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節水灌溉技術-滲灌
日期:2018-01-26 10:00:24浏覽:1093

節水灌溉技術-滲灌
(吉 林 省 河 务 局         乔  艺)
(吉林省蔬菜花卉科学研究所  郑春雨)
一、前言
我國是一個農業大國,也是世界上貧水國家之一。農業用水占全國總用水量的68%,由于農業灌溉制度不合理和大水漫灌的普遍存在,使農業水資源浪費嚴重,水資源平均利用率僅爲40%,低于發達國家80%~90%的水平,單方水的糧食生産能力只有0.85kg左右,遠低于2kg以上的世界發達國家水平。主要原因是我國農業灌溉技術落後,灌溉方法粗放。因此,發展農業節水新技術,提高農業節水效率是當務之急。同時也是發展農業産業化、規模化,使之能夠可持續發展的需要。
節水灌溉是當代興起的農業高效用水的一項新理論、新技術。農業節水灌溉是指通過科學的技術和方法,最大限度的減少農業種植過程中的用水量,以提高水的利用率和生産效率爲核心,用盡可能少的水爲農業實現穩産、高産和可持續發展提供保障。從科學意義上講在滿足植物生理生長需求的條件下,將以往對土地的灌溉,轉變爲對植物進行灌溉,充分發揮水的有效利用率。
滲灌是繼噴灌,滴灌之後,一種新型的地下灌溉技術。滲灌管是以廢舊高分子材料爲主要原料加工而成的管狀灌水器。滲灌技術及成套設備是國外一些發達國家經過十幾年的反複研究、試驗而獲得成功的先進灌溉的技術,現已實現工業化生産。
二、國內外發展現狀
滲灌是由美國、德國等國在上世紀七、八十年代先後研制開發成功的。近二十年來,滲灌技術已在美國、德國、法國、日本、澳大利亞以及中東地區的部分國家被廣泛的應用于大田、溫室、果園及綠化灌溉上。並在棉花、小麥、玉米、高粱、谷物、蔬菜、果樹、城市綠地等種植過程中進行了推廣應用。由于滲灌管制備工藝比較簡單、使用性能優良,近幾年來已引起許多國家的廣泛重視。
一九九三年我國首次引進美國的滲灌節水技術,在河北、北京、天津、新疆、山東等地先後進行了應用示範,種植的作物已從花卉、蔬菜擴大到果樹,棉花及林木,並取得了良好的效益,結果得到用戶認可,但由于因爲應用成本過高,未能大面積推廣。
九十年代末,我國相繼開展了橡塑滲灌管的研究,現已獲成功。該技術的特點是:1)工作水頭低,在1米高水頭下即能正常工作,便于溫室大棚內使用。2)出水均勻,在100米管長範圍內能實現均勻灌溉。3)滲水速率可調,滲灌管具有隨管內供水壓力增加,滲水速率增大的特點,使用時可以根據土壤條件、作物各生育階段的需水量、氣候條件以及用戶的使用需要,通過改變供水壓力來改變滲灌管的滲水速率。4)由于使用時滲灌管被埋設在土壤下10~50cm植物的根部附近,使灌溉用水的效率達到最大,並且減少了地表的蒸發。5)經試驗證明,滲灌還可以用于各種複雜地形上的灌溉,如任意坡度垂直高差小于30米的坡地,甚至可以在垂直高差小于2米的情況下,沿斜坡面鋪設滲灌管灌溉。該技術已在溫室、大棚內蔬菜、花卉、果樹;及露地種植的馬鈴薯,大豆;城市綠地以及西部黃土高原植樹造林等作物中應用。試驗結果表明:滲灌技術可以使溫室內蔬菜提前7~10成熟,提高作物産量10%~30%;使馬鈴薯增産52%,促使大豆根系向深層土壤中生長,以獲取更多的水分。在春旱的情況下,可以確保作物出全苗,並促進作物苗期生長。用于城市綠地已連續使用5年,經曆過-30℃的嚴冬,系統仍可正常工作。
三、滲灌技術簡介
我國每年産生的廢舊輪胎近3000萬只,如何利用好廢舊輪胎已成爲國家環保總局列入21世紀的一項重要議程。目前大量棄置的廢舊輪胎已給環境帶來潛在的危害。而生産滲灌管所用的主要原料就是廢舊橡膠粉,與再生膠相比,膠粉只需物理粉碎,無需高溫脫硫,因此,生産滲灌管本身能消耗掉大量的固體廢棄物,生産過程中也少有廢氣排出,它的工業化生産將對我國固體廢棄物的綜合利用有著積極作用。
在使用性能上滲灌與其它灌溉技術相比,具有許多獨特的優點。使用時滲灌管被埋設在土壤中,由于它的滲水速率緩慢,滲出的水經土壤毛細作用傳輸到植物根系周圍,因此,土壤表面幾乎沒有蒸發、徑流,也沒有深層滲漏等現象,由此可以避免土壤發生板結和鹽漬化;滲灌可以控制和改變水的流量,因此它適合于各種複雜地形上的使用;滲灌管自身的多微孔性能,除可爲植物生長提供必要的水分外,還可用來向植物提供其所需的養分、氣體、農藥等,減少其用量,提高其使用效率;滲灌可達到最大的節水增産效率,從而解決了地表灌溉過程中的水蒸發與流失、營養浪費等問題;同時它還具有疏松土壤,提高土壤肥力,提高地表土壤溫度,減少雜草與病害,促進作物生長等功能;與漫灌相比,滲灌可節水、節電60%~70%;滲灌還具有明顯提高勞動生産效率的特點,鋪設後無需日常維護。滲灌是一種低能耗的灌溉方式,重力滲灌只需0.1kg的壓力,就可實施灌溉。滲灌能夠滿足不同土質條件、不同種植方式(單株或連片種植)的需要,適合各種地形及多種作物的灌溉。
筆者通過試驗,對滲灌的特性與優勢有了進一步認識,同時認爲滲灌技術在我國具有廣泛的應用前景,和巨大的潛在市場,應用範圍廣,如可應用于溫室大棚的設施栽、幹旱地區大田作物、幹旱地區植樹、種草、城市綠地(包括:草坪、足球場、高爾夫球場、城市立體花卉造型等)、花卉、苗圃、果樹等等。
滲灌管的加工技術簡單,生産設備投資少,原材料易得。滲灌可明顯提高作物的産量5%~30%。由此可見滲灌節水技術的發展將對我國農節水灌溉水平的提高、改善化學固體廢棄物對環境的汙染起到積極的推動作用,並産生積極的社會效益。

 

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