毛管帶供水技術(shù)在設(shè)施園藝栽培中的應(yīng)用

王玉麒

（甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 武威 733006）

1 技術(shù)特性

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成及原理

毛管帶供水技術(shù)是在減少環(huán)境污染的理念下，對(duì)原有的無土栽培技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，避免水資源浪費(fèi)。我國(guó)農(nóng)業(yè)部門于2009 年引入這項(xiàng)技術(shù)，并將其應(yīng)用在林業(yè)作物生產(chǎn)過程中，取得了不錯(cuò)的成效。該供水系統(tǒng)的部件組成包括儲(chǔ)水箱、浮球閥、供水管道等。其工作原理為：儲(chǔ)水箱中的灌溉水在重力的作用下輸送至浮球閥中，通過U 形管進(jìn)入供水主管中，并分散在各供水支管中。隨后灌溉水、營(yíng)養(yǎng)液等便可以借助毛管帶輸送至植物的根系區(qū)，并在毛管帶的毛細(xì)作用影響下吸收水潤(rùn)基質(zhì)，從而幫助植物吸收到足夠的水分或營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)植物的健康成長(zhǎng)。此外，毛管帶還可以防止植物的根系進(jìn)入毛帶管阻斷供水，有利于穩(wěn)定供水。

1.2 栽培與灌水模式

在現(xiàn)行的無土栽培技術(shù)中，生產(chǎn)者常常使用草炭、珍珠巖作為基質(zhì)，實(shí)施無土栽培。這需要生產(chǎn)者對(duì)生產(chǎn)過程中的灌水周期等問題進(jìn)行詳細(xì)考慮。而毛管帶供水技術(shù)的應(yīng)用使得生產(chǎn)者不再需要考慮灌水周期的問題，農(nóng)作物可以在24 h 內(nèi)持續(xù)生長(zhǎng)。毛管帶供水技術(shù)具有獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)性，一是毛管帶供水技術(shù)的應(yīng)用過程不需要?jiǎng)恿χС郑杀镜停欢峭ㄟ^毛管帶供水時(shí)，供水的速率受外界因素影響小，能更有效地節(jié)約水資源和肥料。

2 操作要點(diǎn)

2.1 供水系統(tǒng)

2.1.1 儲(chǔ)水箱

儲(chǔ)水箱在供水系統(tǒng)中起緩沖動(dòng)力的作用，同時(shí)促進(jìn)浮球閥發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。通常情況下，儲(chǔ)水箱的容積為1 m3，為0.067 hm2農(nóng)作物提供水分。在放置儲(chǔ)水箱過程中，其位置應(yīng)當(dāng)高于浮球閥的位置，從而有效提高水勢(shì)，防止水位下降導(dǎo)致浮球閥的能力減弱。此外，在農(nóng)作物生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)者應(yīng)當(dāng)用黑色或深色遮陽網(wǎng)將儲(chǔ)水箱覆蓋起來，防止儲(chǔ)水箱中滋生綠藻等植物，影響系統(tǒng)的正常供水。

2.1.2 浮球閥

浮球閥是由曲臂、浮球等部件組成的閥門，多被用于農(nóng)業(yè)及工業(yè)生產(chǎn)中。毛管帶技術(shù)中的浮球閥篩選，應(yīng)當(dāng)從浮球閥的流量、反應(yīng)靈敏度等方面綜合考慮，選擇最為契合生產(chǎn)需要的浮球閥。此外，在放置浮球閥的過程中，生產(chǎn)者應(yīng)當(dāng)仔細(xì)對(duì)浮球閥的參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，確保水位不會(huì)超過毛帶管的插口高度，避免浪費(fèi)。

2.1.3 供水管道

供水管道種類的選擇主要由管道的質(zhì)量、彈性、滲水性等因素決定，許多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者常常選用PVC 管。在安裝過程中，應(yīng)根據(jù)U 形管的原理仔細(xì)調(diào)整供水管道的位置，既要低于供水支管，又不能超出浮球閥的最高水位。同時(shí)，管道的直徑不能超過5 cm。此外，供水主管的上水位必須與浮球閥最高水位保持水平，并按照栽培箱大小、放置距離等要求設(shè)置毛管帶插口開口位置。

2.1.4 栽培箱

為了取得更好的栽培效果，生產(chǎn)者栽培箱的選擇必須慎重，應(yīng)選取合適的專用栽培箱，其長(zhǎng)度寬度高度分別為45 cm、35 cm、30 cm。同時(shí)還需在箱體周圍設(shè)置毛管帶接入口，接入口的應(yīng)高于箱體底面5～7 cm，數(shù)量不超過4 個(gè)，這是保證作物健康成長(zhǎng)的前提。

2.1.5 毛管帶

在設(shè)施園藝栽培過程中，生產(chǎn)者應(yīng)選擇寬度為5 cm 左右，長(zhǎng)度45 cm左右的毛管帶，并在供水支管上方3 cm左右的位置鋪設(shè)插入口。栽培箱內(nèi)部，毛管帶的位置應(yīng)高于栽培箱底面。對(duì)于在空氣中裸露的部分，應(yīng)以20 cm 左右的塑料布包裹起來，防止供水系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

2.2 栽培基質(zhì)選擇

栽培基質(zhì)指在土壤環(huán)境惡化的情況下，代替土壤向植物提供營(yíng)養(yǎng)及水分的固體介質(zhì)。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)今的栽培基質(zhì)通常采用草炭、珍珠巖等按固定的比例混合，并加入一定的多菌靈，在適當(dāng)潤(rùn)濕的情況下混合而成。這種栽培基質(zhì)的使用能有效代替土壤來為植物提供營(yíng)養(yǎng)，并促進(jìn)毛管帶供水技術(shù)的應(yīng)用。

2.3 鋪設(shè)毛管帶

毛管帶鋪設(shè)是整個(gè)灌水技術(shù)的核心。生產(chǎn)者在鋪設(shè)之前要對(duì)栽培箱內(nèi)的基質(zhì)進(jìn)行一定的處理，使基質(zhì)的厚度稍高于毛管帶的插入口。在鋪設(shè)過程中，生產(chǎn)者將毛管帶的一端放入基質(zhì)中，另一端插入供水支管的插口中，從而促進(jìn)供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4 營(yíng)養(yǎng)液施用及定植準(zhǔn)備

在添加營(yíng)養(yǎng)液的過程中，生產(chǎn)者應(yīng)將營(yíng)養(yǎng)液融入水源中，借助水流的動(dòng)力將營(yíng)養(yǎng)液輸送至儲(chǔ)水箱內(nèi)，并在自壓水流的作用下進(jìn)入植物內(nèi)部。在定植的準(zhǔn)備過程中，生產(chǎn)者應(yīng)當(dāng)?shù)却?～5 d，直至栽培箱內(nèi)部的基質(zhì)被浸潤(rùn)至適宜的濕度。同時(shí)，在定植過程中還應(yīng)當(dāng)在原水端定植，以便供水系統(tǒng)能夠更平穩(wěn)地運(yùn)行。

3 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

3.1 毛管帶供水與滴灌

滴灌技術(shù)指通過塑料管道對(duì)作物的根部進(jìn)行局部灌溉。在灌溉過程中，水和養(yǎng)分可以在灌水器的作用下均勻而緩慢的滴入作物根部，給作物提供所需的營(yíng)養(yǎng)。這種方法不會(huì)破壞作物周圍的土壤結(jié)構(gòu)，能有效減少灌水量，縮短灌水周期，并且能有效降低人力、物力等的消耗，增進(jìn)對(duì)溫度及濕度的控制。根據(jù)研究表明，滴灌技術(shù)與常規(guī)灌水技術(shù)相比能節(jié)約50%左右的耗水量，并增產(chǎn)10%～20%，現(xiàn)已成為我國(guó)北方常用的節(jié)水灌溉技術(shù)。但滴管技術(shù)也有其先天不足，即主水管與側(cè)水管的連接處很容易因連接不穩(wěn)而產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，同時(shí)側(cè)管的出水口易被植物根系堵塞，使作物生長(zhǎng)受到影響，甚至?xí)?dǎo)致作物枯死。此外，滴灌系統(tǒng)需在電力支持的前提下才能運(yùn)行，給作物的生長(zhǎng)過程帶來了一定限制。

與滴灌相比，毛管帶技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)如下：①毛管帶技術(shù)不需要?jiǎng)恿υO(shè)備以及電力支持。水源的動(dòng)力來源于浮球閥調(diào)節(jié)的水的勢(shì)能，水流在重力的作用下進(jìn)入供水管道，極大地減少了動(dòng)力能源的消耗。②不需要過于潔凈的灌溉水。由于滴灌技術(shù)對(duì)灌溉水的要求較高，給供水系統(tǒng)的運(yùn)行帶來了一定的阻礙。而在毛管帶技術(shù)中，水流在重力的作用下可以直接進(jìn)入栽培箱內(nèi)，不需要過濾設(shè)備，對(duì)水的品質(zhì)要求也不高。③通過毛管帶供水之后，栽培箱內(nèi)基質(zhì)不會(huì)受到毛管帶的影響而產(chǎn)生損害，且能夠維持作物生長(zhǎng)的環(huán)境，促進(jìn)作物的良好生長(zhǎng)。在供水管道鋪設(shè)完成之后，由于沒有其他損耗，大多數(shù)毛管帶供水管道都可以使用10年左右。普通的滴灌管道因管壁薄、易老化而常常僅有2～3年的使用期限，生產(chǎn)成本較高。④在毛管帶技術(shù)中，基質(zhì)的材料構(gòu)成不僅具有極高的持水性，還能在多菌靈等藥劑的處理下重復(fù)使用，而不會(huì)造成污染，適應(yīng)連坐要求。

3.2 毛管帶技術(shù)與滲灌

滲灌指通過地下管道將灌溉水輸送至農(nóng)作物周圍土壤中的滲水管道中，并利用土壤毛細(xì)管來提高土壤濕度的方法。這種灌水方法可以在保證土壤結(jié)構(gòu)不被破壞的情況下為作物輸送營(yíng)養(yǎng)，并使土壤始終保持疏松的狀態(tài)。滲灌模式可以減少對(duì)耕地面積的占用。此外，滲灌過程不需要較強(qiáng)的動(dòng)力支持，避免了能源的浪費(fèi)。當(dāng)然滲灌也存在一定的缺點(diǎn):一是由于輸水管道藏于地下，使土壤表層的濕度得不到提高，對(duì)作物的發(fā)芽、成長(zhǎng)等過程較為不利；二是滲灌的投資成本較高，且地下的管道一旦堵塞就無法正常工作，維修人員很難在短時(shí)間內(nèi)修理完畢；三是滲灌模式易產(chǎn)生深層滲漏，尤其是對(duì)于透水性較強(qiáng)的輕質(zhì)土壤，這種現(xiàn)象更為明顯。

毛管帶技術(shù)本質(zhì)上也是滲灌法的一種變形，但與滲灌法相比，毛管帶供水技術(shù)使?jié)B灌法的缺點(diǎn)得以彌補(bǔ)。首先，栽培箱的使用可以對(duì)作物的根系加以限制，在一定程度上杜絕了滲漏現(xiàn)象的產(chǎn)生，促進(jìn)節(jié)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其次，所有節(jié)水栽培設(shè)施均處于開放空間，當(dāng)有設(shè)施損壞的現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，維修人員可以迅速開展工作，便于設(shè)備的管理及維修工作。在這種情況下，作物的生長(zhǎng)環(huán)境得到保障，作物的栽培效果也就愈發(fā)明顯。

4 總結(jié)

將毛管帶供水技術(shù)應(yīng)用于設(shè)施園藝栽培中不僅可以有效降低水資源的消耗，還能充分提高作物的生長(zhǎng)效果，改善生長(zhǎng)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，且有助于設(shè)施的管理及維修工作，使園藝栽培能取得預(yù)期的成效。