葡萄滴灌節水灌溉技術及應用

趙振霞 姚羽宸

（青州市水利事業發展中心 山東 青州 262500）

對于葡萄生產而言，灌水方式主要包含了大水漫灌、溝灌、分區灌溉、穴灌等。二十世紀六七十年代，滴灌、噴灌等新型灌溉技術隨之興起，且廣泛運用于我國各種農作物種植管理中。滴灌優越性明顯，灌溉水能夠緩慢地、均勻地滴入到葡萄根部的土壤中，確保根系集中分布區的土壤水分始終處于最佳狀態，滿足葡萄健康生長的需求，在產量與果實品質不被影響的前提下，其節水效果高達50%。同時，滴灌時能夠將灌水與施肥相結合，有利于提高肥料利用率，其中氮肥利用率高達90%?？傊?，在葡萄生產中應廣泛推廣使用滴灌節水技術。

1 葡萄園區情況

青州市有機果蔬專業合作社位于山東省青州市王墳鎮，占地1 600 余畝。東面與黑虎山水庫接壤，緊鄰大石河，沿河淤泥形成了富含礦物質的礫質砂壤土，是葡萄種植的黃金地帶。西面緊鄰逄山森林公園，海拔510 m，日照充足，空氣較干燥，大氣透明度高，溫度適宜，獨有的谷地氣候為葡萄生長及成熟提供了充足的條件。

青州市有機果蔬專業合作社主要種植赤霞珠、黑比諾、美樂、薏絲琳、摩爾多瓦等名貴葡萄品種，葡萄按地形坡向，采取南北向籬架種植，株距0.5 m、行距2.0 m。該有機果蔬專業合作社主要開展葡萄新品種選育和葡萄適應性、優質、無公害栽培技術等多項研究。

2 節水灌溉模式選擇

2.1 水分對葡萄生長的重要性。水分是葡萄的主要組成部分，在各個不同的生長周期內葡萄對水分的要求也有所不同。如果葡萄園內嚴重積水、水分不勻，生長期枝蔓過密易造成葡萄園內濕度過大而發生病害，嚴重影響葡萄生長發育、花序形成，導致落花落果，甚至造成裂果、爛果，大大降低鮮食葡萄的品質。葡萄在休眠期、萌芽期、開花前后、第一膨大期、第二膨大期、采果前后至落葉各階段對水分都有不同的要求，因此選擇合理的灌溉技方法、建立最優化灌溉制度對葡萄的生長發育尤為重要。

2.2 節水灌溉方式選擇。我國現有的節水灌溉技術有渠道防滲技術、低壓管道灌溉技術、噴灌、微灌等。

2.2.1 渠道輸水防滲灌溉技術是指用渠道將灌溉水源輸送到田間的一種灌溉方式。采用渠道防滲灌溉技術，可以大大減少渠道的滲漏損失，還可以提高渠道抗沖擊能力，同時增加流速，加大輸水能力；渠床滲漏減少后可以減少灌溉對地下水的補給，防止土壤的次生鹽堿化；而且也能降低成本，提高灌溉效率。防滲技術主要適用于大田糧食作物灌溉。

2.2.2 低壓管道灌溉是指用管道代替明渠輸水的一種灌溉模式，在一定壓力作用下，將水源灌溉水由水泵、管道等設施輸送到田間作物土壤，管道灌溉即可直接通過管道的分水口通過分水進入田間，又可在管道分水口處通過連接輸水軟管輸水到田間，是一種節水地面管道灌溉技術。其特點是出水口流量較大，出水口所需壓力較低。

2.2.3 噴灌是指采用專有設施將有壓水流通過噴頭輸送到田間，通過噴頭均勻噴灑的形式進行灌溉的節水方法，噴灌灌水均勻，省時省工，適應性廣，增產增收，防止或減小災害性天氣對作物的影響。

2.2.4 微灌是指通過管道和最末級管道上安裝的灌水器，將植物生長所需的養分及水分通過細小流量，進行準確和均勻地灌溉的一種方法，包括滴灌、微噴灌、涌泉灌等，微灌優點為省水省工、節能、灌水均勻、增產增收、對土壤和地形的適應性強。滴灌是根據需水要求，通過管道和安裝在毛管上的滴頭或是滴灌帶，將植物生長所需的養分及水分一滴一滴，均勻緩慢滴入植物根部土中的一種灌水方法。在灌水器的流量比較大情況下，可以形成連續細小的水流來濕潤土壤。

微噴灌是指直接利用安裝在毛管上的微噴頭或者是跟毛管連接的微型噴頭，將水均勻地噴灑到植物根部土壤的灌水形式。結合實際地形條件、水源條件及葡萄對水分的需求，百納城葡萄種植區采取滴管的節水灌溉方式。

3 滴灌在葡萄生產上的應用

3.1 葡萄用水需求分析。葡萄在整個的生長周期內，各個階段需水量有所不同，需水量高低分別為葡萄采果后期、發芽開花前期、新梢旺長期、幼果膨大期及果實膨大期。葡萄采果后期應該結合秋季施底肥要求并且充分灌溉，為葡萄第二年的生長發育提供良好的條件；在葡萄發芽開花的前期，應該保持土壤濕度在田間持水量70%左右；新梢旺長期及幼果膨大期為需水量的臨界期，應該保持土壤濕度在田間持水量的80%左右，這一階段葡萄根系對養分和水分的需求最為敏感；果實膨大期應該保持土壤濕度在田間持水量的70%左右。

3.2 葡萄滴灌系統。對于葡萄滴灌系統而言，其主要由水源工程、控制系統、水質處理設備、肥灌、注肥系統、滴灌管件等構成。如果存在滴灌水源無雜質堵塞灌水器的情況，滴灌系統只需安裝儲水桶、DC 電源電磁式開關閥、碟形過濾器、供水主管及內鑲式滴頭之滴灌管(帶)即可，但是只供小面積使用。根據本次葡萄園的實際情況，其葡萄滴灌系統應完整構建。

3.2.1 水源工程。在滴灌系統中，水源工程是為了獲取水源而特意建設的攔水、引水、蓄水、提水及沉淀工程及輸配電工程。水源可為井水、泉水、水庫水、渠道水等。值得注意的是，滴灌對水質的要求十分嚴格。這是因為滴灌系統中灌水器滴頭極易被水中的雜質所堵塞，不僅會影響灌水效果，而且還會造成整個滴灌系統癱瘓。為了能夠有效預防雜質堆積，最好使用過濾器，將超過出水孔直徑10%～20%的雜質進行有效攔截，預防其流入到管道中?；谒钆涞牡晤^或噴頭的具體規格，選取適宜的過濾器。例如，選擇使用管上式PCJ—CNL 穩壓滴頭，其水流通道最小直徑為1.03 mm，其20%為0.215 mm，所以最好搭配120 目過濾器。

3.2.2 控制系統。因每一個地區葡萄種植的條件有所差異，在種植園區一般均會設置控制裝置，控制方式包含了手動、半自動及全自動三種控制方式。

3.2.3 水質處理設備。對于過濾器的選擇而言，應積極考慮有效過濾程度。對于過濾效果相同的不同過濾器，可基于價格高低進行選擇。一般情況下，砂粒過濾器最貴，其次為碟形或網篩過濾器。

3.2.4 肥灌注肥系統裝置。定比稀釋器(比例式注液器)。其優勢在于能夠對肥液注入流量的精確稀釋倍數比進行調節，可適用于多種規格。直接在出水口注入混合液，這里所需要的水壓偏低，運行過程中所產生的噪聲也比較小。但是，其缺點在于出水壓力損失偏大，且價格相對較高。文氏管注肥器：其需損失20%的流水壓力才可將肥液吸入其中，出水口壓力比入水口壓力低20%。同時，無法對肥液注入流量的稀釋倍數比進行調整。

3.2.5 滴灌管件及配置。①灌水器的選擇。采用管上補償式滴灌帶，滴灌毛管外徑16 mm，滴灌毛管進口壓力10 m 水柱，毛管間距2.0 m，滴頭間距0.5 m。水流通過細長的管道，與管道內壁摩擦使壓力減小，促使管道各個部位出水壓力達到平衡。適于按照株行距進行栽種的葡萄，可配送水溶性肥料。②毛管布置方式。由于葡萄基地采取籬架的種植方式。因此，毛管布置采用每行葡萄布置一條毛管，根據實際地長和最大鋪設長度確定每條毛管長80 m，根據葡萄生產要求，將毛管固定于籬架的第一道鐵絲上，距地面高度約0.4 m(圖1)。③管網系統布置。根據工程范圍內的地形圖，干管沿區內的生產路布置、自揚水站向南直至最末端。分干管沿葡萄種植行與干管垂直布置。支管沿垂直分干管(垂直葡萄行)左右兩側等距布置。毛管沿葡萄種植向(垂直支管)布置，逆坡長度減少1/2，詳見管網布置圖2。④灌水量的確定。為了減少工程投資，提高設備利用率，增加灌溉面積，微灌區內部擬采用輪灌的工作制度。對支管進行分組，通過干管分別向各組支管輪流輸送供水，支管再向毛管進行供水。灌水量根據葡萄生長的不同時期和天氣情況而定，一般每次灌水時間2 ～3 h 為宜，在葡萄成熟期要停止灌水，以防影響果實品質和防止裂果。

圖1 田間管網布置

圖2 葡萄滴灌管網布置

3.3 葡萄滴灌中注意的問題

3.3.1 選擇適宜的滴灌設施。嚴格按照設計方案規定要求選擇符合條件的水泵，水泵型號必須達到設計方案所要求的供水流量和供水壓力，輸水管道的管徑和管道長度設計要合理，同時供水管道應該選擇抗老性能好的PE 管材。滴灌噴頭則應該選擇能夠均勻出水、有較強的抗堵塞能力、使用安裝方便的。過濾器應耐腐蝕、易沖洗。

3.3.2 滴灌設備安裝要正確。首部樞紐安裝中，必須分別在過濾器的前后安裝1 個閥門和1 個壓力表，安裝壓力表主要是為了觀察過濾器的前后壓力之差，同時為了更加方便調節流量及壓力，更加容易清潔過濾器。供水管道布置中管道兩側供水要平衡。

3.3.3 滴灌設備使用要正確。整個滴灌系統中，管道的控制壓力必須在標準的范圍之內。過濾器在整個滴灌系統中起著重要作用，必須經常清洗。如果發現過濾網損壞的問題，應該盡早及時更換。滴灌系統中灌水器極易損壞，必須細心管理、小心鋪放，在不使用的情況下應該慢慢卷起來，切忌在地上拖動或是踩壓。冬季溫度過低時，必須要放空管道內水量，以防灌水器和供水管道凍裂。灌溉時閥門應慢慢開啟，流量逐漸增加，排凈管道內空氣，減少對灌水器的壓力沖擊，延長灌水器的使用壽命。

3.4 葡萄滴灌水肥一體化應用。滴灌是指采用灌水器與管道灌溉系統連接的灌溉方式，主要利用管道內外存在的水勢梯度差，將水量按時按量輸送給植物。百納城有機專業合作社處于王墳鎮八喜谷，地勢坡度較大，為滴灌創造了條件。葡萄在生長過程中，水肥的需求不盡相同，水肥的使用在葡萄的整個生長過程起著重要的作用，對葡萄品質至關重要。葡萄在休眠期、萌芽期和開花期30 ～40 d，萌芽期需要大量水分。果粒膨大期、果實著色前這個階段果實迅速膨大，一般要求每隔10 ～15 d 需要灌水1 次。水肥一體化利用滴灌系統，選擇水溶性肥料，根據葡萄不同生長階段進行施肥。每次先進行灌水1/4，再施肥，等施肥結束之后，再進行灌水5 min 左右，清洗滴灌噴頭防止堵塞，同時確保肥料全部施入葡萄根部土壤，提高肥料的使用效果。水肥一體化技術通過管道定時定量地向葡萄樹輸送肥料和水分，大大降低外部因素對葡萄生長過程中的影響，減少水分蒸發和滲透，節省人工施肥時間，降低了勞動成本，提高水肥利用率。

4 葡萄滴灌的應用效果

4.1 省水省工，降低能耗。滴灌將水分輸送到葡萄根部的田間土壤，通過管道輸水，輸水途中水量損失大大減少，水資源有效利用率可以達到95%以上。在滴灌情況下，滴頭水量只是濕潤作物根部部分土壤表面，這樣就大大減少了土壤水分的無效蒸發。在滴灌系統加裝施肥裝置后可以將肥料一塊輸送到葡萄根區附近，既提高了肥料又節約了施肥用工，一般以水溶性肥料為主，水溶肥易溶于水，利于高效吸收。滴灌也大幅度減少了灌溉用工，提高了勞動效率。在滴灌過程中僅僅葡萄根系附近土壤被水分濕潤，其他地方的土壤水分含量依然較低，所以可以有效地防止雜草的生長。一般用于土壤消毒和從根部施入的農藥，也可以通過滴灌施入土壤，節約勞力開支，提高用藥效果。

4.2 環境濕度低，降低病蟲害的發生。葡萄根系附近土壤透氣條件較好，通過滴灌注入水中的可溶性肥料，可以為葡萄生產提供充足的水分及養分，使葡萄根部附近的土壤水分完全滿足葡萄生產所要求的穩定和較低吸力的條件。灌水附近的地面蒸發量較小，更能有效保護土壤的濕度，葡萄發生病蟲害的情況大大減少，因而農藥的使用量也大大降低，同時減少靠灌溉水傳播病害尤其是根癌病的傳播和再侵染的機會。

4.3 提高葡萄品質，使其增產增收。通過滴灌能夠及時為葡萄生長提供足夠的水分和養料，均勻準確地為葡萄根系補充水分，使葡萄在水分最佳的情況下生長，灌溉質量得到有效提高。滴灌條件下不僅葡萄的產量得到提高，葡萄的品質得到改善和提高，經濟效益得到顯著提升。

4.4 滴灌對土壤及地形的適應性較強。百納城葡萄園區坐落在山區，地形起伏較大，傳統的灌溉方式困難較大。而滴灌過程中滴頭可以在工作壓力較大的情況下工作，而且滴頭出水比較均勻，適宜于地面坡度有起伏的地塊及不同類型的土壤。同時，滴灌還可以有效地減少植物生長中的雜草，并且不會造成田間土壤的板結。