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蔬菜生产中传统灌溉方式(肩挑手浇和畦沟漫灌)的水资源利用率低,灌溉花工多,强度大,质量差,不利于作物优质高产,加上区域性、季节性、资源性及污染造成的缺水程度逐步加重,蔬菜生产的“水制约”程度加剧,蔬菜灌溉问题日益突出,迫切需要改变传统灌溉方式,推广先进科学的高效节水灌溉技术。为此,我们引进、筛选出适合蔬菜生产的新型微灌器材,在试验示范成功的基础上,根据浙江蔬菜既有家庭式小规模生产,又有园区农场较大规模生产,以及地形地貌较为复杂等特点,运用微灌器材及其他有关设备设计开发了三种不同应用模式,在生产应用中取得了良好的效果。
1、微灌器材的选择和田间设置
①滴灌管选用内镶式滴灌管,其滴头镶嵌于滴灌管内壁,水通过狭长的流道与道壁摩擦消压,使各部位滴头出水压力均衡。该滴灌管滴头间距为30cm,适用于按一定行株距栽种的蔬菜,如番茄、茄子、辣椒、瓠瓜、黄瓜等,并可输送水溶性肥料溶
液。
滴灌管田问设置一般采用单畦单管铺设法:将内镶式滴灌管置于每畦两行植株中间,管长与畦长相同,用专用配件将内镶式滴灌管与放置在灌溉地端面的输水管连接即可。在1蛇水压时,内镶式滴灌管的每个出水孔每1h出水约2.7kg,每亩滴灌每1h约可供水2.7t。
②喷灌器选用折射式微型喷头,其喷水直径约为6m,一个喷头出水量约70kg一h。微型喷灌具有小范围、小喷量、小冲击力的灌溉特性,适合栽培密度大、植株柔软、细嫩的作物,如小白菜、芹菜、落葵等,也可用于蔬菜育苗。另外,还可利用微灌进行根外追肥,为蔬菜生长补充养分。
田问设置微型喷灌器时,为保持其灌溉的均匀性,采用喷水区域圆周重叠法,因微喷器的喷水直径为6m左右,将其安装间距设定为2.5-3.0m,相邻的两个喷水器的喷水区域有一部分相重叠,形成一个长方形的喷水区域。一般每亩安装喷头35一40支,每1h可喷水2.5-3.0t。
2、根据蔬菜生产特点,开发微灌应用模式
①小单元微灌系统该系统由微型首部、输水管道和灌溉器3个部分组成。微型首部采用革相或三相小功率自吸式水泵为结构主体,在其上组装了滤网式过滤器和吸肥器,形成体积小巧、功能齐全、移动轻便的枢纽整体。吸肥器置于水泵人水口,通过水泵的吸力,在灌溉的同时把肥料吸人微灌系统,可实现肥、水同灌,肥料的用量和浓度可人为调控,输水管采用外径25mm,管壁厚2.5mm的黑色聚乙烯塑料管,灌溉器可根据不同蔬菜作物的需求采用内镶式滴灌管或微型喷灌器。该系统具有成本低、结构紧凑、轻巧实用的特点,适用于家庭式小规模生产使用。
②自流式微蓄微灌系统在有自然高度差(5-10m)的耕地上部修建容积数十或数百立方米的小型蓄水池,利用山坡地势落差产生自然水压,用塑料管连接蓄水池和田问的滴灌系统,利用地势高度差产生的水压自流灌溉。该系统可有效解决用电不便的问题,使滴灌系统能在不用电和不用泵的情况下使用,适合山区、半山区和丘陵等非平坦地形上的蔬菜灌溉。这种灌溉装置可把山区以往流失的细小水源蓄集起来,成为宝贵的可灌溉水资源,做到了“小水大用”,在山区农业生产中特别是旱季缺水时能发挥极为重要的灌溉作用。
③变频恒压微灌系统根据蔬菜设施栽培用水量变化范围大、用水频繁等特点,设计和建立采用变频恒压和微机自动调控的用乍灌分系的管网式大型微灌系统。该系统可根据用水量的变化自动确定水泵运行台数及电机泵组的速度以调节流量,实现节电和自动化控制,即在管网中设置水压传感器,当供水系统用水量发生变化时,变频控制器根据供水系统中瞬时变化的流量和相应压力,自动调节水泵的转速和运行台数,改变水泵出水口压力和流量,使供水管网系统中的未端压力按设定压力保持恒定。水泵能自动开闭,管网随时供水,达到供水、需水平衡。这种微灌系统能自动运行,无需人工值班管理,可避免“大马拉小车”的现象,一般可节电50%,且能保障水泵和管网的安全,达到提高供水品质和高效节能的目的,可基本实现农田灌溉供水的自动化,犹如农田和农作物的“自来水”系统,适合大型设施蔬菜生产园区或基地应用。
3、微灌的主要应用效应
几年来的试验示范和生产实践表明,微灌技术应用于蔬菜生产具有显著的效果。
①省工节水,降低能耗微灌将水分供应到作物根系分布范围的土壤,加上配备管网输水,减少了输水损失,水资源利用率可达95%以上。而传统灌溉方法因渠道和畦沟渗漏、蒸发等损失,水利用率一般为45%,两者相比水利用率提高1倍多。因此,应用微灌大大节约了灌溉用水,同时也节约了灌溉用电,还大幅度减少了灌溉用工,较大地提高了劳动效率。
②减少养分流失,提高肥料利用率传统灌溉方式用水量大、所施肥料随水分流失较多,肥料利用率不高。利用微灌施肥的肥料几乎全部随水渗人耕作层内,土层表面化肥积留较少,有效防止了养分流失,大大提高肥料的利用率,因而节省了肥料用量,同时还减少了化肥对农区水系的污染。
③降低湿度,减少病害发生蔬菜设施栽培中的土壤和空气的“高湿”问题是引起设施栽培病害多发的主要环境因子。采用微灌加地膜覆盖,有效地控制土壤中的水气向空间散发,与传统的沟畦灌溉相比角目有效降低棚内的空气湿度,保持相对干燥,减少设施栽培作物病害的发生,如大棚番茄应用滴灌比传统灌溉早疫病发病率降低了15.5%-21.6%。
④有助于克服蔬菜设施栽培生产中“土壤次生盐渍化”问题随着蔬菜设施栽培的不断发展,设施内土壤得不到雨水的自然淋洗,“壤次生盐渍化”问题正在加剧,而微灌适时向土壤中补充作物生长所需要的大量水分,使设施内土壤的水分供需保待平衡,缓解作物生长过分依赖土壤中地下水的状态,减少不能被作物吸收利用的元素离子在棚内土壤中大量滞积,因而减轻了设施栽培,“土壤次生盐渍化”问题。
⑤促进作物优质高产微灌能适时、适量、均匀准确地为作物补充水分,使作物在最佳的水分状态下生长,并使土壤不易板结,大大提高了灌溉质量,促进了蔬菜的优质高产。经试验,大棚番茄应用滴灌比常规灌溉每亩产量提高18.6%一24.5%,畸形果比例下降8个百分点;春笋应用滴灌后,抽笋整齐,肉质嫩白,上市期提早7~10天,产量增加12%以上;落葵等速生叶菜应用微喷比人工灌溉增产10%~20%,外观品质明显改善,商品率和优质品率大大提高。
4、微灌技术应用前景
微灌技术改变了传统的灌溉方式,提高了农田灌溉质量和农业生产效率,促进了农业生产向现代化方向发展,同时大大提高了水资源利用率,可缓和日益加剧的水资源危机。内镶式滴灌管和微型喷灌器性价比适中,安装使用方便,能广泛应用于蔬菜作物以及花卉、园林、果树、食用菌等,并适用于平原、高山、海岛等不同地形地貌。在微灌技术的多用途开发试验中证明,滴灌能对海涂进行快速降盐治理,微灌可用于夏季降温和冬季防霜。可见,微灌技术具有广阔的推广应用前景。
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