節水灌溉在設施蔬菜種植中的應用

魏國鵬

（甘肅省武威市古浪縣民權鎮人民政府，甘肅古浪733103）

設施蔬菜種植就是人為地創造適宜的生態環境，調整蔬菜生產季節，調節市場需求，促進蔬菜優質高產，是增加農民收入的有效手段之一[1]。在設施蔬菜的種植過程中，灌溉是一項很重要的管理措施，它影響著蔬菜的生長狀況和產量[2]，目前，用于設施蔬菜種植的灌溉裝置大多不能節水，造成了水資源的浪費，且自動化程度較低，不能很好地滿足菜農的實際需要，因此，亟需在設施蔬菜種植中發展節水灌溉技術來彌補上述不足[3]。節水灌溉是新型灌溉技術，具有省地、省工等優勢，可創造更高的經濟效益，實現蔬菜生產的可持續發展目標[4，5]。

我國雖然是資源大國，但由于地域廣博、人口眾多，因此人均資源分配有限。水資源是人們賴以生存的自然資源，在水資源占有量逐年遞減的局勢下，節約用水成為熱點課題。蔬菜生產過程中應優化灌溉技術，提高水資源的充分利用率，在保證農作物正常生長的基礎上，應適度調整種植結構，實現蔬菜生產的穩步發展[6]。

1 節水灌溉在設施蔬菜生產中的應用現狀

節水灌溉技術是對水資源的充分合理利用，進而提高水利用率。在國外的一些發達國家，設施農業主要采用滴灌、噴灌、滲灌等方式，它的生產模式已經達到了產業化和集成化，管理模式已經形成了機械化、自動化，能夠根據蔬菜不同時期的生產需求，完全利用計算機對設施內部的光、水、電、熱、肥等進行自動檢測，真正實現了節約用水[7]。我國的設施灌溉自動化、機械化、現代化水平比較低，影響了設施農業的發展。我國的設施農業還是以人工為主，勞動效率比較低，同時灌溉的方式也有很大不同。有些地區，蔬菜種植所采取的溝灌、漫灌、點灌、噴灌、滴灌等灌溉方式，大多是經驗所成，沒有經過具體的實驗分析。在目前的蔬菜設施生產中，大水漫灌被大量采用，這種方式不利于蔬菜生產，同時還會引發病蟲害，導致蔬菜品質下降。而采用智能化的滴灌、噴灌的方式進行灌溉，同時也可以少量采用微灌的方式，則可以達到一個適合蔬菜生長的水利用平衡點[5]。

灌溉技術是影響設施內土壤水分以及空氣濕度的主要因素[8]，大量研究表明，自動化噴灌技術不僅有利于節約用水，也有利于改善蔬菜的品質。設施蔬菜采用何種灌溉的方式，可以根據該蔬菜對于土壤水分的具體要求來定，一般來說，滴灌適合瓜果類的蔬菜[9，10]，噴灌以及微灌適用于葉菜類的蔬菜[11，12]。一般來說，蔬菜采用膜下滴灌效果好，它是我國具有發展潛力的一種先進的節水灌溉方法。

2 節水灌溉在設施蔬菜種植中的作用

2.1 節約用水，改善生態環境

我國現有的水利工程較多，但其利用率較低。有數據顯示，在3萬hm2的水澆地中，約有2萬hm2的有效灌溉面積。這說明目前的灌水效率較低，水資源被大量浪費，不利于生態平衡。節水灌溉技術的應用與推廣，有利于水資源的合理利用，維護生態平衡，改善人們的生存環境，是利國利民的好事。

2.2 節水是調整蔬菜種植結構的前提

節水農藝技術是非水澆地的常用措施，包括覆蓋地膜、覆蓋秸稈、噴灑抗旱劑等。目前，選擇耐旱蔬菜品種和深松蓄水成為非水澆地的主要節水技術。但對于沒有水源或僅存在部分水源的非水澆地而言，節水的主要措施為雨水集蓄或開源引流。若非水澆地的水源條件較佳，可積極引用節水灌溉技術，選種經濟價值較高的蔬菜種類。節水工程、節水農藝與田間節水等技術是實現蔬菜種植結構有效調整的前提，應合理選擇適宜的灌溉技術，減少水資源的消耗量，保證蔬菜的高產性。

2.3 節水灌溉是提高蔬菜種植效益的理想措施

節水灌溉具有節水優勢，水資源的灌溉利用系數可達96%以上。此外，節水灌溉還具有保肥、省地、灌溉及時、均勻和省工等優勢，適用于多種地形，利于機械化生產的綜合利用。對于沙地或山區等水源滲透性強的地區而言，節水灌溉可保證農作物的產量。

節水灌溉經濟效益理想，與傳統灌溉相比增收增效。與地面灌溉相比，噴灌技術可實現25%左右的增產效益，微灌可實現40%以上的增產效益，且農作物的產量和品質明顯提高[13]。王桂榮等[14]對河北省小麥玉米微灌水肥一體化技術模式進行評價，結果發現，微灌水肥一體化技術模式經濟、社會、生態效益分別為8412.18元/hm2、5699.3元/hm2、1352.56元/hm2，綜合效益為 15464.04元/hm2，分別比常規地面灌溉高1876.59%、34.46%、8.65%和49.92%。節水灌溉也可用于冷棚或溫室大棚等蔬菜生產中，若采用膜下地面灌灌技術，會導致棚內的濕度太高，引發嚴重病蟲害，影響蔬菜質量。若采用滴灌技術，使蔬菜根部有效吸收水分，提高其土壤溫度；相比之下棚內濕度低，病蟲害輕，減少農藥的使用量，農藥殘留少，提高作物整體質量，為菜農創造較高的經濟收入[5]。

3 設施蔬菜生產中節水灌溉的主要方式

蔬菜種植對灌水的要求較高，不僅需要相配套的灌溉方法，還需要定量、定時、均勻灌水，根據蔬菜的實際生長情況確定灌水量和時間，進而保證其產量與質量。在進行蔬菜品種選擇時，應全面評估該地區的土壤性質、光照情況與氣候條件，分析蔬菜的生長需求與自身特點后，選擇相對應的配套節水灌溉技術。一般來說設施蔬菜種植多采用滲灌或滴灌方式。

3.1 噴灌

噴灌是借助水泵和管道系統或利用自然水源的落差，把具有一定壓力的水噴到空中，散成小水滴或形成彌霧降落到植物上和地面上的灌溉方式。噴灌可以控制噴水量和均勻性，避免產生地面徑流和深層滲漏損失，提高水的利用率，一般比漫灌節省水量30%～50%，降低灌水成本。噴灌便于實現機械化、自動化，可以節省勞動力，噴灌所需的勞動量僅為地面灌溉的1/5。噴灌對各種地形適應性強，不需要像地面灌溉那樣整平土地，在坡地和起伏不平的地面均可進行噴灌。特別是在土層薄、透水性強的沙質土，非常適合采用噴灌。但噴灌投資費用大，就目前條件移動式噴灌系統最便宜，一般投資需要20～50元/667 m2；另外噴灌易受風速和氣候的影響，降低噴灌均勻性。

3.2 滲灌

設施蔬菜滲水灌溉的具體做法是用管徑為10～15 mm，管壁上扎有間距為35 cm，孔徑為1.2 mm的水平單眼塑料細管做毛管，每1 m間距布設1條，埋入地下8～10 cm土壤中，兩側種植蔬菜。毛管首部與管徑為38 mm的塑料支管用三通聯接，支管首部安裝同徑閘閥并與水源接通。蔬菜灌溉時開啟閘閥即可。這種灌水方法，棚內灌溉設施總需投資約570元/667 m2，是一項操作簡單的廉價灌溉新技術，設施蔬菜滲水灌溉試驗推廣幾年來，取得了顯著經濟效益。

3.3 滴灌

微滴灌是通過干管、支管以及毛管上的滴頭，在低壓下向土壤經常緩慢地滴水；這是一種直接向土壤供應已過濾的水分、肥料或其它化學制劑等的灌溉系統。該系統適應大棚蔬菜、果園。使用微灌可以降低室內空氣相對濕度20%左右，從而大大地減少蔬菜病蟲害和農藥用量，提高蔬菜安全性。而且幾乎不會引起地溫下降，有利于蔬菜的生長。微滴灌還可結合施肥，把肥料直接送到蔬菜根部，提高肥料的利用率。此外，微滴灌比大水漫灌節水50%～90%，節能30%。大棚蔬菜使用微滴灌可提高收入 30%～100%[13]。

4 節水灌溉的發展趨勢

節水灌溉是一項涉及到農學、化學、物理學、地理學和信息系統等學科的綜合性應用技術，行業技術壁壘較高，且節水灌溉工程越大，對生產企業的資質要求越高，對于新進入行業或實力不足的企業來說，發展阻力較大，具有較高的資質壁壘。因此，節水灌溉行業逐漸呈現出強者愈強的發展局面。現階段，我國節水灌溉耕地面積與發達國家相比仍存在較大差距，且節水效果較好的噴灌、滴灌技術尚未普及開來。隨著國家對農業節水支持力度的持續加大，和全民節水意識的增強，我國節水灌溉行業未來會有更大的增長空間。