淺析武山縣溫室大棚滴灌技術的應用

梁 軍

（甘肅省武山縣水務局，甘肅 天水 741300）

滴灌技術目前廣泛應用于水資源匱乏的國家和地區，相較于大田漫灌來講，滴灌能有效避免漫灌產生的渠道滲漏、水分蒸發、肥分流失、土壤板結的缺點，具有一次投入，高效反復使用的特點。滴灌系統不產生地面徑流，能有效控制水的使用量，起到很大的節水功效，比噴灌節水35%～70%。同時，滴灌能及時給作物施肥，大大提高作物對肥料的利用率。滴灌技術還能有效節省人力，無需中耕除草，不會造成土壤板結，一次投入，更能重復使用10年左右，能大大降低生產成本。溫室種植對環境要求較高，由于空間限制，又難于采用機械耕種，作物對肥料的要求又高，滴灌技術剛好能滿足這些要求。因此，滴灌技術在溫室大棚中的應用尤為重要，更應大力推廣，不僅能降低溫室大棚對環境的要求，又能使溫室大棚高效高產。

2000—2010年武山縣共建成大棚溫室滴灌節水灌溉面積160多hm2。目前已形成規模化種植的有武山縣洛門鎮東旱坪高科技示范園區溫室大棚滴灌工程、武山縣農業局高科技示范園區溫室大棚滴灌工程、武山縣農業局花卉基地示范園區溫室大棚滴灌工程。這些高效日光溫室滴灌工程的建成，支撐了全縣溫室大棚的發展，在農業增產、農民增收方面發揮了重要作用。但是武山縣對溫室大棚滴灌技術的應用與管理千差萬別，沒有形成比較完整的溫室大棚滴灌技術的應用與管理體系。

1 溫室大棚的結構及作物種植

日光溫室大棚南北向布置，東西向長70 m，南北向寬8 m 或10 m，一般采用鋼筋拱架結構或竹條拱架結構，聚乙烯薄膜半圓弧頂。鋼筋拱架抗壓力強，使用壽命長，輕便；竹條拱架結構容易變形，笨重，抗壓力差，所以鋼筋拱架成為新的發展方向，竹條拱架逐步退出歷史舞臺。

溫室大棚一般以種植經濟作物為主。目前武山縣主要以種植番茄和辣椒為主，其棚內種植的番茄和辣椒采取稀播窄行栽種，大行距100 cm，小行距60 cm,株距40 cm。其他條播作物均為寬窄行栽培，大行距70 cm，小行距60 cm，株距25～50 cm。不同作物種植可根據作物特性適當加以調整，使作物能充分利用光能，便于田間管理。

2 滴灌系統的布設

滴灌系統一般包括水源工程、首部樞紐、管網3部分。

2.1 水源工程

滴灌系統對水質的要求較高，一般要求水源無污染、遠離生活區、水質達標。深層井水受外界污染少、水質優良、水溫基本恒定，是灌溉用水的最佳選擇。為保證灌溉水的溫度與棚內作物生長的小環境溫度相適應，一般在溫室大棚內需建設一個10～15 m3的蓄水池或蓄水箱。首先，由井水向棚內蓄水池或蓄水箱供水，待蓄水池或蓄水箱水溫與室內溫度同樣高時再由蓄水池向壟畦作物供水，以免造成水溫差較大使作物“感冒”的現象。

2.2 首部樞紐系統

首部樞紐系統是整個滴灌系統的控制大腦，目前國內采用的首部樞紐系統主要包括動力水泵、化肥注入器、雜質過濾器、控制與測量儀表等。

2.2.1 水泵 由機井通過水泵向各個棚內的蓄水池供水。水泵的規格及一次向棚內蓄水池供水的座數要根據設計來確定。棚內蓄水池向棚內作物供水一般采用潛水泵，潛水泵的規格也要根據設計來確定。

2.2.2 過濾器 棚內蓄水池臟物易落入，一般采用密閉吸取的200 目篩網，易于更換，且能有效阻止大顆粒的浮藻。

2.2.3 化肥注入器 結合武山縣現有溫室大棚的建設與管理特點，化肥注入器一般1 棚設置1個，其規格一般以16 L 為宜，一般采用塑料制材質，具有柔韌性和耐腐蝕性，能抵抗化肥等酸堿性的腐蝕。

2.2.4 進排氣閥 因水泵的吸水管多為塑料管，停機后容易產生負壓使管子吸癟，必須在首部安裝進排氣閥，可有效解決管子吸癟的問題。

2.2.5 壓力表 壓力表主要用于觀察管道內的壓力是否滿足滴灌系統的工作要求。壓力過大會造成管道爆裂，過低會造成管網末端水壓太低而無法正常供水，在設計中要根據棚內面積的大小、管網的材質以及作物的特性選擇合適的壓力。

2.3 管網

水源井到溫室大棚種植區的供水主管網和主管網到溫室大棚內蓄水池之間的輸水管道，其各種要素可通過設計確定，水源井因接近水泵，水壓一般較大，易破裂，多采用PVC 管，且便于安裝閥門。溫室大棚內滴灌帶布設，這是滴灌系統的核心，一般采用柔軟性較高的專用滴灌軟管為好。

為適應蔬菜產品繁、多茬種植的特點，目前武山縣使用的滴灌帶均以地表敷設為主，采用內鑲式滴灌系列和孔式出流軟管滴灌帶系列2 種產品。如武山縣農業農村局花卉基地示范園區溫室大棚滴灌工程采用雙上孔軟管滴灌帶系列。滴灌帶為一壟雙帶形式布置，管徑Φ16 mm，孔徑0.8 mm，孔距30 cm,工作壓力下限為0.004 MPa，比流量為16.6 L/h·m，適合花卉種植密度及作物需水灌溉要求，工程建成后發揮了較大效益。武山縣洛門鎮東旱坪高科技示范園區溫室大棚滴灌工程和武山縣農業農村局洛門高科技示范園區溫室大棚滴灌工程采用內鑲式滴灌系列，按一壟一條滴灌帶分布，滴灌帶布置于保護地膜下進行灌溉，管徑Φ16 mm，孔徑0.8 mm，孔距40 cm，工作壓力下限0.05 MPa 時，比流量為7.0 L/h·m。根據運行情況來看，滴灌帶使用壽命在5～8年。

以武山縣較典型的塑料薄膜溫室為例，大棚跨度一般為8 m，大棚骨架通常采用立柱型，兩側建造承重厚強，墻厚0.5～1.0 m，并設置專用通風口，大棚骨架采用不銹鋼鋼管，管徑Φ16 mm，工作壓力下限0.005 MPa，大棚拱架需要兩邊打孔或者提前做預埋件，大棚長度在80～100 m，棚內種植使用面積0.06～0.10 hm2，通常南北走向建造，在大棚入口處設置蓄水池，容積50～80 m3，主管采用口徑20 mm的1條輸水管，管道連接首部樞紐和200 目的篩網。支管末端采用直徑20 mm 的PE 軟管，每隔80 厘米打孔，安裝旁通，接橫向滴灌帶，每個滴水器的出水量在2～8 L/h，為保證滴灌系統具有足夠的灌水均勻度，流量差一般控制在10%以內。

3 滴灌系統應用效果分析

傳統漫灌的溫室大棚存在很大缺陷，主要表現在以下幾方面：一是一次灌水量很大，浪費水資源，水量不易調控。二是地表降溫太快，容易造成作物“感冒”。由于地表積水較多，棚內溫度上升太快，造成溫差太大作物不適應而“感冒”。三是易造成作物感染病害。由于地表積水較多作物吸收較慢，在陽光的照射下，容易造成棚內溫度上升太快，在大棚高溫的環境下，易形成高濕的環境，在密閉的大棚內由于高溫高濕易造成作物感染霜霉病、炭疽桿病等，這些作物病害在高溫、高濕的環境下蔓延迅速，嚴重時會造成絕收。例如大棚黃瓜在高溫高濕的環境下極易爆發霜霉病，如不能及時發現，一般12 h 可傳染整個溫室大棚，造成減產或絕收。

滴灌屬微量灌溉，完全模擬自然環境的毛細微滲方法，水分緩慢均勻地滲入土壤，對土壤結構能起到保持作用，對作物根系不會造成吸脹現象。在溫室大棚內，可在作物壟旁設置回水排水溝，一般將壟設置成10°的坡度，在重力作用下，將作物不能吸收的多余水分匯集在一起，回到蓄水池中，可循環再利用，減少了水和肥料的浪費。日光溫室配套滴灌系統后，與傳統漫灌相比較，優點十分明顯，主要表現以下幾個方面：一是采用膜下滴灌，能緩解水源緊張的情況，且保墑效果明顯，節約成本。尤其在干旱地區，水資源有限，膜下滴灌能最大限度地利用水資源。二是由于滴灌操作方便，能基本實現半自動化操作，大大節約了勞動力投入，如采用無土栽培技術，可以1人操作1個大棚，完全實現工廠化生產。三是滴灌可結合施肥同步進行。傳統的施肥方法主要是根系外施肥，采用簡單的方法將肥料均勻地撒在土壤表面，利用雨水和濕度的溶解能力將化肥滲入土壤，這種施肥方法對化肥的浪費較大，用量上難以精準把握，作物吸收利用率低、見效慢。滴灌可精準實現肥料的用量，不會出現“燒苗”和營養不良的現象，肥料直接作用于作物根部，吸收快，見效快，易控制，能極大地節約人力、物力和財力。四是減輕環境污染。由于滴灌技術使土壤根系通透性變好，且大多采用有機質作為作物的生長基質，通過及時、有效、精準地注入肥料，作物生長態勢良好，植株健壯，生長迅速，一般不出現緩苗、死苗、黃葉現象，作物病害的發生率也大大降低，減少了農藥的使用量，完全可以用有機農藥代替傳統農藥，降低作物的農藥殘留，生產出綠色放心的農產品，提高經濟效益。

4 滴灌系統在使用管理中的注意事項

4.1 供電保障

滴灌系統能正常運轉，電源要充分保障。三相供電最好，如大棚地處在野外鄉間，電網不能全覆蓋，可采用太陽能供電技術和小型柴油發電機，通常配備500 W日采量的太陽能供電系統可完全滿足滴灌系統的正常運轉。

4.2 水源保障

滴灌系統對水質要求較高，一般以井水為主，一個占地0.07 hm2的溫室大棚，建一個50 m3容積的蓄水池就能正常運轉。要注意水溫和室溫溫差控制在1～3 ℃為宜。如不能利用井水，可選清晨時段的河流水，用消毒劑進行消毒，降低大腸桿菌的數值，達到標準方可使用。

4.3 設備日常維修及保護

滴灌系統的維護較為簡單，每月應定期檢修，主要故障表現在以下幾個方面：一是嚴格控制滴灌系統的工作水頭，不應超壓使用或水頭深埋過低，否則會造成超壓水管破裂和浪費水的現象，起不到節水的效果。水頭屬于易損部件，在使用前應詳細查看是否使用正常，發現堵塞要及時更換，防止堵塞造成壓力過大使水管爆裂。二是定期檢查供水系統。由于受水源的影響，目前大多灌溉用水來自河水，輸運到大棚內的蓄水池中，水在蓄水池中長時間會產生水藻、海綿等漂浮物，容易造成過濾器的堵塞，最好能設置二級過濾池；如由于地方限制未設置二級過濾池，最好做到至少每隔10 天進行1次排沙去污沖洗，除去海綿等漂浮物；如發現過濾網破損需及時更換，防止因過濾網破損造成漂浮物進入到管線中，嚴重時可造成無法使用的后果。三是滴灌帶為PVC軟管，長期使用會發硬發脆易破，在收放時嚴禁拉扯、扭曲、暴曬，以免造成破損，發現破損要及時更換，以免造成損失。四是在存放水管時，應選擇陰涼干燥的環境，同時排除各級管道內的積水，防止管道內產生微生物造成滴水堵塞，凍脹破壞；冬季做好保溫措施，防止冬季溫度過低加速管道老化發脆。

4.4 大棚室內溫度、濕度調控

目前有全自動控制、半自動控制和人工控制。全自動控制系統是根據所種植的作物種類、生長習性等特點，事先設置好程序，定時定量給作物供水供肥，實現完全工廠自動化。全自動控制系統使用成本較高，對操作人員要求較高，需要進行專業培訓。國內現有自動裝置有自動反沖洗過濾器、智能水肥一體機、溫室采集控制系統等。半自動控制適用于小型蔬菜大棚，一般是通過監測室內溫度、濕度等數據，按照作物的生長情況給作物供水供肥。人工控制相對來說較為簡單易操作，人為開啟或關閉供水系統，造價低，費時費力。大棚室內溫度、濕度調控對作物的健康生長至關重要，應按作物生長習性，合理調配溫度、濕度，作物生長必須要有一定的濕度，過高過低都不利于作物正常發育。大棚室內濕度一般控制在75%～90%，如濕度過大，易造成細菌滋生，此時應控制滴灌，降低濕度。如濕度低于65%，應及時進行噴霧，查看土壤濕度，確定是否需要滴灌。

5 結語

滴灌技術作為節水灌溉技術，大大降低了投入成本，具有省時、省力、高效的特點，廣泛在溫室大棚中使用，使溫室大棚更加高效、節能、環保，生產的蔬菜能達到綠色標準，更縮短了作物生長周期，加快提升了蔬菜產量，一次投入反復使用，大大提高了農民的收入。在旱作農業區，滴灌技術為改變傳統農業耗水大的問題提供了嶄新途徑，有利于水資源的高效利用，有利于農業生產方式的轉變，有利于傳統種植方式的變革，有利于農業產業結構的調整。近年來，武山縣日光溫室滴灌技術得到了大面積應用，使用好、管理好這些滴灌工程，對進一步降低農業生產成本、增加農民收入具有十分重要的作用。