渗灌技术的优势及应用

泡泡思念小猪

    渗灌是灌溉水在一定灌水压力下通过埋在地下土层中的渗灌管渗出，凭借土壤毛细管作用给作物根层供水的一种先进的灌水方法，近年来在美国、法国、意大利、日本和以色列等国家被广泛应用于温室、果园及城乡绿化等灌溉中，引起了很多学者及科研单位的关注。本文结合保护地渗灌试验，介绍渗灌的技术优势和渗灌的应用技术，以促进渗灌在保护地中的推广应用。
     1 保护地渗灌的技术优势
     1．1 灌水质量高，节水效果显著
     渗灌是通过埋在地下的渗灌管给作物根系直接供水，灌水均匀，供水稳定，通过控制灌水量，也可以有效地降低深层渗漏，灌水质量高，能有效地解决作物的水分需求，减少水分的无效消耗。灌水后，土壤表层仍能保持干燥，水分棵间蒸发减少，利用率提高。试验表明，番茄保护地渗灌栽培比沟灌节水达47％～54％，比滴灌节水也达10％以上，节水效果十分显著。
     1．2 减轻病虫害，减少农药用量，节约开支
     很多保护地的病虫害都是在高温或高湿条件下引发的，而渗灌使作物棵间蒸发减少，室内空气湿度降低，能有效地阻止病虫害的发生。保护地渗灌可使番茄灰霉病降低80％以上，在2000年大棚番茄渗灌栽培试验中，室内的平均相对湿度都低于75％，基本没有灰霉病的为害，而相邻采用沟灌的大棚则用药3～4次。
     1．3 减少灌水次数，便于田间管理
     由于渗灌可以提高水分利用率，减少水分的无效消耗，因此，渗灌的灌水间隔长，灌水次数少，如春季番茄栽培，采用沟灌一般平均3～5天灌一次水，而渗灌则5～8天灌一次水，渗灌灌水省工省时，便于田间管理。
     1．4 抑制杂草生长
     采用渗灌，土壤表层比较干燥，能有效地抑制杂草生长。在我们渗灌试验中，只是在番茄定植后不久除草一次，以后不再除草。
     1．5 增产增收
     渗灌直接给作物根系供水，供水稳定，土壤升温快，通气性好，水、肥、气、热比较协调，利于作物对水分和肥料的吸收利用，作物生长发育好，比沟灌增产50％以上。另外，果实发育好，病虫害轻，产品品质好，收益高。
     2 保护地渗灌技术的应用
     2．1 渗灌系统的组成
     完整的渗灌系统包括水源、输水管、支管、渗灌管和过滤装置、施肥装置、加药装置、加温装置、排气装置、测压装置等附助装置。目前生产中可采用简易的渗灌系统，只包括水源、输水管、支管和渗灌管等。其中水源可使用自来水、小功率水泵直接为输水管供水；也可以在保护地内或附近修建水池（水池底部高度在1m以上），水池出水口加一滤网，以水池蓄水，然后为输水管供水。输水管采用塑料管和橡胶管均可，支管用管径为40～70mm的硬质塑料管，渗灌管采用专用的塑料多微孔渗灌管、滴灌带或打孔塑料管。
     2．2 渗灌管的埋设
     埋设渗灌管的关键是确定渗灌管的深度和间距。
     渗灌管的深度因土壤类型和作物种类而不同，一般情况下，砂质土要浅，粘质土可适当加深。为了便于耕作，又能满足一般作物对水分的需要，可以把渗灌管埋在30cm深处。对于个别浅根作物，渗灌管可埋在15～20cm深处。保护地果树栽培渗灌管可埋在40cm深处。
     渗灌管的间距主要受土壤类型和灌水压力影响。一般为40～100cm，其中，在砂质土中间距较小，粘质土中间距较大；灌水压力较大时，渗灌管间距可稍大，灌水压力较小时，渗灌管间距也应较小。对于番茄、黄瓜、辣椒等行栽作物，渗灌管间距可以与作物行距相同，作物定植在渗灌管上方；也可以隔两行作物埋一根渗灌管，渗灌管在两行作物中间。
    此外，在多雨地区，可以按作物行距摆放渗灌管，然后在渗灌管上方堆出垄沟，作物就定植在垄沟上。作物生长完成后取出，下季再按同样的方法应用。
     2．3 灌水量和灌水时间间隔
     采用渗灌要控制好灌水量和灌水时间间隔，灌水时要注意作物种类、作物生长状况、天气状况和土壤类型等因素的影响。在保护地栽培中，一般果菜类作物可6～8天灌一次水，一些叶菜类作物可4～6天灌一次水。每次667m2灌水量可控制在160～200m3。
     2．4 渗灌灌水应注意的问题
     在作物生长的苗期，为更好地满足作物对水分的需要，可适当缩短灌水时间间隔，3～4天灌一次水，灌水量可适当减少；也可以沟灌一次或两次水以补充水分。
     作物每次灌水量不可太大，否则，不但会造成水分的浪费，而且会使土壤表层湿润，使渗灌的技术优势受到影响。

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地下灌水技术

（一）渗灌技术及其特点 为了有效地控制和降低保护地内环境湿度，保证作物适宜的生长条件，目前，除采用地面上的滴灌、微喷外，有些地区还在保护地中实施地下灌水或称渗灌。它是利用理于地表下开有小孔的多孔管或微孔管道，使灌溉水均匀而缓慢地渗入保护地作物根区地下土壤，借助土壤毛管力作用而湿润土壤的一种灌水方法，主要适宜于要求空气湿度较低的作物栽培中应用。渗灌与其他灌水方法相比较，具有以下显著特点：     1．节水、节能和便于中耕 渗灌只湿润地下部分土壤，地面蒸发量小，因此非常节水；而满水器的工作压力为0，6～3米，灌水所需动力较小，节能；且毛管或出水管道理于地表下，不会妨碍地面上的中耕、喷药等。     2．不破坏土壤结构 由于出水毛管及出水器的出流均匀而缓慢，仅借助于土壤基质吸力或毛细管作用力湿润土壤，所以，不会破坏灌溉区域内的土壤结构，且同时能够保证田间土壤具有良好的通透性。     3．降低保护地环境湿度，有利于防止杂草丛生和病虫害发生 保护地中由于温度和湿度通常均较高，作物病虫害容易发生，采用地下渗灌后，由于土壤表面较为干燥，因此棵间蒸发量大大下降，能有效地控制环境湿度及防止杂草生长和作物病虫害的发生。     渗灌技术虽具有上述优点，但由于出水管道理于地表下，且出水口较小，而作物的根系具有趋水性作用。因此，容易产生出口堵塞；选择的渗灌管出流量不适当时，也常出现深层渗漏现象。因此，需要合理确定灌水技术要素指标，防止发生深层渗漏。     （二）地下滴渗管道     目前，生产实践中的地下灌水技术（或渗灌）有很多方法，但保护地中应用最多的方法有地下微孔渗灌技术及多孔管地下滴灌技术。但是，由于多孔管地下滴灌技术应用中还存在一些问题，技术要素组合有待进一步研究，所以，下面仅就地下微孔渗灌技术进行介绍。     1．渗水管道 目前世界上现代渗水管大致有三种类型：     ①意大利生产的直径φ10～20毫米的塑料渗水管，管壁上开有5～10毫米的纵缝，每条管道长为100米，埋于地下使用。使用时管道两端均与供水管连接，管内水流流速很低，流态为层流，供水对管壁因受力膨胀使纵缝张开向外渗水，停水时纵缝闭合。     ③法国生产的由塑料加发泡剂和成型剂混合挤压成型的塑料渗水管，管壁有无数发泡状微孔，可以理入地下，也可铺设于地表使用。供水时，水沿发泡孔状的管壁渗出或沿管壁均匀地喷出极细的水流，渗水量的大小及渗水均匀度主要取决于运行压力、泡孔的孔径和材料的均匀性。     ③美国生产的由废旧橡胶、塑料树脂和一些特殊的添加剂，经过科学配方和特殊加工艺制成的橡胶渗水管，其管壁上布满了许多肉眼看不见的细小弯曲的透水微孔，在低工作压力下水从透水微孔中渗出。     （三）地下灌水系统的设计     1．渗水管理设深度的确定理设的形式有两种，一种是开沟后将渗灌管理入沟内，然后回填，如图4-16；另一种更适合多雨地区，在地表铺设渗灌管，然后堆出如图4-17的埂或台田。         渗灌管的埋设深度主要取决于作物的种类，一般可参考表4-19的推荐值确定理设深度。         2．渗水管间距的确定渗灌灌水是在小流量、长时间下进行的，除渗水管本身的流量指标外，土壤的毛细管力对渗水管的渗水量有直接的影响，土质不同，渗水管的埋没间距也有所区别，较大面积均应按实测资料进行设计，在没有实测资料的情况下，可按表4－20推荐数值确定间距，也可按经验公式（4-32）确定（适用于小孔渗灌管）。渗灌湿润区如图4-18所示。             3．渗灌入口压力的确定 确定渗灌入口压力大小的主要依据是渗灌地块单根渗灌管最大铺设长度，以出水管道首末流量偏差不超过20％为宜。如对华源渗灌管S2040。渗水管百米渗水量见表4-21，根据保护地尺寸，合理选择渗灌管铺设长度，并从表4-21中查出首末端渗灌管出水量偏差不超过20％，选择合理的渗灌入口压力。     4．渗灌管用量计算 下面介绍确定渗灌系统田间渗灌管用量的一般方法。设保护地长度为A（米），保护地宽度为B（米），保护地个数为C，渗灌管铺设间距为d（米），则     5．主管及支管管径的确定及布置 主管及支管的管径应在满足系统流量要求的条件下，使管径最小，以降低工程造价。管件尺寸可按微灌技术规范进行设计计算。