渗水沟,形成以小管出流灌溉为主体的符合实际要求的微灌系统。
2.3.1 小管出流灌溉技术。小管出流灌溉系统具有堵塞问题少、水质净化处理简单等特点,小管灌水器的流道直径比滴灌水器的流道或孔口的直径大得多,采用大流量出流,解决了滴灌系统灌水器易堵塞的难题,一般只要在系统首部安装60~80 目的筛网式过滤器即可,由于过滤器的网眼大,水头损失小,既降低能量消耗,又可延长冲洗周期。同时该技术利于施肥,苗木施肥时,可将化肥液注入管道内随灌溉水进入苗木根区土壤中,也可以将肥料均匀撒于渗沟内溶解,随水进入土壤,特别是施有机肥时,可将各种有机肥埋入渗水沟下的土壤中,在适宜的水、热、气条件下熟化,充分发挥肥效,解决滴灌不能施有机肥的问题。小管出流是一种局部灌溉技术,只湿润渗水沟两侧苗木根系活动层的部分土壤,水的利用率高,而且是管网输配水,没有渗漏损失,可以比地面灌溉节约用水50%以上。该技术对各种地形、土壤、苗木、果树等均可适用,操作简单,管理方便。
2.3.2 多孔式微喷带灌溉技术。低压管道输水灌溉是近年来发展起来的一种节水、节能型灌溉技术,通过人工措施或自然压力给灌溉水加压,由低压管网将灌溉水输入田间给水栓进行灌溉,其工作压力范围在0.2~0.20 mpa。管道输水系统占地少,适用性强,管理方便,减少灌溉水量渗漏和蒸发损失。利用这种多孔式微喷带作为灌水系统,形成以多孔式微喷带灌溉为主体的符合实际要求的微灌系统。多孔式微喷带是一种直径为40~60 mm 的黑色薄壁塑料软管,可折压成平管,薄壁微喷带壁厚一般为0.2~0.5 mm,有5 个相连的斜向孔,孔间距100~300 mm,横向孔间距为10 mm,孔径为1 mm,最大铺设长度可达80 m。多孔式微喷带工作压力低,一般喷洒宽度为3~5 m,喷洒水对作物冲击小,避免对人物打击损伤,不用时可以卷起收走,不妨碍作业除草。该技术可节省人工90%,投资约15 000 元/hm2,地上多孔软管每2 年更新1 次(地下管道不用),维护简单。微喷带喷洒水沿管道铺设方向成细雨状,保证了灌溉水均匀分布,渗水好,提高了田间水利用系数,水的利用率高,且管网输配水,没有渗漏损失,比地面灌溉节水80%,各种地形、土壤、苗木、果树、花卉等均可适用。
2.3.3 集水池集水灌溉技术。集水技术主要是修建小型蓄水设施,如蓄水池,具有用工少、投资少、见效快等优点,可将多雨季节的径流蓄存于当地,收集雨水再利用,用于生产灌溉,以解决旱季用水或灌溉用水,充分发挥降水的生产效益。结合其他节水技术措施,如“机井机械取水+集雨蓄水池自流+小管出流”的系统灌溉模式,可取得更好的应用效果。
大兴区发展节水型苗圃,需综合考虑,采用与各乡镇环境特点较为符合的节水灌溉方式,因地制宜,实现苗木优质增产、水源高效利用的目标,以改善林业生产条件,实现林业生产的节本高效和可持续发展。第一,谨慎选择喷灌的材料,尽量选择在自然分解后对环境污染小甚至没有环境污染的材料,防止因为发展节水型苗圃而造成环境污染;第二,注重节水,尽量使用成本相对较低的材料作为输水管道,避免因为成本过高而加重苗圃发展的经济压力,降低发展节水型苗圃的积极性;第三,专人管护节水设备,组织专门人员做好节水灌溉系统的管护工作,及时更换老旧管道,尽量使用耐磨损的材料制成的输水管道,防止因为管道破损而造成水资源浪费;第四,根据苗圃种植的品种及其生长习性,安装不同口径的出水口,提供各类苗木所需的适宜水分,避免因为灌溉水量的一刀切,阻碍苗圃的苗木生长;第五,做好试点工作,先以少量苗圃作为试验基地,如小管出流或者多孔微喷带技术效果理想,再进行大规模推广,避免因为盲目推广而造成损失;第六,加强对节水技术发展的关注,尝试引进,逐步推广。