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膜下滴灌在设施园艺生产中的应用与实践探索 导读 通过对设施园艺生产中科学合理灌溉的重要性及当前应用的主要灌溉方法的阐述，进一步探索膜下滴灌在实际生产中的应用，通过合理安装副管管道，调整不同时期的浇水量，安排好浇水施肥的顺序等，使膜下滴灌达到节水、节肥、增温、增产的作用，并总结出在设施园艺生产中应用膜下滴灌是一项高效节水的灌溉新技术，是实现高质高效生产的重要途径，在现代农业生产中得到大力推广应用。 中国是农业大国，农业的发展与水资源利用息息相关，而中国水资源分布存在南多北少、东多西少情况，中国北方又是干旱缺水地区，大片的土地处于缺水状态，严重阻碍了中国现代农业发展。近年来，随着中国农业可持续发展战略不断深化，设施农业逐渐发展壮大起来，在设施园艺生产中，如何节水避灾、高质高效生产成为研究探讨的主要课题。一些新型节水灌溉技术得到不断的推广应用，目前，大力推广膜下滴灌技术（图1），既符合中国的基本国情，同时改变了传统的大水漫灌而实现科学合理灌溉，为中国设施农业发展做出巨大贡献。 科学灌溉的重要性 设施蔬菜生长发育离不开水，灌溉是唯一的水分来源。灌溉直接影响土壤肥力、蔬菜产量和品质以及设施内温度和湿度。科学灌溉就是要改图1膜下滴管变千百年来人们浇地的传统习惯，把浇地变为浇作物，按作物的最佳需水要求进行灌溉，用较少的水取得较高的产出效益。在设施园艺生产过程中提倡科学合理灌溉，可以有效防治土壤退化及地下水污染，提高水资源和肥料利用率，棚内环境好，提高作物产量和品质，节省劳力，提高工作效率。在设施园艺生产中不合理灌溉会导致室内湿度大，作物染病重，作物长势不良，品质差等问题，严重影响农民的经济效益和社会效益。 常用的灌溉方法 目前，中国设施园艺生产中存在的灌溉方法有沟灌、膜下沟灌、畦灌、滴灌、膜下滴灌或微灌、渗灌或地下滴灌、节点式渗灌。 沟灌、膜下沟灌和畦灌 沟灌、膜下沟灌和畦灌属于传统灌溉方法，这种方法灌溉效率低，仅为50%，棚室内湿度增大，而且不能自动控制，尤其冬季，浇完地后地温下降很快，升温较慢，病虫害发生严重，农药使用量增加，土壤盐渍化程度高，土传病害发生严重。 渗灌或地下滴灌、节点式渗灌 渗灌或地下滴灌、节点式渗灌属于先进的节水灌溉方法，灌溉效率能达到98%以上，可控性强，灌水后地表干燥，省水且满足作物需要，降低棚内湿度，提高土壤温度，减少土壤积盐。但这种灌溉方式投入成本及运行费用较高，技术要求和科技含量比较高，只适用于自动化的现代设施园艺生产，目前绝大多数普通设施的现状是生产设备简陋、生产力水平较低、经济水平不高、技术落后，这种灌溉方法还不能普及推广。 滴灌、膜下滴灌或微灌 滴灌、膜下滴灌或微灌是目前设施园艺生产大力推广的灌溉技术，尤其是膜下滴灌技术，水流从上向下湿润根层周围，灌溉效率达95%以上，节水保墒，降低棚内湿度，减少病虫害发生，投入成本及运行费用较低，有一定的技术要求和科技含量，棚户能轻松掌握并广泛应用于生产实践。据调查，朝阳县全县利用的设施面积1.0312万亩（687.8hm2），其中采用沟灌等传统灌溉方法的0.4227万亩（281.9hm2），占总量的41%，采用膜下滴灌的0.6085万亩（405.5hm2），占总量的59%。 膜下滴灌技术 膜下滴灌是滴灌与覆膜2项技术结合的一种灌水技术，是将滴灌带铺设在膜下，利用地面给水管道(主管、副管)将灌溉水源送入滴灌带，滴灌带上设有滴头，使水和作物生长所需的养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中，减少土壤水份的田间蒸发，提高了水的利用率，能够起到节水、保墒、节肥、环保、增温、增产的作用。具体使用方法： 整地 首先深松土壤20cm，平整土地，并施足腐熟农家肥，按照作物种植要求作垄，根据作物定植行距确定垄宽，垄高25~30cm。 铺管 管道的铺设对植株整个时期生长至关重要。首先将主管铺在棚前底角，最好不要铺到靠后墙侧，这样管道不容易被踩踏并且节省空间利于农事操作，主管道长度与棚长相等。副管道铺设原则是，铺设管路一定要距种植行10cm远，并安装在种植行外侧，首先确定种植作物采用单垄种植还是大垄双行种植，如果大垄双行定植，在两植株行外10cm处安装副管，如果单垄种植要做成垄距是1m的垄，这种垄距适合多种作物种植，每垄铺2条副管，这2条副管的距离为20cm，作物行位于2条副管中间。这样铺设的管道在浇水时，水从作物两旁10cm外缓慢湿润根部土壤，地温下降缓慢，使根系对周围温度变化有明显的缓冲作用，根系周围水量均匀，湿润面积大，“根随水长”，有利于根系向四外延伸生长，形成庞大根系群。 目前滴灌副管道直接铺在种植行位置，浇水时，冷水直接作用在作物主根系，而且浇水量少时，水分不能到达根尖部位，影响根系向外扩展。浇水对植株的不良影响主要在立春之后这段时期，朝阳地区从立春开始，气温逐渐升高，作物需水量增加，但地温升高的比较缓慢，冬季根系吸收功能较弱，每浇水都降低地温，导致根系功能变得更弱，严重的可导致植株萎蔫死亡。 2019年2月5日开始，连续两三天阴天并伴随大风降温，天气转晴后，棚内阳光充足，气温上升较快，造成很多棚室植株萎蔫，有的棚户及时浇水，却取得了适得其反的效果，甚至大部植株萎蔫最后死亡。对此进行调查后发现，棚室发生萎蔫并进行大水漫灌的，萎蔫越来越严重，甚至最后萎蔫死亡，进行膜下滴灌的棚室，有少量棚室发生萎蔫，两三天后逐渐缓解。同样进行膜下滴灌的棚室，管道铺设在种植行外10cm远的，植株长势旺盛，根本没出现萎蔫现象。所以，不当的浇水方式也会对植株造成不良影响。还有一点需要注意，安装微喷管道时出水孔一定要朝上，这样浇水时，水先喷到地膜上再流到土壤里，不仅缓解温度下降，而且不容易造成出水孔堵塞，出水孔向下，水里如果有小颗粒沙石或肥料溶解后有杂质，出水孔极易被堵塞，影响浇水质量。 安装接头 根据滴灌带的位置用剪刀剪出相应的安装孔，将与安装孔数量相等的内接头从输水管两端塞入管内，依次移至各孔处挤出，套上胶垫，拧紧外接头。 装施肥器 在靠近水源一端安装施肥器，施肥器按箭头所指方向安装，施肥器另一端安在水源管上，装上吸肥管。 使用方法 管道安装好后，先进行试水，出水均匀后，再选择地膜覆盖，根据定植时期、棚室杂草生长情况及害虫发生程度选择不同种类的地膜，高温季节定植或棚内杂草多的可选用黑色地膜，蚜虫发生重的棚室可选银光色地膜，其余都选择白色地膜覆盖。使用膜下滴灌浇水时，对不同作物不同生长时期，有目的的定时定量给水，作物定植时水一定浇透，苗期要控制浇水量，高温季节生产浇水量大，作物结果期浇水量也要充足，低温季节则不宜浇大水。 施肥时，先将化肥放入容器内用水溶解，用滤网过滤备用，先浇水，浇水量达到80%后再开始浇肥，把吸肥器放入容器内，打开施肥器开关，让肥液随水压力被吸入主管，随水滴出。肥施完后关闭吸肥器开关，再浇清水5min左右冲洗管道，使管道中的肥液全部流入土壤为止。因为作物根系80%都处于地表10~15cm以内，开始浇水湿润土壤，最后浇肥，使肥水处于地表层，利于根系吸收利用，达到节肥目的。 应用效果 节水 膜下滴灌是按照作物的需水要求，将水和作物生长所需的养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤中，以适量的水进行适时灌溉，既能满足作物对水的需要，又不致造成温室土壤含水量和空气湿度过大，引起作物发生各种病害，从而达到提高作物品质，增加产量和节水节能的目的。膜下滴灌的灌溉效率高达95%以上，比传统灌溉方法节水70%以上。 保水 覆膜后，土壤与大气隔开，土壤水分不能蒸发散失到空气中，而膜内以液-气-液的方式循环往复，使土壤表层保持湿润。 增温 土壤耕作层的热量来源主要是吸收太阳辐射。地膜阻隔土壤热能与大气交换。阳光中的辐射透过地膜，地温升高。土壤自身的传导作用，使深层的温度逐渐升高保存在土壤中。灌溉水通过管道及毛管滴头系统缓慢滴入膜下土壤中，起到水流增温，汽化热损失极少，地温下降缓慢。 改善土壤的物理性状 地膜覆盖后，滴灌的渗水压力极小，保证了土壤的疏松状态，透气性良好，孔隙度增加，容重降低，有利于作物根系的生长发育，同时地膜覆盖使土壤的含盐量降低。改变土壤养分状况覆盖地膜后增温保墒，有利于土壤微生物的活动，加快有机物和速效养分的分解，增加土壤养分的含量。为作物正常生长创造了良好的土壤环境。 改善光照条件 通常由于植株叶片互相遮阴，下部叶片比上部叶片光照条件差。覆膜后，由于地膜和膜下的水珠反射作用，使漏射的阳光反射到近地的空间，增加基部叶片的光合作用，提高光合强度和光能利用率。 减轻病害发生程度 节水灌溉技术给水缓慢均匀，加上地膜覆盖，空气相对湿度比不应用的降低23%以上，叶面保持干燥时间长，有效地减少了各种病原菌的侵染，防止各种病害发生，减少农药投入量，可提高农产品品质。 投资少、省时、省工应用 膜下滴灌的每667m2投入500元左右，给水不用人工护渠看水，减少人工，减少水资源浪费，综合效益高，可实现节本增效2500~3000元/667m2。 存在问题及解决途径 存在问题 在设施园艺生产过程中，膜下滴灌技术也存在一些问题，一是滴头易堵，膜下滴灌技术对水质的要求较高，溶液中各种盐离子较多，滴头细，长时间滴灌容易堵塞滴头，造成滴灌不均匀。二是管道不利于清洗，生产中要求滴灌一段时间后，打开过滤器进行清洗。需要将覆盖的薄膜打开修好后再覆盖，增加了劳动强度。 解决途径 首先，要安装过滤装置，过滤是灌溉系统的核心，好的过滤和适当的操作才能保证良好的灌溉。将固体从灌溉水中分离出来，清洗过滤器就容易了。其次，末级管道最好选用软管，水中淤泥和黏土是无法过滤的，每一茬口结束，要对管道进行一次清洗，软管比硬管容易清洗多了。管带用后卸下卷起，千万不能在地上拖。 思考 膜下滴灌是现代农业节水灌溉中一次新的突破，该技术适应中国的基本国情，利用少量的水使大面积的作物得到有效灌溉，用很低的成本，达到了灌溉、节水、保温、增产、优质、高效的最佳效果，在设施园艺生产中得到大力推广应用。在使用过程中，仍然需要对各个使用环节进行认真研究试验，探索出最佳使用方法，并及时改进提高，让该技术更好地为设施园艺生产服务。 作者：徐丽丽（辽宁省朝阳县农业技术推广中心） |
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