设施农业节水灌溉中的膜下滴灌技术

设施农业节水灌溉中的膜下滴灌技术冯婧(河北科技师范学院 农学系 农学0302班 0111030205号)摘要：分析了我国农业面临的水资源短缺的严峻状况、国内设施农业节水灌溉技术的发展形势和设备的应用现状，提出大力推广农业节水灌溉，是从根本上解决我国农业缺水问题的重要措施。

在设施农业上大力推广现代节水灌溉技术，更有利于我国节水农业的稳步发展。

并从应用范围、供水、设施、毛管的选用、布置、管理、效益等各方面介绍了膜下滴灌技术。

讲明了设施农业节水灌溉中的膜下滴灌是覆膜种植与滴灌相结合的一种灌水技术，也是地膜栽培抗旱技术的延伸与深化，作为一种新型的节水灌溉技术，与地表灌溉、喷灌等技术相比，有着其无可比拟的优点，突破了滴灌技术不进大田的禁区，大幅度提高我国水资源的利用率，将从根本上改变我国传统的农业用水方式，促使农业栽培模式的改变和农业劳动者整体科技素质的提高，符合现代农业对机械化、信息化、智能化的要求。

关键词：设施农业，节水灌溉，膜下滴灌我国是一个农业大国，建国来农业得到很大发展，取得了以占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口的举世瞩目的成就。

当前，制约我国农业发展的主要因素是水资源严重的不足。

我国水资源总量2.8万亿m 3，居世界第6位，但因人多地广，按12.4亿人口计算，人均年占有量仅2260 m 3，不足世界人均占有量的 l ／4，居世界第109位，为13个贫水国之—。

按现在灌溉用水统计，全国在中等干旱年农业缺水300亿m 3。

农业发展5000万亩灌溉农业用水资源的开发是很困难的，它投资大，见效慢，受地理条件和资金等限制较大，短期内不能解决大面积的农用灌溉问题，节水灌溉不失为一种行之有效解决水资源匮乏的好方法。

滴灌是通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器，将水一滴一滴均匀而缓慢地滴入作物根区附近土壤中的灌水方法。

膜下滴灌，产生于兵团农八师石河子垦区，是在膜下应用滴灌技术，在滴灌带或滴灌毛管上覆盖一层地膜，根据作物生长发育的需要，将水通过滴灌系统一滴一滴地向有限的土壤空间供给，仅在作物根系范围内进行局部灌溉，也可同时根据需要将化肥和农药等随水滴入作物根系。

由于膜下滴灌的配水设施埋设在地面以下，管材不易老化，灌水时土壤表面几乎没有蒸发，又避免了水的深层渗漏和地表径流，使作物对水、肥的利用直接有效，便于农户田间管理和精确控制灌水量，达到高效农业用水的目的。

大田使用后，较常规灌溉省水50%左右，省肥20%，省农药10%，增产10～20%，增加综合经济效益40%以上。

1 设施农业节水灌溉的发展现状我国从1974年开始推广滴灌技术，主要是应用于果树的灌溉。

三十多年来，我国滴灌技术的发展大致经历了三个阶段：80年代以前为第一阶段，此阶段主要是引进、消化和试制，在这期间引进了墨西哥的滴灌产品，安装在果园、自行开发了滴灌带和小管出流产品。

第二阶段为80年到90年代，属于缓慢发展阶段，主要是针对滴灌产品品种少，设备不配套，产品质量差等问题，对已有的产品进行改进，开发了孔口滴头、补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头，并在河北和山东建立了试验示范点，为我国节水灌溉设备的开发和应用起到了很大的推动作用，但由于科研投入不够，设备和技术都不过关，没有大面积推广开。

第三阶段为90年代，由于北方地区连续多年的干旱，城市人口的急剧增加，菜篮子工程提到了日程上来。

水资源短缺情况加剧，国家对节水灌溉农业十分重视，相对投入增加，同时也提出了发展高标准的设施农业的构想。

在这种大背景的前提下，大城市的郊区和小城镇纷纷建立了设施农业的示范点，蔬菜温室大棚像雨后春笋一样发展起来，极大地促进了滴灌和微灌技术的发展。

在这时期，主要是改进和研制出新的滴灌设备，如脉冲式滴灌设备、渗水头、补偿式滴灌管、压力调节器、过滤器、施肥器等设备，并且引进了以色列的部分先进技术和设备，主要是滴灌、微灌和与之相配套的设备，开始大面积推广节水灌溉技术，使我国北方的果树滴灌、设施农业微灌及蔬菜保护地滴灌都有了较大的发展。

同时，制定了滴灌设备技术标准和技术规范，开始对设施农业节水灌溉设备进行了系统的开发和研究，并开发出先进适用、性能可靠、使用方便的一次性可回收滴灌和膜下滴灌应用技术，促进了我国设施农业节水灌溉设备的生产和应用。

目前我国生产设施农业微灌设备的厂家主要有30多家，其中有近10家工厂能生产配套的产品，其它工厂主要是生产其中的一部分产品，生产的主要产品有：滴距为30、50、100 cm 的滴灌管、薄壁式孔口滴灌带、补偿式滴头、折射式和旋转式微喷头、过滤器、压差式施肥器，各种规格的滴、喷灌支管等。

我国现有近90万hm 2温室大棚，主要种植各种时令蔬菜、花卉和经济作物，绝大多数采用传统的畦灌，水的利用率只有40%，亩灌水定额为600—800m 3，大城市的郊区大面积推广温室大棚滴灌设备，节水效果十分明显，亩灌水定额仅为300多m 3，增产20%～100%，提高了作物的品质，节省劳力，为发展工厂化农业奠定了基础。

膜下灌溉技术作为目前世界上最先进的节水灌溉措施之一，已大面积推广应用，适用于凡是有基本水利设施的田间使用。

目前，我国新疆已累计推广20万小时/平方米以上，是大面积应用膜下滴灌技术最多的省区。

除新疆外，海南、广西、安徽、湖北、宁夏、内蒙古、辽宁、黑龙江等省区也已开始推广。

2 膜下滴灌的优点2.1 灌溉用水省滴灌仅仅湿润作物根系发育区，属于局部灌溉形式，由于滴水强度小于土壤的入渗速度，因而不会形成径流使土壤板结。

膜下滴灌滴水量很少，且能够使土壤中有限的水分循环于土壤与地膜之间，减少作物水分蒸发。

覆盖地膜还能将较小的无效降雨变成有效降雨，提高自然降雨的利用率。

据测试，膜下滴灌的平均用水量是传统灌溉方式的12%，是喷灌的50%，是一般滴灌的70%。

2.2 肥料利用率提高易溶肥料施肥，可利用滴灌随水滴作物根系土壤中，使肥料利用率大大提高。

据测试，膜下滴灌可使肥料的利用率由30%～40%，提高到50%～60%。

2.3 增产效果明显膜下滴灌能适时适量地向作物根区供水供肥，调节株间的温度和湿度；同时地膜覆盖昼夜温差变化时，膜内结露，能改善作物生长的微气候环境，从而为作物生长提供良好的条件，因而增产效果明显。

据调查，膜下滴灌可使一般的低产棉花产量提高30%，蔬菜增收40%，西瓜、甜瓜增收25%。

2.4 投工费用低膜下滴灌，由于植物行间无灌溉水分，因而杂草比全面灌溉的少，可减少除草投工。

滴水灌溉，土壤不板结，可减少锄地次数。

滴灌系统又不需平整土地和开沟打畦，可实行自动控制，大大降低田间灌水的劳动量和劳动强度。

据调查，滴灌比大水漫灌每667m2省工10个左右。

2.5 工程造价便宜多少年来，滴灌技术一直被人们称为昂贵技术而仅应用在高附加值的作物中。

随着水资源的日趋短缺和国产滴灌设施进行的适合国情、降低投资的研究取得很大的进展，滴灌技术已完全能够进入大田适应普通农业使用。

特别是新疆天业膜下滴灌设施，每667m2造价仅300元左右，是国外同类产品造价的1/8，设备使用期可达5～8年，最末级滴灌带价格仅为0.2元/m，每667m2土地滴灌带投资仅需120元，使用两年左右后滴灌带还可以旧换新，只收0.12元/m的加工费，每667m2滴灌带投资可降到70元。

3 膜下滴灌技术3.1 膜下滴灌的应用范围节水灌溉的适应性强,可用于各种地形、土质下的果树、花卉及苗圃、城市园林绿化、温室、大棚和大田农业等。

滴灌节水技术更适合于设施内种植的蔬菜、果树和花卉等植物。

3.2 膜下滴灌的供水滴灌系统的水源可以是河水、湖水、自来水、地下水等。

滴灌对水质的要求较严,一般宜选用水质优良的水源。

大棚滴水灌溉用水多数为井水，但用提井水的泵直接向棚内滴灌供水，存在着同时供水而又多品种蔬菜不同时用水的矛盾。

因此，大棚滴灌的供水一般选择以下几种形式：（1）压力灌供水：对于大棚多而又集中的片区，一般采用压力罐集中加压，压力罐安装在水泵和滴灌之间，可在无人控制下保证管网连续工作，棚内不再另设加压设备。

在水源处设置旋流水沙分离器和筛网过滤器组成的过滤设施。

压力罐供水一次性投资小、管理方便，缺点是增加了灌溉运行的费用。

（2）建水塔供水：在大棚集中的区域中心，建设供每个大棚滴灌用水的水塔，满足大棚滴灌所需的压力和不稳定的用水。

在水泵与水塔的输水管道上装过滤器等。

建设水塔一次性投资较大，但运行费用低，还可起到一定调蓄水量的作用。

（3）单棚小泵供水：对于每个大棚，在大棚外附近建5～7立方米地埋式蓄水池，用机井集中向池中供水，滴灌时单棚装微型水泵加压，并在滴灌首部装过滤器等。

就整体计算，投资较大，但就每个大棚来说易建易管。

3.3 膜下滴灌设施膜下滴灌是利用灌溉渠道与大田水位差和地面的自然坡降实施自流灌溉的一种节水措施。

以首部设备(井灌或经过过滤设施的库水、普通渠水)为中心，铺设主、支管道，农作物播种铺膜与机具铺设滴灌毛管道同时进行，并在播种后连接安装支管和毛管，通过四通管件连接组成管网系统。

膜下滴灌通过地表下的滴水器(滴头)施水，灌水器流量与地表滴灌大致相同。

根据滴灌水压的区分，该设施分为常压式和加压式滴灌系统：（1）常压式膜下滴灌系统：该系统是将渠水按原渠系通过渠道引到地头，再通过铺放到地头的管系将水直接引入作物行间的软管(毛管)内，通过阀门控制，进行滴灌。

该系统主要包括主管、支管、毛管、铺膜铺管播种机。

（2）加压式膜下滴灌系统：该系统是通过首部设备(水泵、过滤器、施肥、施药装置等)，将水、肥、药经过地埋部分的主管道、支管道压至地面的滴管。

该系统主要包括首部设备、地埋部分(主管、支管)及地面毛管、铺膜铺管播种机。

3.4 滴灌毛管的选用对蔬菜等条播密植作物，根系发育范围小，对水分和养分的供应十分敏感，要求滴头布置密度大，毛管用量多，因而毛管选用价格较低的滴灌带，可有效地降低滴灌造价，且运行可靠，安装使用方便。

3.5 膜下滴灌的布置以大棚膜下滴灌为例,在滴灌进棚前，应顺棚跨(或棚长)起垄，垄宽40厘米，高10～15厘米，做成中间低的双高垄，滴灌带放在双高垄的中间低凹处，垄上覆盖地膜。

双高垄的中心距一般为1米，因而滴灌毛管的布置间距为1米。

滴灌毛管的每根长度一般与棚宽(或棚长)相等，对需水量大的蔬菜有时也布置两道。

支管布置一般顺棚的后墙(或顺棚跨)长度与棚长(或棚跨)相等。

在支管的首部安装施肥装置和二级网式过滤器等。

3.6 膜下滴灌的管理3.6.1规范操作要想达到滴灌的最佳效果，设计、安装、管理必须规范操作，不能随意拆掉过滤设施和在任意位置自行打孔。

3.6.2注意过滤膜下滴灌要经常清洗过滤器内的网，发现滤网破损要更换，滴灌管网发现泥沙应及时打开堵头冲洗。

3.6.3适量灌水每次滴灌时间长短要根据缺水程度和植物品种决定，一般控制在1～4个小时。