農(nóng)業(yè)滲灌技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用分析

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摘要：滲灌技術(shù)屬于微灌的一種，需要先在地下鋪設(shè)好滲灌管，灌溉水源通過管道直接送入作物根系土壤，通過解決地表水蒸發(fā)和噴射造成的水土流失等問題以及帶來疏松土壤，減少污染、促進(jìn)作物生長，是一項(xiàng)低成本、高收益、環(huán)保便捷的新型節(jié)水灌溉技術(shù)。滲灌對土壤有很強(qiáng)的保護(hù)性，可防止土壤表面因?yàn)槿狈τ袡C(jī)質(zhì)或水分蒸發(fā)而引起板結(jié)，為農(nóng)作物帶來良好的水分供給。滲灌通過土壤的毛細(xì)作用進(jìn)入根系，有效解決了蒸發(fā)的問題，提高了利用率，起到了節(jié)能減排的作用。

關(guān)鍵詞：滲灌技術(shù)；灌溉深度；灌水量與灌水間隔；經(jīng)濟(jì)效益

灌溉能為農(nóng)田提供水分，灌溉的數(shù)量和效率對農(nóng)田水分調(diào)節(jié)起到極其重要的作用。而滲灌能有效地緩解水資源短缺、土地荒漠化、鹽堿地改良，還能用于城市地面綠化，解決城市內(nèi)澇等問題，因而未來前景十分廣闊。滲灌技術(shù)屬于微灌的一種，需要先在地下鋪設(shè)好滲灌管，灌溉水源通過管道直接送入作物根系土壤，通過解決地表水蒸發(fā)和噴射造成的水土流失等問題以及帶來疏松土壤，減少污染、促進(jìn)作物生長，是一項(xiàng)低成本、高收益、環(huán)保便捷的新型節(jié)水灌溉技術(shù)。但同時(shí)也存在諸如管道堵塞、后期維修困難等問題[1]。目前，我國滲灌技術(shù)還只在少部分地區(qū)推廣使用，主要制約因素為國內(nèi)滲灌技術(shù)還不是很成熟，存在不同地區(qū)土壤環(huán)境不同、施工復(fù)雜、管理維修較為困難等問題，在理論研究與實(shí)地使用都仍需要繼續(xù)完善。

1國內(nèi)現(xiàn)狀

我國正處于快速發(fā)展階段，國家對“三農(nóng)”十分重視，而農(nóng)業(yè)水利灌溉技術(shù)對農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用具有積極的正向促進(jìn)作用。有學(xué)者提出，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，一些諸如勞動(dòng)力、資本的投入要素之間存在著相互替代或互補(bǔ)的關(guān)系，這些能夠在農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施中很好地體現(xiàn)，農(nóng)業(yè)灌溉對提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中這些投入要素的邊際產(chǎn)出有很好的促進(jìn)作用[2]。這些因素促使水利灌溉工程成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分。在傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉方式中，噴灌、漫灌一直是主流的農(nóng)田灌溉方式，但以往的灌溉方式水資源無法有效地流到植物根部，而是通過地表蒸發(fā)、土壤下滲等作用滲到植物根部，利用率很低，且浪費(fèi)嚴(yán)重，導(dǎo)致農(nóng)田灌溉利用率僅為43%，灌溉效率相比于發(fā)達(dá)國家落后。由于科學(xué)、高效、節(jié)約用水的特點(diǎn)，滲灌已經(jīng)得到了廣泛的研究與應(yīng)用，極大地提高了水資源利用率，但是目前我國灌溉系統(tǒng)還不夠成熟，地下滲透管道受泥沙影響容易堵塞、管理維修困難、埋藏深度需同本地主栽作物相匹配等條件限制[3]，因而滲灌在我國的全面推廣還面臨不少難題，需要社會全方位的協(xié)調(diào)推進(jìn)。

2滲灌技術(shù)

滲灌是通過將滲水管道埋藏在一定深度地下，將灌溉水從土壤灌水方法，是一種新型農(nóng)業(yè)智能灌溉技術(shù)[4]。一個(gè)簡易滲灌系統(tǒng)，只需包含水源、輸水管、支管和滲灌管等即可[5]。滲灌根據(jù)水流出流方式的不同，可以分為點(diǎn)式和線式兩種形式。點(diǎn)式就是用在管道內(nèi)設(shè)置不透水的毛細(xì)管，通過灌水器輸水，借此通過毛細(xì)作用緩慢滲入附近土壤[3]。線式是則是直接由埋藏在地下的管道利用管道的揚(yáng)程進(jìn)行直接供水灌溉，這種滲水管又分為多孔管和微孔管兩種。多孔管是在管壁上打很多小孔，使水源從孔縫中流出；微孔滲灌所采用的微孔滲灌管是用特殊的材料（廢舊輪胎回收的橡膠、塑料等）拉成的管道，管壁上有無數(shù)泡沫狀的微孔，當(dāng)管內(nèi)充水時(shí)就會逐漸像出汗一樣滲出，將微孔管埋在土壤中，可依賴土壤毛細(xì)作用給作物根系供水。

3滲灌效果的影響因素

3.1灌溉深度

作物每次的灌溉深度要控制在一定范圍內(nèi)。深度過深，則無法為根系提供足夠的水分；深度過淺，則造成水資源浪費(fèi)。關(guān)小康等[6]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行地下灌溉時(shí)，管道埋藏深度為30 cm時(shí)夏玉米的株高、整齊度較高，單株的干物質(zhì)也得到較好的積累。肯吉古麗•蘇力旦等[7]通過研究得出，葡萄生長情況受到不同灌溉深度的影響，滲灌深度為30 cm時(shí)，對溫室葡萄的生長最有利。

3.2灌水量與灌水間隔

作物每次灌水量不能超過一定的數(shù)額，灌水量過大作物無法吸收，容易引起水資源浪費(fèi)，還會使土壤保持較高的含水量，使毛細(xì)作用減弱，滲灌效益減弱。通過對灌水量和灌水間隔合理組合才能達(dá)到最好效果。有研究表明[8]：在保護(hù)地栽培中，一般對果菜類作物的灌水間隔在6天～8天比較合適，而對于葉菜類作物則需要每4天～6天灌1次水。每667 m2對應(yīng)160 m3～200 m3灌水量時(shí)作物收益更好，利用率更高。

4滲灌的積極效益

4.1滲灌的環(huán)境效益

滲灌對土壤有很強(qiáng)的保護(hù)性，可防止土壤表面因?yàn)槿狈τ袡C(jī)質(zhì)或水分蒸發(fā)而引起板結(jié)，為農(nóng)作物帶來良好的水分供給[9]。滲灌通過土壤的毛細(xì)作用進(jìn)入根系，有效解決了蒸發(fā)的問題，提高了利用率，起到節(jié)能減排的作用[10]。滲灌管埋在地下，為農(nóng)業(yè)與交通提供便利，還能使管道處于恒定的狀態(tài)，免受外界溫度、風(fēng)化、光照等因素影響，從而獲得更長的使用期限。有研究表明[11]：在高溫干旱地區(qū)將滲灌管道埋于地下能有效減少水分損失，提高水分利用效率。滲灌技術(shù)應(yīng)用得當(dāng)還可改善土壤環(huán)境，促進(jìn)作物生長，有效提高作物產(chǎn)量，對我國水資源節(jié)約與保護(hù)，特別是新疆等干旱地區(qū)有很重要的意義。水分貯存在深層，能起到節(jié)水保墑的作用[12]。滲灌為實(shí)現(xiàn)節(jié)水增效、減排降耗、減少白色污染、農(nóng)田生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供了條件。

4.2滲灌的經(jīng)濟(jì)效益

滲灌技術(shù)相比于傳統(tǒng)灌溉增產(chǎn)效果非常明顯，不僅能提高資源利用率，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)灌溉費(fèi)時(shí)費(fèi)力效率低的問題，提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量與質(zhì)量，增強(qiáng)了市場競爭力。巴特爾等[13]人通過滲灌的經(jīng)濟(jì)效益分析發(fā)現(xiàn)，滲灌前期一次性成本高，但在同等折舊年限下，凈效益比噴灌多10.9%，是更經(jīng)濟(jì)合理的方式，這與李永偉等[14]的研究結(jié)果相同。焦繼紅[15]通過對比得出，呼圖壁縣膜下滲灌技術(shù)與小畦溝灌相比，每畝可增收179.5元。

5存在的問題

5.1國內(nèi)滲灌技術(shù)不夠成熟

當(dāng)前，國內(nèi)滲灌技術(shù)大多局限于理論研究和栽培示范，特別是面對極端干旱區(qū)獨(dú)特氣候條件，以及大面積生產(chǎn)的時(shí)候更加難以實(shí)現(xiàn)。還需進(jìn)一步加強(qiáng)完善，且自動(dòng)化、智能化滲灌技術(shù)極為欠缺，幾乎全部依靠進(jìn)口。

5.2滲灌設(shè)備急需本地化

在安裝設(shè)備之前，需要對當(dāng)?shù)氐淖魑锱c土壤充分研究開發(fā)，并進(jìn)行本地化轉(zhuǎn)化，讓滲灌系統(tǒng)同本地主栽作物相匹配，同本地土壤、水質(zhì)類型相匹配。不同的作物所需的含水率不同，作物在不同時(shí)期消耗的水量、需要的水量等，都是灌溉時(shí)要考慮的內(nèi)容。只有選擇適宜的肥料，確定合適的流量以及滲灌系統(tǒng)的各技術(shù)要素，才能保證作物順利生長。

5.3設(shè)備成本及維修困難

滲灌設(shè)備一次性投入較高，比如前期鋪設(shè)與后期管護(hù)更換問題。滲灌系統(tǒng)施工技術(shù)復(fù)雜，成本高，后期維修困難，加上灌溉管都埋設(shè)在土壤層以下，占用的耕地面積相對較大，不適合大田機(jī)械化作業(yè)[16]。滲灌系統(tǒng)在使用過程中還有可能遇到被啃噬、蟲蛀破壞、泥沙倒吸堵塞管道等其他潛在問題，只有解決地下灌溉管道破裂、堵塞、成本高的問題，節(jié)水灌溉技術(shù)才能真正得到推廣落實(shí)。

6展望

由于我國水資源短缺，利用率低，所以滲灌的推廣與應(yīng)用十分重要。近年來，國家對水資源問題越來越重視，專家學(xué)者關(guān)于滲灌的研究越來越多，有力促進(jìn)了滲灌灌溉的發(fā)展。但是，從長遠(yuǎn)來看，滲灌技術(shù)在我國仍然面臨著不少問題，需要從理論技術(shù)、施工與維修，材料應(yīng)用等多方面，構(gòu)建完善可行的方案，推動(dòng)滲灌技術(shù)的發(fā)展。1）用先進(jìn)的滲灌技術(shù)取代傳統(tǒng)噴灌、漫灌等灌溉方式。水資源短缺與利用率低的問題，是我國要長期面臨的問題。因此，應(yīng)致力于研究開發(fā)少損耗、低成本、高利用率、實(shí)用性強(qiáng)的滲灌設(shè)備。2）加快灌溉產(chǎn)品本地化。結(jié)合各地區(qū)情況，因地制宜，積極開展本地化轉(zhuǎn)化，力求相關(guān)設(shè)備能夠國產(chǎn)，降低設(shè)備材料成本，規(guī)范栽培使用技術(shù)。在實(shí)地成果轉(zhuǎn)化過程中，努力實(shí)現(xiàn)按照農(nóng)作物的需水要求進(jìn)行灌溉，切實(shí)提高農(nóng)田灌溉水資源利用率。3）加強(qiáng)滲灌的普及與推廣。加強(qiáng)對滲透灌溉宣傳力度，普及滲灌知識，提高人們對“三農(nóng)”重視力度，不斷提高農(nóng)民對滲灌的理解以及操作能力。同時(shí)要理論聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)灌溉產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用。

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作者：秦昌旭 單位：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)