環狀小管出流滴灌技術在果樹上的應用及效果分析

李志娟

摘 要：環狀小管出流屬于微灌的一種灌溉方式，其采用?4PE管帶和滴頭一體化環繞的方式實現。在北京國際都市農業科技園櫻桃示范園開展了環狀小管出流滴灌技術的展示和應用，經過實際操作運行，該灌溉方式不僅具有節水、抗堵塞、灌水均勻、施肥方便等優點，而且安裝簡單，操作方便。果樹采用該灌溉技術，節水、省肥效果顯著，經濟和生態效益明顯。

關鍵詞： 小管出流；自動灌溉施肥機；滴灌

微灌是一種高效的節水灌溉技術，以滴灌的方式在果樹上應用比較廣泛，但由于果樹屬于根系分布面積大，單純的滴灌效果并不是很理想，灌水和施肥都不均勻，影響人們對其使用積極性。為了克服滴灌的上述缺點，推廣更高效節水灌溉方式，該項目采用了環狀小管出流的灌溉技術，取得了較為顯著的效果。

一、項目概況

該項目位于通州區賈后疃村中農富通園藝基地櫻桃示范園，該示范園面積約為100畝，果樹行距5米，株距3米，土壤多為壤土，土壤平均干容重1.4g/cm3，田間持水率占土體26%，園區水源采用地下水，泥沙含量較大。

二、項目實施

與微灌其它灌溉方式一樣，環狀小管出流滴灌技術由供水工程、首部工程、輸水管網工程及田間配水工程四大部分組成。

1.供水工程。該項目采用機井供水，安裝有恒壓供水系統，該系統采用微電腦控制，操作簡便，可以根據設計需求，調整壓力范圍，確保管道水壓處在正常的范圍之內，滿足灌溉需要。該恒壓供水系統還可以設置水泵的運行時間段，使水泵在需水的時間段運行，夜間或水量充足的時候，關閉恒壓供水系統。而且該系統可進行遠程操作擴展，通過無線或4G網絡進行遠程控制。

2.首部工程。首部工程主要包括過濾系統、自動灌溉施肥系統兩部分。由于水源中含沙量較多，為了滿足滴灌要求，使灌溉水符合小管出流水質條件，選用了2寸離心過濾器和2寸120目疊片反沖洗過濾組合對灌溉水進行過濾。自動灌溉施肥系統采用了北京中農天陸公司自主研發的型號為TLF-01的果樹專用自動灌溉施肥機。

該自動灌溉施肥機由水泵、施肥通道、EC和PH傳感器、微電腦控制器、觸摸屏等組成，可以根據作物生長條件和灌溉制度設定參數，可控制8個以上灌溉單元，全自動運行，并可根據參數設定實時調節灌溉水的EC和PH值，滿足灌溉和施肥需求。并且該自動灌溉施肥機有二個基本施肥通道和一個酸液調節通道，可進行擴展，至少配置了兩個施肥桶和一個酸液桶，以滿足各種肥料施用及灌溉水酸堿度調節需求。

同時該自動灌溉施肥機可安裝通訊模塊，與云服務器進行數據通訊，由手機APP或者計算機客戶端進行遠程控制。通過對自動灌溉施肥機運行數據的采集和儲存，經過云計算，對數據進行分析，可生成灌溉和施肥報告，供生產者參考和決策。

首部工程還包括遠程控制流量傳感器、壓力監測裝置，以便實時監測灌溉水用量和管道水的壓力狀況，及時進行預警和控制，并利于以后生產運行數據的統計和匯總，方便生產。

3.輸水管網工程。根據項目需求，輸水管網的設計，可參照微灌工程設計規范進行。該示范園分5個種植區域，每個種植區域的面積不等，根據降低成本、優化管道布置的原則，將該示范園區劃分為5個灌溉單元，每個單元安裝一個電磁閥，自動控制灌溉和施肥。

輸水管網的主管道采用?63 PVC-U管，鋪設于深100cm（凍土層以下），寬度40cm的溝槽中，并回填，夯實。支管采用?50PE管，與主管道通過?50 PVC-U管連接，埋深50cm，防止凍脹且不阻礙耕作。毛管采用?25PE管，鋪設于距離果樹樹干25cm處。支毛管長度選擇根據微灌工程設計規范進行計算確定。

為了防止管道凍裂，在每一個支管的尾端建設有泄水井，泄水井深度1.5米，在支管上安裝有球閥，在每年的冬季來臨時進行泄水。

4.田間配水工程。輸水管網鋪設完畢后，按照設計要求安裝田間首部，包括電磁閥、PVC-U球閥及與支管連接的PE管件。每個電磁閥用1.5mm2護套線與自動灌溉施肥機進行連接，護套線用穿線管進行保護，穿線管與支管、主管處于同一管溝內。

毛管用PE三通連接在支管上，在毛管上通過穩流器與灌水器連接，該灌水器由?4PE小管和滴頭組成，滴頭在?4PE小管間隔為25cm，即1米3個滴頭，每個滴頭流量為30L/H。由于該示范園果樹樹齡較大，每棵果樹鋪設?4PE小管1.5米，含6個滴頭，以環狀繞果樹均勻布置，使灌溉施肥點等間距分布，如圖1所示。

三、效果分析

試驗結果表明，環狀小管出流滴灌技術具有很多優勢，效果顯著。主要有以下幾方面：

1.省水。該示范園在實施環狀小管出流滴灌技術前采用大水漫灌的方式進行灌溉，畝用水量可達到195m3。項目完成后，采用環狀小管出流滴灌技術畝均用水量為87m3，節約水量108m3，比大水漫灌省水55%，效果非常顯著。

2.省肥。由于采用全自動灌溉施肥機，通過控制灌溉水的肥料濃度，合理進行施肥。而且采用小管出流技術，施肥時限定在很小的區域內，避免了大面積施肥，節省了肥料使用量。同時，該技術可以使肥和水進行耦合，使肥料和水完全融合，進而提高肥料利用率。通過上述技術，初步估算可節約肥料30%以上。

3.節約成本。由于該灌溉系統屬于自動化運行，一人即可操作，較之前節約3個勞動力。由于用水量減少，供水用電量也相應的降低，大幅減少了運營成本。

4.灌水施肥均勻。采用環狀小管出流滴灌技術，由于滴頭在果樹周圍均勻分布，并采用了穩流裝置，滴頭等間距布置，每個滴頭的出水量一致，在果樹樹干周圍形成環狀的灌溉區域，灌水和施肥比較均勻。

四、結語

綜上所述，環狀小管出流滴灌技術的應用，不僅為果樹生長提供足夠的水分，而且采用全自動灌溉施肥系統，在灌溉的同時可以進行施肥，大幅提高了生產效率，降低了生產成本。可有效地節約用水量和肥料使用量，提高水肥利用率，為果樹的增產增收提供了強有力的技術支撐，而且顯著提高了經濟效益和生態效益。

參考文獻：

[1] 竇以松. 二十一世紀最新節水灌溉技術標準應用指南（上冊）[M].第三版.北京： 中國水利水電出版社，2012.

作者簡介：許慶廣（1983-），男，本科，主要從事水肥一體化項目研究和實施。

通訊作者：許慶廣

基金項目：北京市科技計劃課題（D151100004115001）。