甘蔗節水灌溉發展及其研究

林美季

（廣西上思縣水庫管理所 廣西上思 535500）

甘蔗節水灌溉發展及其研究

林美季

（廣西上思縣水庫管理所 廣西上思 535500）

本文主要分析了甘蔗節水灌溉的幾種技術，如：智能化灌溉、節水灌溉、微灌、肥水耦合灌溉，并分析其在甘蔗上的應用效果，對這些技術在廣西省甘蔗生產中的促進作用進行了詳細的探討。

甘蔗；節水灌溉技術；肥水耦合；智能化灌溉

我國屬于甘蔗的種植及產糖大國，年產量居世界第三位，目前旱地甘蔗的面積超過總種植面積的80%以上。但是我國的甘蔗栽培管理和灌溉技術過于落后，目前每年平均單產僅有63t/hm2，大大低于世界水平。面對近年來持續干旱，做好甘蔗種植的首要工作便是應對干旱，以提高甘蔗的產量，確保食糖的供給安全。

1 甘蔗需水的規律

對甘蔗生長的各階段需水的規律、土壤供水的能力以及該地區降雨量和規律，進行了合理的分析，做好排灌工作，能夠節約大量的水資源，以大幅度提高甘蔗的產量。甘蔗屬于需水量較大的農作物，水分對甘蔗的產量有著重要影響。在甘蔗的萌芽期，需水量在其整個生育期中占8.4～18.1%，因此田間的土壤表層25cm以內的水分需要保持為田間最大持水量的55～70%；在甘蔗的分蘗期，其需水量在整個生育期中占15.4～21.7%，因此田間的土壤表層30cm以內的水分需保證在田間最大持水量的54.3～57.8%；在甘蔗的盛水器，田間土壤表層的40cm內水分需達田間土壤最大持水量的60%。

2 轉變灌溉理念

我國傳統灌溉的方法，在運輸過程中會造成較大的水分浪費。灌溉用水的消耗量大造成水資源的大量浪費，灌溉的方法僅停留于澆地水平。所以，需掌握甘蔗不同生長時期的需水規律，以避免水分在運輸過程中不必要的損失，保證能夠對植物根系等容易吸收的位置進行定量的澆灌，以提高水資源的利用效率，從而節約水資源，將甘蔗灌溉從澆地轉變為澆作物，以加強農田的有效灌溉面積，確保甘蔗的生產能力提高，達到保證作物安全，增加農民收入的效果。為了保證水資源的可持續發展，需改善灌溉的條件，增大冬季作物的規模，從而實現旱地、荒地的有效開發，進行大面積的冬種，改善農業生產的條件，以實現農民經濟收入的提高，從而推動農村的經濟發展，實現農民和自然環境的和諧發展。

3 加強蓄水集雨，做好雨水時空分布

我國存在較多地區是缺水地區，例如山東、山西、陜西、河北以及甘肅等北方地區，因此要做好旱坡地的雨水收集和利用工作。一般來說，部分地區年均降雨量達到800～1800mm，雨季降雨相對集中，但是時空分布較為不均，5～10月屬于雨季，降雨量達到了全年降雨量的80%，坡地的面積較大，山區冬春出現干旱現象，雨季的水土流失現象十分嚴重。盡管部分地區的降雨量較大，但是對于水的合理利用方面相對落后。部分地區可通過修建水庫或水窖以實現集雨灌溉，部分地區則采用滴灌技術，在甘蔗種植方面取得了較大的成績。本地區的旱地甘蔗面積超過80%，而甘蔗是周年性生長作物，通過在甘蔗種植區域修建水庫、高效節水灌溉設施或水窖等工程，合理的調整甘蔗種植區的水資源時空分布，以實現水資源的平衡供給，確保甘蔗的穩定豐產。

4 減少運輸過程中的水分流失

為了有效的減少灌溉水的用量，需要采用合理的輸水技術。借助渠道防滲、管道輸水等技術，以減少水資源的跑漏水損以及田間灌水中深層的滲漏損失。渠道的防滲技術主要指的是借助混凝土護面、塑料薄膜以及漿砌石襯砌等多種的方法實施渠道的防滲處理，和土質渠道相比，渠道防滲技術能夠減少60～90%的水分損失，加快輸水的速度。管道輸水的技術主要指的是采用塑料、混凝土等材料管道輸水方式替代土渠輸水，能夠大量的減少水資源在輸水中產生的滲漏及蒸發，輸配水利用率能夠達到95%。此外，還可以有效的提高輸水的速度，減少渠道占地面積。節水灌溉主要是按照農作物的需水量，實施適量、均勻的灌溉，從而減少水的垂直入滲，促進農作物發育整齊。

5 甘蔗灌溉中智能化技術的應用

所謂智能化技術，主要指的是按照土壤吸水的能力、農作物的種類、農作物生長的階段以及氣候條件進行適時、適量、定位的農作物供水，從而提高農作物的產量以及經濟效益。智能化灌溉的系統能夠借助監測、信息以及數據處理等系統，對土壤的環境進行準確的測量，明確土壤含水量，當土壤缺水需要灌溉時，智能系統會自動發出信號，實施遠程調控進行灌溉。隨著全球的水資源日益緊缺，世界各地均在不斷的探索節水灌溉的有效方法。部分先進國家均采用計算機、網絡等方法進行控制以實現智能化灌溉，灌溉控制的精度和智能化程度不斷的提高，可靠性不斷增強，操作也日益簡便。例如，美國德克薩斯州研究出的智能化節水灌溉技術，其能夠隨時測量土壤的濕度，自動進行農田澆水。

6 節水灌溉和微灌技術的主要應用

6.1 改進地面灌溉技術

地面灌溉近年來成為我國灌溉中最主要的方式。地面灌溉并不是所謂的“大水漫灌”，其指的是在土地平整的前提下，選擇合理的灌溉技術并做好管理工作，從而保證田間水的利用率超過70%。我國多年來主要推廣畦、溝灌輸的技術，在確保土地平整的前提下，將大畦改成小畦，長溝改成短溝，以實現畦、溝規格的合理化，從而減少1/5～l/4的灌水量。

6.2 卷盤式噴灌的技術

一般情況下，卷盤式的噴灌機一般由三個部分組成，即卷盤動力驅動系統、噴灌小車以及卷盤機架和皮管。借助卷盤式的灌溉機屬于較為節水的一種灌溉方法，其主要適合大面積灌溉，靈活方便，能夠用于大田作物，如玉米、大豆、小麥以及蔬菜等的灌溉，使用壽命可達15年一項，和溝灌相比能夠節約大于50%的數量，增產的效果也十分明顯，一般能夠增加1倍以上的產量，其灌溉設備的價格相對便宜。

6.3 滴灌技術

在節水灌溉中，滴灌技術相對普遍，若滴灌設備維護恰當則能連續使用10～20年左右。采用滴灌技術能夠實現水分在土壤內均勻的擴散，以減少水分的蒸發及滲漏，提高水肥的利用率，用水效率能夠超過85%。滴灌技術適用于水資源相對貧乏的地區，近年來被廣泛的應用于糧食作物、蔬菜、水果及花卉等的種植上。我國的滴管技術在園藝作物以及棉花種植方面得到了廣泛的應用，取得了明顯的經濟效益，應用前景廣闊。

6.4 地下灌溉和膜下滴灌的技術

地下灌溉技術屬于一種較為環保的灌溉技術，其能夠有效的節約水資源，具有良好的開發前景，此種技術一般用于草地、果園、小麥、棉田、玉米以及蔬菜、花卉等方面的種植上，發展較快，應用面積也不斷的增加。

膜下灌溉主要是采用地膜保水、保溫的作用，同滴灌節水技術相結合，其灌溉量較小，灌水相對均勻，一般不會出現旱澇不均的問題，土壤中水、氣相對和諧，土壤疏松不會發生板結，團粒結構保持較高，能夠促進根系的生長發育。膜下滴灌積水在葡萄、番茄、西瓜、哈密瓜以及棉花等作物的種植上應用廣泛，能夠節約大量的水資源，同時達到增產的目的。地下滴灌和水溶肥互相結合，按照不同作物在不同時期的水肥要求，水肥同時灌溉，減少勞動力投入，以節約生產的成本。

7 肥水耦合灌溉的技術

在灌溉的過程中實現肥水耦合，能夠提高肥料與水利用率，從而促進植物對肥料的轉化吸收，按照不同作物在不同時期對于N、P、K的要求，研究出不同作物的肥水耦合模型，可推動干旱地區的農業發展。目前，肥水耦合在我國的玉米、辣椒以及柑橘等作物的種植上有了一定的進展。

7.1 有機肥和水的耦合

合理的使用有機肥，可以改善土壤的結構，大大增加土壤中的水含量。有機肥和水的耦合能夠提高根系吸水的能力，而且能夠給植物生長提供所需的養分。干旱、半干旱耕地使用有機肥能夠提高作物抗旱的能力。經過試驗表明，黃土高原地區采用肥水耦合灌溉技術能夠起到良好的保水施肥效果，平均每公頃所使用的有機肥為11250kg，田間土壤表層0～60cm的土壤含水量比照增加了55mm，水分的利用率增加了22%，從而提高了該地區的農作物產量。

7.2 滴灌模式的肥水耦合

根據作物水肥的需求規律，滴灌條件下通過肥水耦合，可同時提高肥水的利用效率，目前已經有學者對滴灌條件下玉米肥水耦合進行了研究、建立了肥水耦合的數學模型；有研究表明，通過肥水耦合，能顯著改善柑橘樹體營養水平，并能顯著節約肥料施用量；實施番茄肥水耦合與漫灌相比，N、P、K 肥料利用率分別提高 15.84、16.93、14.13 個百分點，水分生產效益提高4.79kg/m3，番茄增產27.12%，Vc含量也有所提高，減少了灌溉水用量和肥料投入，實現了棚菜生產高產優質低耗，提高了棚菜種植效益。但是，肥水耦合在甘蔗上的研究還未見報告，開展甘蔗肥水耦合研究，為解決甘蔗生產缺水的問題提供技術參考。

7.3 酒精廢醪液的利用

巴西酒精廢液的利用已有30多年的歷史，大多數小型酒精廠的酒精廢液處理是采用“肥灌法”，即直接將廢液進行溝渠灌溉，或用槽車將廢液運至田頭地尾傾倒澆灌土地，以及“氧化塘排放法”，均起到明顯的增產增糖作用。利用酒精廢醪液灌溉，具有水肥兩用的功能。在我國廣西蔗區上思縣、南寧金光農場、武宣黔江農場、柳州露糖監獄、扶綏縣蔗區、龍州縣蔗區、北海星星農場、百色右江區蔗區、隆安縣蔗區、河池蔗區等，通過定量灌溉酒精廢醪液，起到了較好的節水節肥作用。

[1]曾召環.廣西甘蔗灌區節水灌溉綜合效率分析[J].企業科技與發展，2015（10）：95～98.

[2]甘 幸.廣西發展甘蔗節水灌溉的思考[J].節水灌溉，2004（02）：43～44.

[3]楊林洪，王理生，李榮，等.友好農場甘蔗節水灌溉技術存在的問題和對策[J].農業機械月刊，2015（23）：78～79.

[4]馮奕璽.推廣節水灌溉技術促進甘蔗糖業發展[J].福建甘蔗，2008（2）：34～37.

[5]張橋華，李劍釗.節水灌溉在金光農場甘蔗生產中的重要作用[J].廣西蔗糖，2009（3）：33～35.

S274.1

A

1004-7344（2016）01-0109-02

2015-12-2

林美季（1968-），男，工程師，大專，主要從事水利水電工程建設管理工作。