高壟覆膜滴灌栽培技術研究概述

杜正香，卜崇興，張艷苓，樊曉亮

（江蘇太倉戈林農業科技有限公司，215400）

高壟覆膜滴灌栽培技術研究概述

杜正香，卜崇興，張艷苓，樊曉亮

（江蘇太倉戈林農業科技有限公司，215400）

本文綜述了高壟覆膜營養液滴灌技術的參數指標設置、膜下滴灌條件下水鹽運移規律及其影響因素等方面的研究進展，并對其當前存在的問題進行了分析和對今后的研究方向進行了展望。

高壟；膜下滴灌；技術參數；水鹽運移研究

覆膜種植是一種新型的農業種植技術，而滴灌是一種農業節水灌溉技術，將滴灌節水技術與覆膜種植技術集成創新，開發出了高壟覆膜營養液滴灌栽培技術，為有效改良貧瘠土壤、開發利用鹽堿地和次生鹽堿地開辟了一條新途徑。與普通滴灌技術相比，高壟覆膜營養液滴灌栽培技術通過對滴灌技術參數的合理設置，可大大減少棵間蒸發量，抑制鹽分上移，有效淋洗鹽分，降低返鹽程度，為作物主根系創造一個良好的水鹽環境[1]，而且節省肥料，降低環境污染。

近年來，該技術在江蘇太倉、新疆吐魯番、山東泰安等地的示范推廣表明，高壟覆膜營養液滴灌栽培效果顯著，與常規土壤栽培相比，節肥45%左右，節水30%～50%，增產15%～30%。本文主要從高壟的大小與形狀、營養液滴灌濃度、滴灌頻率等技術參數，及膜下滴灌條件下土壤水鹽運移的研究等方面進行了綜述，以期為鹽堿地及次生鹽堿地的進一步開發利用提供新的方法和理論。

1 高壟覆膜滴灌的技術參數研究

高壟覆膜全價營養液滴灌制度的運行特點為全生育期適宜灌水4～5次，通過定時器控制滴灌量和滴灌頻率；滴頭流量為1.7 L/h，滴頭間距30 cm；苗期每株每天滴灌晴天為 360 mL，結果初期540 mL，結果盛期630 mL，每次滴灌歷時3 min，早晚各1次，其余在10：00～15：00；陰雨天可適量減少滴灌量或不滴灌[2]。

1.1 壟的大小和形狀

高壟為根系生長提供了一個與周圍土壤隔絕的環境，滴灌間期內，只存在地下土壤的返鹽，大大降低了返鹽程度。由于土壤只作為載體，考慮到高壟膜下滴灌條件下土壤的水鹽運移特征，壟的設計應滿足滴灌期內最大程度的洗鹽和最低程度的返鹽，同時還應考慮土地的生產效益問題。尤秀娜等[3]以黃瓜為試材，根據膜下土壤水鹽遷移特征，探討得出黃瓜生長最適單行栽培的壟頂部為平整的半圓柱形，底寬35 cm、頂寬15 cm、高25 cm。

1.2 滴頭間距

利用高壟覆膜營養液滴灌開發利用鹽堿地，每個滴頭所淋洗的鹽分以滴頭為中心向四周遷移，故在濕潤體邊緣鹽分含量最高。在布設滴頭時，使濕潤體進行交疊，從而使兩濕潤體相遇后形成零通量面，迫使零通量面附近的水分垂直向下運動，并使兩滴頭中間部分的鹽分向下遷移，沿種植方向形成壓鹽帶，以利于作物正常生長。一般滴頭間距可設為計劃濕潤深度的2/3[4]。實踐證明，用滴灌進行頻繁灌水情況下，滴頭形成的淡化帶深度，對于一年生作物可達30～40 cm；而對于多年生作物如葡萄，可達80～100 cm[5]。高壟、滴灌的滴頭間距（即株距）設置為30 cm時，能使根區土壤的含鹽量保持在滴灌水本身的含鹽量范圍內。

1.3 營養液滴灌濃度

高壟覆膜滴灌栽培的營養液采用本公司研制的瓜果類蔬菜栽培通用配方，用pH值6.5～7.2的自來水或雨水來配制。一般將配制好的營養液裝入貯液池或貯液罐內，用灌溉機或水泵抽水滴灌。在高壟膜下滴灌過程中，當合適濃度的營養液滴入土壤時，因重力和毛細管作用，會在滴頭附近形成一個倒漏斗狀的浸潤區域，將該區域土壤中的一些可移動離子（包括有益和有害離子）淋洗到土壤耕作層以下[6]，在根系周圍形成一個營養元素齊全、配比合理、水氣充足的土壤環境區域。

大多數作物適宜的EC值為0.5～3.0 mS/cm，最高不超過4.0 mS/cm，過高易造成土壤鹽分的積累，過低則不能滿足作物的正常生長需要。王佳倩等[1]以春秋王黃瓜為材料，研究發現，EC值2.5 mS/cm為黃瓜栽培的最適濃度。在此濃度下植株生長健壯，有較好的品質和較高的產量，且具有減緩土壤次生鹽漬化的作用。尤秀娜等[7]通過研究在次生鹽堿地上利用高壟、覆膜滴灌全價營養液栽培黃瓜，發現1/2標準計量濃度是最適濃度。在此濃度下黃瓜產量最高，而且可以顯著降低黃瓜果實內的硝酸鹽含量。若采用不同生長階段滴灌不同濃度的全價營養液，則在苗期用1/4標準劑量，結果初期用1/2標準劑量，結果盛期用標準劑量。這樣既不會浪費肥料，又不會影響植株的生長。

1.4 滴灌頻率

高壟膜下滴灌栽培，通過定時器控制滴灌量和滴灌頻率。一般的土壤，定植初期滴灌清水，待緩苗后以不同濃度的全價營養液處理。以黃瓜為例，4葉1心前每株滴灌140 mL/d，4葉1心至結果初期滴灌320 mL/d，結果初期至盛期滴灌500 mL/d，結果盛期開始滴灌600 mL/d。滴灌在每天9：00～15：00進行。植株缺水時滴灌清水，陰雨天可適量減少滴灌量或者不滴灌。

若是鹽堿化土壤，首先滴灌清水，將土壤中可移動離子淋洗到下層土壤，然后滴灌全價營養液，使耕作層內含有適宜的全價營養成分；若是瘠薄土壤，則可直接灌溉全價營養液。等土壤含水量低于30%，稍微疏松后，就可以播種或定植作物，定植后要再滴灌1次營養液；待緩苗后，根據土壤的干濕情況滴灌營養液。但苗期1周最少滴灌1次，生長盛期每天滴灌1～2次，滴灌量依作物而定。

柴付軍等[8]研究發現，鹽堿地膜下滴灌時的灌水頻率對棉花生長有積極的影響，高頻灌溉的果枝數和單株成鈴數均高于低頻灌溉。在灌水量相同的情況下，高含鹽量土壤花鈴期高頻滴灌時，棉花增產28%，而對于低鹽土，灌溉頻率對產量沒有顯著影響。

1.5 淋洗效果

膜下滴灌能減少鹽分對作物的傷害；高壟覆膜種植有利于抑制土壤積鹽，尤其是抑制表層土壤的積鹽[9]。因此，采用高壟覆膜全價營養液滴灌，能夠有效淋洗鹽分、降低返鹽程度。此外，高壟膜下滴灌為“勤灌”，灌水次數多、頻率高，具有稀釋土壤鹽分濃度的能力，可以將鹽分遷移到作物根系層以外區域，從而避免了作物葉面鹽分積累的損害[4]。

王全九等[10]研究表明，覆膜種植能夠顯著抑制土壤鹽分，土壤鹽分含量比常規不進行覆膜種植的可減少26.65%。尤秀娜等[7]通過研究高壟覆膜滴灌全價營養液對次生鹽堿地種植黃瓜的影響，發現在栽培結束后，鹽堿土土壤EC值下降，表明高壟覆膜膜下滴灌能充分淋洗鹽分，不會對植株生長造成鹽脅迫。采用該栽培技術，可以有效地開發利用次生鹽堿地。

2 膜下滴灌水鹽運移的研究

2.1 膜下滴灌水鹽運移規律的研究

高壟覆膜營養液滴灌條件下土壤水鹽運移實質上是點源水鹽運移，包括點源水分運移和鹽分運移。在鹽堿地的滴灌條件下，土壤中鹽分的運移一般包括表土鹽分的淋洗脫鹽和土壤鹽分隨著水分的再分布而遷移兩個重要過程[10]。膜下滴灌水鹽運移規律表現為：在水平方向上土壤鹽分向滴灌作物生長區域的兩側運移并積累在作物行間的土壤表層；在垂直方向由于土壤常保持一個濕潤狀態，土壤溶液濃度較高，土壤鹽分稀釋，鹽分濃度下降，耕作層鹽分含量降低，土壤鹽分向耕作層以下運移并發生聚積[9]。

滴灌條件下水鹽運移規律研究在國外已進行多年，并取得了一些有價值的成果。Bresler等[11]利用試驗和數值模型模擬研究了滴灌條件下土壤水鹽分布的一般規律，點源滴灌時，滴頭下土壤鹽分向各個方向增加，土壤鹽分分布隨著滴頭流量、灌水量和土壤質地而變化。鹽分的運移與土壤含水量關系很大，在滴頭附近，土壤含水率大，鹽分濃度低；濕潤峰內側鹽分濃度高，而在濕潤峰以外土壤鹽分濃度不變[12]。Mmolawa等[13]對有無作物栽培的情況下的滴灌土壤鹽分的運移作了比較，發現有作物種植時，土壤鹽分濃度高于無作物栽培時的濃度，表明作物根系吸水對土壤鹽分運移的影響較明顯。

國內滴灌條件下水鹽運移規律的研究也取得了一些成果。李光永等[14]研究表明，地表滴灌濕潤圈隨著滴頭流量的增大而增大，且濕潤圈內相同位置的土壤含水量也隨流量的增大而增大。滴頭流量和土壤初始含水量增加，地表積水范圍增大，濕潤體垂直距離減小，滴頭附近含水量增加，利于土壤鹽分淡化；灌水量增加，濕潤體的范圍增加，利于土壤鹽分濃度的淡化[15]。土壤表層含鹽量隨灌水礦化度增加而增加，用微咸水灌溉會導致土壤表層鹽分不同程度的積累[10]。點源滴灌條件下，當滴頭流量大于土壤入滲速度時，土壤表面出現積水區并向四周擴展，促使土壤濕潤區水平運移速度增大，而垂直運移速度相應減小；相反，當滴頭流量小于土壤入滲速度時，土壤表面積水區很小或者不出現積水區，濕潤區垂直運移速度比水平運移速度快。而當滴頭流量不變而滴水量增加時，土壤入滲速度隨時間而降低，其入滲速度逐漸小于滴頭流量，土壤濕潤區的水平運移速度加快[16]。

2.2 土壤鹽分與有關離子的研究

采用高壟覆膜全價營養液滴灌栽培，可以把背景土壤中可移動的離子（有益及有害離子）淋洗到土壤耕作層以下，使耕作層為作物提供營養元素齊全、配比相對合理的生長環境[1～3，7]。全價營養液的濃度是按照植株不同生育期對養分的需求確定的，并且全價營養液中不含Cl-、和Na+等不易被灌溉水分淋洗的有害離子[17]，因此，灌溉結束后，不會對土壤造成毒害。

王振華等[18]通過膜下滴灌分析了不充分供水條件下3種流量和 4種灌水溫度對Na+、Cl-和Ca2+運移的影響。試驗表明，4種鹽分離子的活性在濕潤土體中均受到灌水溫度的影響，且活性隨灌溉水溫的提高而增強，相應的運移能力也有增加的趨勢。丁新利等[19]研究表明，在覆膜條件下，Cl-在土壤含鹽量中的比重減少，而比重增加，表明膜下滴灌Cl-的遷移速率比快，在脫鹽過程中上層土壤中的Cl-比S向下遷移數量多，因此覆膜具有抑制鹽分上移，減少和降低耕層土壤有害鹽分的作用。

3 高壟覆膜滴灌技術的應用研究

高壟覆膜滴灌技術結合了膜下滴灌技術與覆膜栽培技術，具有增溫保墑、抑制株間蒸發、避免水分深層滲漏、節水節肥、增產增效等特點；還可改善土壤水、氣、熱等特征，進而改善土壤質量，使其更利于作物生長及根系分布[20～22]，從而提高了水肥利用率和改善蔬菜品質，避免施肥不合理造成營養過剩和鹽分積累等，從而達到省工、省力和環保栽培的目的[23]。

膜下滴灌能使根系密度增加、莖稈變粗、葉面積指數增大、早熟[24～26]、增產[27，28]。此外，Bhella等[29]還發現土壤的增溫可增加根系吸水量。

與露地栽培相比，高壟覆膜滴灌全價營養液栽培的黃瓜產量、果實維生素C、可溶性糖和有機酸含量均略有提高[7]。太倉農業園區的栽培示范表明，高壟全價營養液栽培的番茄生長勢較強，植株生長發育較好；在整個生育期內，植株自第一花序開始至拉秧生長量均顯著高于傳統滴灌栽培，莖稈粗壯，葉面積較大，植株生長健壯，各花序開花時間較早，成熟期提前。與傳統的土壤栽培相比，總產量提高45%左右，節水節肥達到40%以上，增產20%，栽培效果十分顯著，具有很好的推廣應用前景。

4 問題與展望

高壟覆膜營養液滴灌可以有效解決傳統設施生產模式造成的土壤次生鹽漬化、土壤結構被破壞等問題，對促進我國設施生產與環境和諧可持續發展有重大意義。但是高壟、膜下滴灌是局部灌溉技術，其土壤濕潤范圍小，對作物根系分布和根系結構有一定的約束，對作物根系吸水會有影響，因此，該技術并不能夠完全治理鹽堿地，但是合理的滴頭流量、滴水量和灌水制度組合可以使滴灌技術在作物根區形成一個低鹽區，有利于作物的生長。

近幾年來國內外對膜下滴灌的研究取得了一定的進展，但對于高壟覆膜滴灌技術的相關研究還甚少，尤其是水鹽運移等方面。隨著高壟覆膜全價營養液滴灌技術的深入研究與應用推廣，將會獲得更多實際應用參數指標和完善的栽培技術規程，使該技術更加的成熟，為設施次生鹽漬化土壤改良及次生鹽堿地設施蔬菜栽培工作奠定堅實基礎。

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Research on Technology of High-ridge Drip Irrigation Cultivation under Mulch Film

DU Zhengxiang,BU Chongxing,ZHANG Yanling,FAN Xiaoliang
(Taicang Gelin Agricultural Technology Co.,Ltd,Jiangsu 215400)

The research progresses of the technical parameters setting,the movement law of soil water and salt and its affecting factors in the condition of high-ridge drip irrigation under mulch film were summarized.The current problems of the technology were analyzed,and the application prospects of the technology were also stated.

High ridge;Drip irrigation under mulch film;Technical parameters;Research on soil water and salt movement

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.22.001

2010年江蘇省三項工程項目[sx（2010）096]

杜正香（1985-），女，碩士，主要從事設施蔬菜栽培與研究工作，E-mail：xiang_0710@163.com

卜崇興，通信作者，E-mail：cxbu66@126.com

2011-09-12