浅谈高效设施农业节水灌溉技术.doc

浅谈高效设施农业节水灌溉技术 摘要: 本研究简单介绍了我国水情及设施农业发展节水灌溉的必要性，并重点介绍和探讨了设施农业畦灌、沟灌、膜下灌溉等6个目前设施农业中应用家广泛的节水灌溉技术，旨在说明设施农业发展节水灌溉的重要性。 关键词：设施农业、节水灌溉、畦灌、沟灌、滴灌 我国是世界公认的贫水国家之一，人均拥有淡水量占世界人均值的1/4，世界排名在109位以后；我国有300多个城市缺水，其中有40多个城市严重缺水，日缺水量达1600万m3以上；全国工业因缺水．每年影响产值增长近6000亿元；农业是用水大户，占社会总用水量的70％；且我国灌溉水利用率相当低，全国范围的有效利用指数低于40％，可在美国，有效利用指数在 60％～70％之间，在以色列则高达90％以上[1-2]。目前，我国尚有8000万hm2耕地因无水源缺乏灌溉条件，每年造成粮食减产选2.5亿kg；在我国农村，仍有5000万人口和4000万头牧畜的饮用水供应没有保障。 1设施农业发展节水灌溉的必要性 农业发展进入了从传统农业向现代农业转化的新阶段，优质、高产、高效已成为现代农业的发展方向。在这一过程中，设施农业发挥着重要作用。我国设施农业面积虽居世界首位，目前全国设施园艺面积已超过20 万hm2，但产量仅为世界先进水平的1/3。其中的一个重要原因是设施内灌溉技术落后，严重影响设施内的环境状况，使其未能充分发挥节水增产的巨大作用。设施内的水分调控必须依据作物种类、品种和各生育期对设施内空气湿度和土壤湿度的要求进行适时、适量的调节控制。 灌溉是温室作物栽培中唯一水分来源，灌溉用水消耗量大。温室设施是一个半封闭体系，与大田作物栽培相比较，湿度高，室内风速度较低，水分－土壤－植物－空气有着独特封闭性的特点。因此研究温室设施中作物节水灌溉技术，同时结合温室湿度控制策略，有效控制实施温室作物灌溉量，缓和温室高湿环境的矛盾，这对指导温室作物精量灌溉与按需灌溉，进一步提高灌溉水的利用率和生产效率，改善温室作物的生长环境，以及改善作物品质与提高产量均具有十分重大的意义。 2.2传统沟灌 适用于灌溉设施农业宽行距作物，如黄瓜、西瓜、西葫芦、番茄、豆类、草毒等蔬菜作物。沟灌法 比较适宜的土壤是中等透水性的土壤。 传统的沟灌由于灌溉简便，除水费外几乎没有其它投入，仍然是目前蔬菜生产中的主要灌水方式，水资源浪费严重，蔬菜水分管理不合理，尤其是空气相对湿度比棚室外高 3～4倍，一般在80％～90％。夜间棚室内地温下降，表层土壤不断散发热量，棚室内外温差增大，遇冷时薄膜、蔬菜叶片上凝结大量水珠，棚内空气相对湿度有时呈饱和状态，易导致病害发生，这不仅影响蔬菜产量，也影响蔬菜品质。另外，许多调查研究表明，地下水硝酸盐含量超标的现象与氮肥的过量使用[3]和频繁的大量灌水密切相关[4]。 2.3膜下灌溉 采用地膜覆盖是抑制地面蒸发的有效措施，应加大棚室蔬菜的地膜覆盖。在深秋、冬季和早春，为了保证保护地环境具有适宜于作物生长的温、湿度条件，在控制灌溉水量和水温的同时，常采用膜下沟灌和膜下滴灌。 2.3.1膜下滴灌是将滴灌管覆盖在膜下，利用滴灌灌水器出流湿润作物根区土壤，主要适宜于对温、湿度条件要求较高的保护地作物的灌溉，如黄瓜、番茄、西芹等。 2.3.2膜下沟灌将地膜覆盖在灌水沟上，灌溉水流在膜下灌水沟中流动，以减少土壤水分蒸发。此法可减少室内的空气湿度，减少和防治病害的发生，减少土壤棵间蒸发，主要适用于耐湿性较差的保护地作物。 2.4微喷灌 喷灌是通过管道系统利用喷头将低压水或化学药剂以微流量低压喷洒在枝叶上或地面上的一种灌水形式。喷灌系统支管通常与作物的种植方向一致，但连栋式的日光温室中，支管通常与大棚的长度方向一致；对于棚间地块采用喷灌时，应考虑地块的尺寸。喷灌和滴灌的不同之处在于灌水器由滴头改为喷头，滴头是靠自身结构消耗掉水管的剩余压力而喷头则是用喷洒方式消耗能量。湿润面积比滴灌大，这样有利于消除含水饱和区，使水分能被土壤随时吸收，改善了根区通气条件。但在温室、大棚中使用会造成湿度增加，易发生病虫害。 2.5滴灌 滴灌是一种先进的灌水方法，也是当今世界上节水效果较好的一种灌溉方式。我国的滴灌技术在1974年由墨西哥引进[5]，它是通过输水管内有压水流经过消能滴头将灌溉水以水滴的形式一滴一滴地滴人蔬菜作物根部附近土壤进行灌溉，膜下滴灌法是将滴灌管覆盖在膜下进行灌溉，其目的是为了减少设施作物棵间蒸发，降低环境湿度和尽量减少由于排湿和灌溉带来的降温作用，使设施环境具有适宜的温、湿度条件和土壤具有良好的通透性。候松泽[6]研究表明黄瓜滴灌比沟灌节水、增产、省工，滴灌较沟灌节水41.4%，增产23.8%。滴灌不破坏土壤结构，防止和减轻土壤板结，表土疏松，能保持良好的团粒结构，改善土壤理化性质，能调