滴灌技术是通过管道系统将有压水按作物实际需水量适时、适量、准确、均匀地补充到田间,通过最末一级管道上的灌水器(滴头)一滴滴将水滴到作物根部周围进行灌溉的一种灌水技术。它把输水和田间灌溉过程中的水资源损失减少到最低限度,同时实现了灌溉和施肥的同步进行,是目前世界上最先进的节水灌溉工程技术之一,在干旱缺水地区尤其适宜温室作物的灌溉。
一、滴灌技术的优点
1.传统灌溉方法的不足
(1)用水量大,浪费水资源和能源。由于渠道渗漏和水在田间的广泛下渗和滋润,实际可供作物利用的水还不足供水量的50%。
(2)灌溉水下渗带走大量肥料,污染地下水并大幅度降低施肥效率。
(3)降低地温,对作物生长不利。
(4)空气湿度高,为大多数病害的发生、蔓延和流行创造了条件。
(5)加重了土壤板结,降低土壤空隙度,破坏了根际微环境。
2.滴灌的优点
在日光温室采用滴灌技术,较传统的灌溉方法有其不可比拟的优越性:
(1)可使土壤始终保持疏松状态;保证作物根部的通透气能力。
(2)可使易溶性肥料适时、适量地注入灌溉水,达到灌溉施肥同步进行,同时可方便、精确的控制肥料浓度,保证均匀施肥。
(3)节水节肥。由于适量灌溉,可减少水肥的深层渗漏,节水40%~60%,节肥20%~40%。
(4)灌溉水通过蓄水池的调蓄升温可保证作物不受直接灌溉的低温水的刺激,可有效提高地温。
(5)可有效降低温室内的湿度,减少病虫害发病率,尤其对瓜类作物生长及其有利。
(6)杜绝了病害随灌溉水传播的途径,可减少发病作物的传染范围。
(7)采用管道输水,省去了原来的灌水渠系,节约耕地,提高了温室土地利用率。
(8)有效减少灌溉用工,灌溉方便、快捷、高效,劳动强度降低。
(9)改变温室环境,为温室蔬菜作物无公害标准化优质高效生产提供了良好的生产环境。
(10)增产达20%以上,投资回收期仅为1~2年。
二、滴灌使用的条件及适宜作物
1.使用条件
(1)水源方便,水质良好。使用滴灌的温室应有方便、优质的水源。最好每个温室有管网供水,无管网供水的温室应有水池或贮水罐。要求灌溉水温度在15℃以上, EC值≤1.0ms/cm,pH值6.5~7.5。
(2)温室内必须有固定的电源。要求电源为220伏50Hz两相交流电,额定电流10A。
2.适宜作物
温室滴灌一般适用于宽行作物,尤其适宜于瓜类(黄瓜、西瓜、甜瓜、西葫芦、苦瓜等)、茄果类(番茄、茄子、辣椒、甜椒等)、果树类(葡萄、桃、油桃、樱桃、草莓等)等稀植作物的灌溉。不适于密植的叶菜类(油菜、小白菜、芹菜等)作物。
三、日光温室滴灌灌溉技术
1.配水原则及一般作物的配水量
灌水必须保证植物生理需水、生态需水,补充土壤蒸发扩散水,贮存合理的土壤含水量,以维持作物不同生育期最佳需水量。起垄定植前必须先用漫灌方式灌透水,保证底墒充足。作物生长前期(定植到现蕾)植株幼小,需水量小,应控制灌水,一般不浇水或少浇水,促使作物扎根。灌水间隔天数保持在15天左右;中期(现蕾坐果)视土壤墒情、苗情酌情灌溉,一般亩灌2~4立方米/次,灌水间隔天数控制在4~6天左右;盛果期需水量最大,以后随产量的增加而增加灌水次数和灌溉量,缩短灌水间隔,保持土壤含水量17%~20%。灌水间隔天数以2~5天为宜;高产果菜类进入第三个产量高峰期后(一般在4月份以后),若深层土壤含水量低,还可适当在大小沟浇水,每次30立方米/亩左右,以补充30厘米以下土壤水分;后期需水量较大,灌水间隔天数可控制在2~4天为宜。
2.日光温室主要蔬菜作物滴灌灌溉制度
灌溉制度因地、因作物而异。表14-1至表14-5给出了适合甘肃中部地区日光温室西甜瓜、茄子、黄瓜、番茄、辣椒的滴灌灌溉制度模式,可供参考。
表14-1 深冬茬西甜瓜滴灌灌溉制度表
表14-2 一大茬茄子滴灌灌溉制度表
表14-3 一大茬黄瓜滴灌灌溉制度表
表14-4 深冬茬番茄滴灌灌溉制度表
表14-5 深冬茬辣椒滴灌灌溉制度表
四、滴灌系统的组成及规格要求
1.水池
要求温室内有蓄水量为8~12立方米的永久性水池。水池上部须用水泥预制块或黑色塑料棚膜覆盖。水池进水口装纱网,用于滤除水中杂质。
2.水泵
一般可用质量可靠的潜水泵或自吸泵。要求长度60米以内温室潜水泵功率550瓦,扬程15~20米,流量2~3立方米/小时;60米以上温室潜水泵功率750瓦,扬程20~30米,流量3~5立方米/小时。使用时水泵进水口装粗纱网。
3.首部系统
由过滤器、施肥器、进排气阀、水表及各种连接头组成。
(1)过滤器:由初级过滤器及二级过滤器组成,可选用筛网式或叠片式过滤器。要求初级过滤器60~80目,二级过滤器120~150目。
(2)施肥器:多采用压差式施肥罐,施肥罐容积10~20升。也可采用文丘里施肥器。
(3)水表:要求使用2.5厘米1000立方米水表。
(4)进排气阀:用于开、停泵时进排气,以免停泵后吸瘪支、毛管。
(5)对接头:用于连接水管及首部各组件。为了便于非灌溉季节拆卸贮存或维修,最好使用活接头。
4.管网系统
(1)支管:用于将首部流出的有压水送往毛管。常用直径32毫米的黑色聚乙烯(PE)软管或直径25毫米黑色聚乙烯(PE)软管。
(2)毛管:镶有滴头的毛管铺设于垄中央,每垄一根。常用毛管为黑色聚乙烯(PE)软管,直径16毫米。无土栽培或砂质土壤上每垄铺设两根。长度=垄净长+20厘米。
(3)滴头:用于将毛管内的有压水均匀地输送到作物根区土壤。多选用内镶式滴头或迷宫式滴头。要求流量:蔬菜类1~3升/小时,滴头间距30厘米;果树类流量2~4升/小时,滴头间距50厘米。工作压力10米水头。
(4)附件:包括三通、毛管堵头及支管堵头。
五、滴灌系统的设计、安装与调试
按照日光温室的种植模式,一般温室滴灌软管沿南北向在垄上铺设,输水管沿走道(或前沿屋角)东西向铺设。若温室长度超出管道最大铺设长度(60米),则由中部通过三通向两侧分水,以保证灌溉均匀度。输水管与滴灌管用旁通连接。滴灌管布置采用单行线布置方式,在定植作物窄行中间布置一条毛管,无土栽培时以中间布置两条毛管为佳。
1.首部的安装
应由专业技术人员根据灌溉设计进行安装。要求首部部件连接密封不漏水。安装水表及过滤器时应注意水流方向标志,勿使反接。日光温室滴灌首部配件连接如图14-1所示。
2.输水管道的安装
(1)支管截取:根据棚长截取相应长度的支管。①60米以内南北向起垄的温室单侧供水,支管与棚等长(图14-2)。②60米以上南北向起垄的温室从温室中央分水(图14-3),支管长=1.5×棚长(米)。③东西向起垄的温室中间供水(图14-4、图14-5),支管长度=1/2棚长+7米。
(2)毛管截取:根据温室跨度及起垄方向截取相应长度的毛管。按南北向起垄的,7米跨度温室毛管长6.5米,8米跨度温室毛管长7.5米。截取毛管时应注意上游(接旁通端)孔口与滴头间距离以10~15厘米为宜。
(3)支毛管安装:将支管平直摆放在温室走道或前沿,调整好与两山墙之间的距离。60米以上温室应将支管从中间割开,接好三通后另接总输水管。①按照设计的垄间距用专用的打孔器在支管上打孔。一般打孔位置应在垄面中央。②将旁通连接在支管上。③将毛管上游一端用开水烫数秒钟后迅速插入旁通。
3.调试
(1)将水泵吸水管一端与首部连接,打开施肥阀,关闭施肥阀通向施肥罐的进、出水阀门,接通水泵电源后检查各组件连接处是否漏水。若出现漏水现象,应停泵重新组装。
(2)观察支管末端,待出水清澈无杂质后用堵头堵塞。
图14-1 日光温室滴灌首部配件连接示意图
(3)依次检查毛管末端,待毛管末端出水清澈无杂质后,用堵头堵塞毛管末端。也可将毛管回折并用细铁丝或绳子捆扎。
(4)检查滴头情况,如发现滴水不均匀应请专家及时处理。
六、滴灌的使用与管理
1.施肥器使用
(1)在加入肥料前,打开施肥罐,清除罐内残渣残液。
(2)将要加入的肥料预先用清水完全溶解,澄清后再将上清液加入施肥罐,上好盖子。未溶解的肥料及杂质可倒入水池。不可将肥料直接倒入施肥罐,以免未溶解肥料及杂质损坏过滤器或堵塞滴头。
(3)每次施肥时,应在滴灌工作5~10分钟后开启施肥器,并在灌溉结束前5~10分钟停止施肥,以冲去支管内的残余肥料。
(4)使用压差式施肥器时程序如下(在滴灌运行状态):①打开施肥罐出水阀。②打开施肥罐进水阀。③调节施肥阀,使施肥罐玻璃管中的浮珠悬浮在玻璃管所示刻线位置。④施肥结束后,先关闭进水阀,再关闭出水阀,最后把施肥阀开至最大。
2.过滤器使用
要求定期检查并清洗过滤网。一般每月检查、清洗一次。检查时,要先切断电源,打开过滤器,小心取出滤芯。清洗筛网式过滤器时可用柔软的毛刷或牙刷刷去沉积在筛网上的杂物,清洗后仔细检查有无破损,若筛网已经破损就要立即更换。最后清除过滤器外壳里的杂质,装好筛网。每套滴灌系统应另行准备一套备用过滤网。
3.管线的使用及维护
(1)支管在安装调试完毕、进入正常使用阶段后,必须埋深10~20厘米。
(2)毛管在正常使用一个月左右,应在开机后逐个打开毛管未端堵头,冲去毛管内泥沙等杂物。
(3)根据水表转速及滴头流量,随时观察滴灌运行情况。水表转速变慢或滴头出水量变小时,过滤网或滴头可能发生堵塞,应及时处理。
(4)如果滴头发生轻微堵塞,应在毛管保持压力时滴灌管下垫一木板,用木棒轻轻敲打滴头部位,直至流量正常。
(5)如果田间滴头严重堵塞,则应及时更换毛管。
七、滴灌使用中应注意的问题
1.水源
水源清洁无杂质是防止滴灌堵塞、延长滴灌设备使用寿命的重要保证,因此要求:
(1)水池中尽量贮放清洁、泥沙含量少的水,使用前应完全澄清;
(2)严禁在水池中加入鸡粪及普通钙盐、磷酸二铵等难溶性肥料;
(3)使用井水时,先将井水抽入池中澄清,不能直接将井水打入滴灌系统;
(4)水池中最好加入一定量的除藻剂及杀虫剂,除去水中藻类及虫源;
(5)应定期清除池中杂物,池水过于混浊时应将池水抽出。
2.施肥器
通过施肥罐追施化肥时,只能使用速溶性化肥,如硝酸铵、尿素、碳铵、硫酸钾等,禁用一切有机肥及难溶性肥料。通过施肥罐施用农药时,只能加入可溶性水剂、粉剂及乳油,禁用所有可湿性粉剂。
3.水表及过滤器
使用过程中应保护水表盖,以防止表内滋生藻类,影响水表正常转动。
过滤器应定期清洗检查,如发现过滤网破损,应及时更换。
4.压力
压力要适中,避免发生毛管破裂。
5.注意保管好滴灌管和支管
夏季不用时,应将布置在地上部分的管材和滴灌管收起,放在避光和温度低的地方保存。下季再用时要检查是否有破裂漏水或堵塞的地方,维修后再重新布设。
八、滴灌设备的选择及造价
目前生产滴灌设备的厂家,国外主要有以色列耐特菲姆公司、纳安公司、普拉斯托公司、美国雨鸟公司、澳大利亚和韩国部分生产厂家。其产品质量高、使用寿命长(8~10年),但因价格昂贵在国内市场难以大面积推广。国内生产厂家主要有北京绿源公司、山东莱芜塑料有限公司、河北胖龙公司、陕西秦川节水灌溉公司等。各地可根据当地实际试验和应用效果情况灵活选择。表14-6给出了50米×7米温室的材料需求和投资概算,供参考。
表14-6 滴灌设施投入核算表(北京绿源公司产品,以50米×7米温室计)
续表
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