地下滴灌研究进展要点.doc

地下滴灌技术的研究进展 地下滴灌技术(Subsurface Drip Irrigation，SDI)是滴灌技术(Drip Irrigation，DI)中的一种，即滴灌毛管铺设在耕作层内，将农作物所需要的水、肥、药直接灌到作物根系区，有利于作物生长，减少土壤水分蒸发，延长滴灌管的使用寿命，同时减少大田作物耕种时滴灌毛管的铺设和回收工作，降低劳动和运行管理成本。该系统不仅能满足不同环境气候、地形、地貌、水质水源(甚至可以用糖厂废水以及有机工业废水)以及防治虫害、精准施肥的要求，同时是一个投入少、见效快、易管理、省成本的农业产业化投资项目，对农业产业化、现代化的发展具有重大的现实意义。2000年10月，在南非召开的第6次国际滴灌大会上，地下滴灌技术被列为今后滴灌发展的重点技术之一。 1??地下滴灌技术在国内外的发展概况 1.1??国外发展概况 早在1913年，美国的House就开始了地下滴灌的探究，但由于受当时技术水平的限制，试验中，地下滴灌技术并没有增加根区土壤含水量，同时由于应用成本较高，最终放弃了这项研究。l920年，加利福尼亚的Charles用瓦管使其周围的土壤得以湿润，并获得美国专利，这是地下滴灌的雏形。随后，许多国家的学者又采用其他材料对该技术做了一定的研究工作。二次世界大战后，随着塑料工业的发展，塑料管开始广泛用于滴灌中，滴灌技术在英国、美国、以色列等国家得到了发展，同时也推动了地下滴灌技术的发展。20世纪70年代，由于地下滴灌灌水均匀性较差、堵塞严重等问题没有得到有效解决，发展速度缓慢。20世纪80年代以后，随着水资源的紧缺和环保意识的提高，人们对地下滴灌的兴趣再次高涨，有关地下滴灌技术及其应用的研究主要集中在改进灌水器质量、优化系统参数设计、研制过滤器和施肥装置等方面。许多灌溉专家对此做了大量的研究工作，其中标志性的是Mitchell等在1982年提出的地下滴灌系统设计、安装和运行管理指南，这意味着地下滴灌技术开始步入成熟阶段。 1979年在美国亚利桑那州Coolidge附近安装了第一个棉花地下滴灌系统，面积0.2hm2，至1985年已有约0.8万hm2。棉田安装了地上与地下管道，当地称为“亚利桑那系统”，开始了真正意义上的地下漓灌系统应用和研究。此后，以色列Nana公司的棉花和果树地下滴灌系统正常运行3年多，美国Lama等人宣布，他们地下滴灌系统已成功使用10年。美国堪萨斯州立大学从1989年开始，连续进行了10年的大田作物地下滴灌研究，已累计完成22个地下滴灌的研究项目，对地下滴灌的设计、维护和经济性及长期效应做了广泛的研究，编写了正确使用地下滴灌的多种技术指导材料。目前，世界上拥有比较先进的滴灌以及地下滴灌技术的有以色列的耐特菲姆现代灌溉和农业系统公司、普拉斯托灌溉系统集团公司，他们在美国、澳大利亚、法国、中国等设有滴灌产品生产线，产品销售和服务遍及全球八十多个国家和地区。 1.2??国内发展概况 我国地下滴灌起源于地下水浸润灌溉。1974年，现代滴灌技术进入我国，由于地下滴灌不仅具有一般滴灌节水的优点，而且便于耕作，设备不易丢失，所以国内学者也多有尝试。1978年山西晋东南地区水科所与阳城县水利局、长治农校合作，在阳城上李村进行过4年大田作物地下滴灌试验。山西省万荣县南景村农民王高升于1990年自发地安装了0.67hm2的果园地下滴灌，节水增产效果良好，掀起了运城地区地下滴灌建设高潮，已发展地下滴灌约6700hm2。但由于对地下滴灌技术本身了解不够，采用塑料管打孔的工艺存在缺陷，加上运行管理措施不力，灌水不均、堵塞等问题日益严重，导致大部分工程失败。 “九五”期间，中国水利水电科学院在北京市昌平区建成13.3hm2试验示范区，并开展地下滴灌田间试验研究，考核了自行研制开发的地下滴灌专用灌水器。试验示范区的建设和配套技术的应用，取得了明的节水增产效果和良好的社会效益。2001年，新疆在棉花地安装了333.3hm2的地下滴灌，使用2年，均已取得较好的应用效益。 地下滴灌系统在多种作物上得到应用，从大田的棉花、玉米、西红柿、蔬菜到果园的果树等均取得了较好的节水、增产效果，系统运行良好。目前，澳大利亚甘蔗等作物地下滴灌技术应用的面积达到3万多hm2；美国各种作物约6万多hm2；中国在新疆棉花、啤酒花等作物上的应用近3万hm2，并取得了一定的经济效益。这充分说明地下滴灌技术在国内外已基本成熟，并正处在大力推广的阶段。 2??地下滴灌系统的研究概况 地下滴灌系统一般由水源、控制首部、田间控制系统、田间滴灌管线管网四部分组或。控制首部由泵及泵站、过滤系统、施肥系统、压力和流量监测保护系统、自动化控制系统(选装)组成。田间控制系统由各级主支管道，各种口径的管道压力控制阀门，排污设备和管道排水装置组成。过滤系统主要是对水源