玉米膜下滴灌在大慶市的發展與推廣

楊 鵬，郭鳳臺，徐芳艷

（1.河北工程大學 水電學院，河北 邯鄲 056038；2.中國灌溉排水發展中心，北京 100054；3.邯鄲水文與水資源勘測局，河北 邯鄲 056001）

玉米膜下滴灌在大慶市的發展與推廣

楊 鵬1，2，郭鳳臺1，徐芳艷3

（1.河北工程大學 水電學院，河北 邯鄲 056038；2.中國灌溉排水發展中心，北京 100054；3.邯鄲水文與水資源勘測局，河北 邯鄲 056001）

玉米膜下滴灌技術是覆膜種植與滴灌技術的相結合，初步實現了澆水、施肥一體化和可控化，由傳統的大水漫灌，轉向了浸潤式灌溉。膜下滴灌與常規種植方法相比較，節水、節肥、省工、節地、增產、提質、增效。大慶市在氣候特點和社會需要等方面很適合發展玉米膜下滴灌。該文在分析玉米膜下滴灌節水、增產機理的基礎上，從大慶市的氣候條件，現代農業需要和產生的效益等方面論述了大慶市發展玉米膜下滴灌的必要性。雖然其推廣中仍存在一定的問題，但膜下滴灌的優勢已經顯現。

玉米；膜下滴灌；發展；推廣；節水；效益；

1 概述

膜下滴灌是覆膜種植與滴灌相結合的一種先進灌水技術，也是地膜栽培抗旱技術的延伸與深化。它根據作物生長發育的需要，將水通過滴灌系統在作物根系范圍內進行局部灌溉，同時可根據需要將化肥和農藥等隨水滴入作物根系。作為一種新型的節水灌溉技術，與地表灌溉、噴灌等技術相比，有著無可比擬的優點，是目前最為節水、節能的灌溉方式。由于膜下滴灌的配水設施埋設在地面以下，管材不易老化，灌水時土壤表面幾乎沒有蒸發，避免了水的深層滲漏和地表徑流，使作物對水、肥的利用直接有效，提高了作物的產量和品質，實現了增產增效的目的。

我國是農業灌溉大國，也是水資源緊缺的國家，發展節水灌溉，是緩解我國水資源緊缺的戰略選擇，是保障國家供水安全、糧食安全、生態安全，支撐經濟社會可持續發展的迫切需要。黑龍江大慶地區，經過近幾年的膜下滴灌探索實踐，將膜下滴灌技術應用于玉米種植中，取得了一定成效，并形成了相應的膜下滴灌配套栽培技術，將現代耕作模式、栽培模式、管理模式進行綜合，充分發揮膜下滴灌高效節水、節肥、省工、節地、提質、增效和增收的優勢。

2 玉米膜下滴灌的節水與增產機理

2.1 節水機理

2.1.1 有效杜絕深層滲漏損失，提高田間水利用率

常規灌溉，如灌水量過多，超出田間持水率的部分在重力作用下入滲成為無效的深層滲漏水。經實際測定，采取溝灌時，耕層40cm以下的滲漏水占灌溉水的35%～50%，而膜下滴灌的水分多集中在40cm以上土層，一般沒有深層滲漏現象。

2.1.2 有效抑制田間無效水的蒸發

采用膜下滴灌可改變對作物生長不利的氣候因素，滴入膜下土體的水分，僅消耗于植株的蒸騰，抑制了土壤水分的蒸發，保墑效果明顯。同時，采用膜下滴灌,通過系統過濾,隨水而來的雜草種子無法進入田間,避免了雜草叢生。在整個生育期株間被地膜覆蓋,膜內溫度高,使原有雜草種子和雜草無法生長,有效抑制了雜草的繁衍，減少了雜草的耗水。

2.1.3 控制土壤次生鹽漬化，減少生育期壓鹽用水量

滴灌以頻繁小流量灌水方式使作物根區土壤經常保持在較高含水量狀況之下,同時在地膜覆蓋下,土壤水的毛細管運動和土壤蒸發減弱,鹽分隨上升水流積聚地表的機率較少,即使有鹽分積累也僅在濕潤區邊緣,對作物苗生長的危害不大,無須增加太多灌水壓鹽。

2.2 增產機理

膜下滴灌適時適量供水，調節根區土壤的水、肥、氣、熱是促進作物生長向著理想株型發展的前提。其增產機理為：

（1）覆膜種植，地溫變化較穩定，有利于作物早出苗，出全苗。據大田觀測膜下滴灌較常規灌提早出苗2～3d，出苗率高達95%。

（2）根部土壤疏松，形成良好的水、肥、氣、熱小氣候，為作物生長創造了有利條件。

（3）膜下滴灌可適時適量供水，對作物起到有效的促控作用。

（4）保肥效果好，利用率高。

（5）可有效抵抗自然災害的影響，加快作物的生育進程。

（6）可有效抑制病蟲害的傳播，作物病蟲害發生少。

（7）膜下滴灌有很好的洗鹽壓堿作用,在滴水補墑的同時使水分縱橫向運動，在淡化的濕潤區內為玉米根系創造了一個低鹽環境,有利于玉米生長,獲取高產。

3 推廣玉米膜下滴灌的必要性

3.1 氣候水文環境所迫

大慶市境內無天然水系，多年平均降水量440mm,蒸發量1600mm,氣候特點是“十年九旱”，干旱缺水是制約農業發展的主要矛盾。20世紀90年代以來，在解決干旱問題上，大慶市進行了一系列的探索，經歷了打小井、坐水種，解決出苗問題；打深井進行壟灌、溝灌、漫灌，解決苗期干旱問題；配套白龍及輸水管，解決長距離輸水問題。隨著水源井數量的增加，每逢重旱，地下水位就會大幅下降，局部地區地下水補給不足，小井常發生集中掉泵現象，大井雖然能出水，單眼機井的漫灌控制面積僅為4.6hm2。多年實踐證明，粗放的灌溉模式成本高、效益差，如果不采取高效節水措施，干旱問題就無法從根本上解決。

3.2 發展現代農業的需要

在發展現代農業的諸多要素中，水是最基礎、最關鍵的因素。發展高效節水農業，特別是發展玉米膜下滴灌技術，有利于加快現代農業的發展。膜下滴灌技術是滴灌技術與覆膜技術有機結合的產物，為了更好地發揮它們結合的效力，需要土地集約化、耕作機械化、品種優質化、管理科學化的強力支撐，以實現提高勞動生產率、增產、增效等目標。因此，推廣玉米膜下滴灌技術，是對傳統農業生產的一次革命。而統一種子、統一播種、統一施肥、統一灌水，有利于加快土地流轉、規模化經營的進程，有利于提高農業生產機械化水平，促進傳統種植業向產業化、集約化經營轉變。

3.3 效益顯著

3.3.1 節水

滴灌由于用水集中和保水長效，每年可減少兩次抗旱。滴灌僅濕潤作物要系發育區，每個滴灌滴頭的浸潤半徑在40～50cm，屬局部灌溉。“輸液式”的灌溉方式上，使澆地變成了澆作物，水的利用率明顯提高。實驗表明，滴灌用水量是漫灌的1/7，是噴灌的1/2。

3.3.2 節肥

膜下滴灌將可溶性肥料溶入施肥缺罐，隨水直接注入作物根區的土壤中，膜下滴灌有地膜覆蓋，減少了追肥量，施肥量可減少30%～40%，肥效利用率提高三成以上，并且可以做到適時適量供給，保證了玉米始終在適宜肥效下生長。

3.3.3 節電

采用膜下滴灌每畝耗電15kW·h，噴灌是35kW·h，管灌為65kW·h，每度電需0.525元，滴灌比其他兩種形式每小時分別節約電費10.5元和26.25元。

3.3.4 省工

減輕勞動強度，提高勞動生產率。膜下滴灌，由于行間無灌溉水分，因而雜草不宜發生，能減少鋤草投工。膜下滴灌又不需人工平整土地和開溝打畦，實行自動控制，“推閘、放水、擰龍頭”操作簡便，大大降低了田間灌水的勞動量和勞動強度。一個標準工管理的定額由1.5hm2增加到6.5hm2，而且開1眼井灌1hm2地，過去需要3個人進行管理，現在只需1個人管理，勞動生產率提高了80%。

3.3.5 節地

膜下滴灌工程不占土地，沒有壟行和地溝的限制，田間的干渠、支渠等明渠被地下輸水管道和滴灌帶所替代，土地利用率提高了6%。

3.3.6 提質、增產

玉米高產品種都是高喜肥、喜水，密植品種。實踐證明，玉米膜下滴灌能增加玉米良種所需的有效積溫，在玉米關鍵生育期內可適時適量補水和施肥，改善土壤的理化性能，保證畝出苗株數為4000～4500株，給玉米生長提供了良好的水、肥、氣、熱生長環境，不但實現了苗齊、苗壯，后期棒粗、粒飽，且含水率低，能夠保障玉米優質高產。根據大慶地區推廣經驗，普通玉米平均畝產量為450kg，實施膜下滴灌后平均畝產量為1000kg。

3.3.7 增收

大慶玉米膜下滴灌試點表明，膜下滴灌平均畝投入成本576元，大田直播平均畝投入成本300元。雖然每畝成本增加了276元，但由于前者比后者每畝玉米可增產500kg以上，故畝凈增收可達400元以上。

4 系統模式和栽培模式

4.1 系統模式

4.1.1 系統組成

滴灌系統由水源工程、首部樞紐、輸配水管網、灌水器及控制、量測和保護裝置等組成。

（1）水源為井水，過濾系統采用離心+網式的組合過濾器，過濾精度120目，施肥裝置采用壓差式施肥罐，容積根據系統地塊大小而定。

（2）輸配水管網。干支管鋪設在地面，為可拆卸薄壁軟管，灌溉時連接軟管通水灌溉，灌溉結束后可拆下運回倉庫保管。毛管選用單翼迷宮式滴灌帶，規格為φ16×300×0.2mm，額定工作壓力0.1MPa。

4.1.2 系統投資

滴灌系統一次性投入（材料費）280元/畝，以后每年更換滴灌帶等投入100元/畝。

4.2 栽培模式

4.2.1 栽培模式

膜下滴灌玉米采取起壟、寬窄行、穴播種植，株行距配置為30cm＋70cm，平均行距50cm，株距22cm，畝密度6000株，如下圖所示，田間種植方式為1膜1管2行玉米，滴灌帶鋪設在膜下2行玉米中間。

4.2.2 播種模式

機械播種前應對播種機具進行全面維修調試，并安裝好滴灌帶鋪設裝置，根據種植模式調整好間距，使播種機達到最佳待播狀態。播種時鋪帶、覆膜、播種一次完成。

機械條播是目前普遍使用的一種方法，可覆膜、施肥、鋪滴灌帶一次性完成。播種時可不帶種肥，灌溉中可隨水施肥。

5 玉米膜下滴灌的發展與推廣中存在的問題

（1）對設備要求高。進口滴灌設備質量雖好，但價格高。絕大多數滴灌工程主要使用國產設備，但國產的滴頭、滴灌帶或滴灌管等產品在壓力補償、抗堵塞、灌水均勻度和材質的抗老化等方面質量不穩定，管材配套性差，容易漏水，過濾器以篩網過濾器為主，使用壽命短，過濾效果不理想，容易導致灌水器堵塞，甚至造成工程報廢。

（2）缺乏成熟的水肥耦合技術。在水、肥、鹽、熱運移規律研究方面，對膜下滴灌水、鹽、熱運移的定性和定量關系研究得不深入，如不同深度的溫度和濕度變化規律、濕度梯度對土壤水分運動與保持的影響、土壤層水分和熱流運移規律、溫度與水分運動、鹽分遷移之間的耦合關系等都有待于進行深入的研究。

（3）工程設計尚需進一步改進。玉米是一種可以連作栽培的作物，滴灌的田間輸水管路既可全部鋪設在地面移動使用，也可埋在犁底層以下固定使用。田間輸水管路和滴灌帶也可全部采用一次性使用。究竟采用哪種形式更科學、更經濟，還需深入研究。

（4）由于滴灌供水量較小，為保證灌溉效果，常采取生育期不揭膜的方式，減少田間蒸發量。冬、春季揭膜效果差，長此以往，造成田間地膜殘存量較大，影響作物正常出苗及生長發育。

（5）該項技術推廣仍屬起步階段，農民還沒有真正掌握其技術要領，沒有得到農民的真正認可。

（6）資金短缺。由于農民收入水平低，而膜下滴灌一次性投入資金大，若無各級政府的連續幾年的資金支持和強有力的行政推動，推廣玉米膜下滴灌仍然存在一定困難。

6 結語

由大慶市發展玉米膜下滴灌經驗可知，膜下滴灌具有節水增產、保墑增溫、減少蒸發、保土保肥、抑制雜草和防止土壤鹽堿化等優點。盡管推廣中受經驗不足等因素的影響,有些問題尚待進一步研究總結,但從節水增產角度出發,膜下滴灌潛力很大，完全滿足大慶地區玉米種植和耕作的要求，為解決干旱和水量不足,緩解春季爭水矛盾起關鍵作用。

玉米膜下滴灌技術不僅適合在大慶地區大面積的發展與推廣，這項技術同樣也適于北方其他水資源緊缺地區。而且膜下滴灌技術除了應用在玉米外，還可應用在棉花、番茄、小麥、辣椒等30余種作物上，目前已推廣到了20多個省、市、自治區。同時，膜下滴灌技術也已成功走出國門，推廣到了塔吉克斯坦和巴基斯坦，并且取得了顯著效益。可見，膜下滴灌的推廣應用前景是十分廣闊的。

［1］馬麗輝，王春雨，范笑微.膜下滴灌農業節水技術的應用［J］.黑龍江水利科技，2004（4）：53-54.

［2］Vories,E.D.1;Tacker,P.L.2;Lancaster,S.W.3;Glover,R.E.3 Source：Drip irrigation of corn in Northeast Arkansas［J］.Agricultural Water Management,v 96,n 6,p 912-916,June 2009.

［3］Stone,Kenneth C.Bauer,Philip J.,Busscher,Warren J.,Millen,Joseph A.Source：Applied Engineering in Agriculture,v 24,n 4,p 455-464,July 2008.

［4］王立洪，葉含春，陳江山，等.棉花膜下滴灌節水增產的機理與效益分析［J］.中國農村水利水電，2002（10）：9-12.

［5］張大偉.玉米膜下滴灌系統組成及技術應用［J］.云南環境科學，2009，37（3）：90-91.

［6］中國灌溉排水發展中心.東北四省重點地區玉米膜下滴灌發展規劃（2011-2015）［R］.

［7］劉一龍.龍江省西部半干旱玉米膜下滴灌節水增產增溫效應實驗研究［J］.中國農業，2009（10）：75-76.

［8］蘭存福.膜下滴灌特征及其研究現狀分析［J］.科技情報開發與經濟，2010,20（10）：150-151.

［9］孟軍，趙宏偉，孫偉，等.黑龍江省西部灌溉區膜下滴灌技術推廣運行機制探索［J］.東北農業大學學報，2011，9（11）：5-8.

［10］Mohapatra,B.K.,Lenka,D.And Naik,D.Effects of plastic mulching on yield and water use efficiency in maize ［J］.Annals of Agric.Res,1998,19：210-211.

［11］崔正輝，翟洪占，王茹.玉米膜下滴灌效益分析［J］.黑龍江水利科技，2011，9（1）：35-36.

［12］劉淑珍，黃志剛.2009年建平縣馬鈴薯膜下滴灌技術效益分析［J］.現代農業科技，2010（15）：132-133.

［13］聶為如，張玉莉.棉花膜下滴灌效益及存在問題［J］.新疆農機化，2003，（4）：23-24.

［14］楊金麒.影響膜下滴灌技術應用效益的主要因素及解決辦法［J］.新疆農墾經濟，2006（5）：59-60.

［15］玉米膜下滴灌前景廣闊［N］.大慶日報，2009-09-07.

Development and Promotion of Cron Growing Using Drip Irrigation under Plastic Membrance in Daqing City

YANG Peng1,2,GUO Feng-tai1,XU Fang-yan3
（1.College of Water Conservancy and Hydroelectric Power,Hebei University of Engineering,Handan056038,China;
2.China Irrigation and Drainage Development Center,Beijing1000543,China;3.Hydrology and Water Resourse Survey Bureau of Handan,Handan056001,China）

Cron growing using drip irrigation under plastic membrance is the combination of plastic membrance and drip irrigation technology,it has been made the initial realization of watering,fertilization integrated and controlled,the way of irrigation from traditional flood irrigation turned to be immersion irrigation.Comparing with conventional planting methods,drip irrigation under plastic membrance has more obvious effect on water saving,fertilizer saving,labor saving,field saving,improving quality and increasing production of the corn.Cron growing using drip irrigation under plastic membrance is very suitable to developed in the city of Daqing,because of its climate characteristics and social needs.On the basic of analyzing the principle of water-saving and product increasing,according to the climatic conditions in Daqing,the needs and the effectiveness of the modern agricultural,discussing the necessary for the development of drip irrigation of corn under plastic membrance.Although there are still some problems to resolve,the advantages of drip irrigation is obvious.

corn;drip irrigation under plastic membrance;development;promotion;water-saving;effectiveness

S257.6

B

1672-9900（2011）05-0077-03

2011-06-25

楊鵬（1985—），女（漢族），河北石家莊人，碩士，主要從事節水灌溉研究，（Tel）18701040122。