精量灌溉系统及西红柿膜下滴灌的推广应用

ＳＨＡＮＸＩ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　精量灌溉系统及西红柿膜下滴灌的推广应用　冀雅珍　（山西省水利水电科学研究院，山西　太原０３０００２）　［摘要］介绍了精量灌溉系统自动控制的功能、工作原理，将其用于工程节水和农艺节水相结合的西红柿膜下　滴灌中，并与一般覆膜沟灌的种植、生产的投入、产出及节水增效进行了对比分析，结果表明，精量灌溉系统　和膜下滴灌技术在政府的支持和帮助下可大面积推广使用。　［关键词］膜下滴灌；节水灌溉；效益分析；精量灌溉系统　［中图分类号］￥２７５　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］１００４—７０４２（２０１０）０２—００３６—０２　山西省地处半干旱地区，农业的季节性、区域性　理，又可对农田进行土壤墒情、灌水监测预报。主要功　干旱缺水十分突出，但大部分农村的灌溉方式仍以大　能如下：通过埋设的土壤水分传感器实时监测土壤含　水漫灌为主，不仅造成水资源的大量浪费，而且造成　水量；实现对喷灌、滴灌系统的自动控制；根据种植作　田问灌溉的不均匀性，对地形不平的农田还会造成干　物的不同设置土壤水分的上下限来实现对作物需水　旱和淹没情况，进而影响农业产量。随着工农业生产　的信息监控，从而及时对作物进行灌溉；系统采用微　的发展和人口的增长，水资源短缺的全球性问题愈来　软的Ａｃｃｅｓｓ数据库，使用Ｏｄｂｃ数据库引擎。数据库　愈尖锐化，节约用水成了人们的共识。尤其是高效灌　将自动记录各个电磁阀的状态改变日期、时间及每个　溉占据了农业水利工作的主导地位。现代化农业中灌　传感器所传的土壤水分信息，自动绘制变量一时间关　溉技术和农艺技术对作物的生长及水的利用率影响　系曲线图，使研究者及时了解当前的生产状况。　越来越显著，将自动化控制和农艺技术应用于灌溉已　２．２工作机理　是未来发展的方向。　根据作物的需水信息，通过埋设的土壤水分传感　为有效节约水资源，减少对农业发展的制约，在　器采集土壤水分信息，并将这些信息通过灌溉系统监　试验基地引进了精量灌溉系统及推广应用膜下滴灌　控器传输给中央计算机进行分析处理，由其作出灌溉　技术，对当地的经济发展起到了一定的促进作用。　决策，当土壤水分传感器的监测值低于土壤含水量的　１膜下滴灌试验基地概况　下限值时，灌溉监测系统将会发出报警信号，工作人　试验基地位于山西省晋中市榆次区西长寿村，是　员即可开启系统电磁阀进行灌溉。当土壤水分传感器　国家“８６３”发展计划项目示范区。该地降雨年际变化　实时监测土壤含水量信息超过上限值时，灌溉监测系　大，多年平均降雨量４３０　ｍｍ，最大年降水量　统将自动关闭相应的电磁阀开关，完成灌溉工作。利　６０１．５　ｍｍ，最小年降水量２００．９　ｍｍ，夏季降水约占全　用该系统可以及时补充作物亏缺的水分，保证作物根　年降水量的６０％，秋季降水约占全年降水量的２４％，　部有充足的土壤含水量，满足作物生长需求，而且使　冬春季最少，其降水量分别占全年降水量的２％和　作物根系层的土壤含水率保持在预先设定值边缘。同　１４％。试验区内地形平坦，起伏不大，海拔高程在７７６～　时避免了灌溉过量现象，节约了水资源，提高了水的　８０３　ｍ之间。主要土壤类型为浅色草甸土，全剖面质地　利用效率，实现了按时、按需、按量自动供水。　多为重壤土或黏土，土壤耕作层深度一般为２０　３西红柿膜下滴灌的试验方法　２５　ｃｍ，田间持水量大，保水抗旱力强。　试验将精量灌溉系统应用于西红柿膜下滴灌技　２精量灌溉系统在膜下滴灌中的应用　术中，在西红柿根系层ｌ０～２０　ｃｍ深处埋设土壤水分　２．１　系统介绍　传感器，并且根据西红柿生长期的需水要求及当地土　精量灌溉系统由中央控制计算机、数据传输设　壤类别来设置土壤含水量的上下限值。西红柿在整个　备、测控单元和土壤水分传感器、流量传感器、电磁　生育期主要有苗期、开花坐果期、结果期三个生长阶　阀、灌溉设备组成。该系统既可用于园林、绿化带的治　段，根据当地灌水经验和前人的研究，三个阶段需水　山西水利昌富富　甄　丽　而　量各不相同。为了满足丰产且不浪费水资源，设置土　壤水分上下限值，苗期及生育后期为５５％，开花及结　果期为７５％，上限值为田间持水量的９０％。也就是说，　出，膜下滴灌西红柿全生育期灌水ｌ２次左右。从数据　库灌溉记录可知，每公顷膜下滴灌一次灌水量２１０　ｍ３　左右，全生育期灌溉水量２　５２０　ｍ，。　当土层的平均含水量达到下限值时，表明西红柿需进　行灌水，系统便开启精量灌溉系统进行新一轮灌溉，　直至土壤含水量达到设定的灌水上限值９０％时，系统　自动停止灌溉，一次灌溉完成。　同等条件下，通过对当地有经验的农户进行调　查，覆膜沟灌的西红柿每公顷沟灌一次灌水量在　３４５　ｍ３左右，沟灌全生育期灌水９次左右，全生育期　灌溉水量３　１０５　ｍ３。两种模式下节水增效情况见表２。　３．１膜下滴灌的技术设备　试验地膜下滴灌面积为０．０６７　ｈｍ　，长８４　Ｉｌｌ，宽　８　ｍ。滴灌设备主要有水源、水泵、管道系统、施肥灌　等，滴灌带选用ｑｂｌ６　ｍｌＴｌ，滴头流量２．７　Ｌ／ｈ，滴头间距　３０　ｃｍ，压力Ｏ．１　ＭＰａ。　３．２膜下滴灌和一般覆膜沟灌的种植模式　膜下滴灌和覆膜沟灌种植模式相同：西红柿定植　时间为２００８年５月中旬，７月中、下旬开始采摘，　１０月份生育期结束；在西红柿定植前，先灌水保墒，施　农家肥、耕翻等措施与当地农民的做法完全相同，而　后起垅，每垅栽２行，行距７０　ｃｍ，株距５０　ｃｍ；待西红　柿苗移栽好后，苗床再次灌水，半个月内不灌水，以保　持较高的地温，促进根系发育；生育期追肥二者相同。　不同之处在于：膜下滴灌是每行西红柿布置一根　滴灌带，上面覆盖地膜。缓苗后，膜下滴灌西红柿根据　精量灌溉土壤监测系统采集的信息进行灌溉，覆膜沟　灌西红柿则根据农民的实际经验进行灌溉。　３．３　两种灌溉方式投入及节水增效比较　３．３．１投人情况　两种方式在铺膜、栽苗、施肥、全生育期的打理、　采摘等情况下投入相同。不同之处在于膜下滴灌设备　和毛管及灌溉系统费用高。膜下滴灌设备费用一次性　投入４　３００元，根据折旧年限设计为５年，膜下滴灌的　技术经济效果按静态评价，每年折旧投入８６０元。系　统设备、程序按每年维护费用２　０００元计算，两种模式　下投入收益见表１。　表１　覆膜西红柿沟灌和膜下滴灌投入、收益情况表　全生育期　全生育期　平均单价／　产值，　纯收益／　灌溉方式　（元・ｈｍ－投入／　２）　（ｋｇ・ｈｍ　）产量／　　（元・ｋ　）　（元・ｈｍ　）　（元・ｈｍ　）　膜下滴灌　ｌ１　ｌ１Ｏ　７９　５０ｏ　０．８　６３　６ｏ０　５２　４－９０　覆膜沟灌　８　２５０　６７　５ＯＨ０　Ｏ．８　５４ｏｏＯ　４５　７５０　从表１可以看出，膜下滴灌比覆膜沟灌平均增产　１２　０００　ｋｇ／ｈＩＴＩ　，增产率１７．７８％，产值增加９　６００元／　ｈｍ２，纯收益增加６　７４０元／ｈｍ２。　３．３．２节水增效情况　从整个生育期灌溉控制系统输出的结果可以看　表２覆膜西红柿沟灌和膜下滴灌节水增效情况表　灌溉定额／　节水效率　全生育期　水产比，　（单方水产　水效益　灌溉方式　（ｍ　・ｈｍ　）　（ｋ产量，　ｇ・ｈｍ　）　（ｋｇ・ｎｑ　）　生的价值）　／（元・ｒｌｌ。）　膜下滴灌　２　５２０　４２．Ｏ３　７９　５００　３１．５６　２５ｌ２５　覆膜沟灌　３　１０５　６７　５００　２１．７４　１７３９　从表２可以看出，与覆膜沟灌相比，膜下滴灌灌　溉水量减少５８５　ｍ　ｍ２，节水效率达到４２．０３％，水产　比覆膜沟灌高９．８２　ｋｇ／ｍ３。水效益膜下滴灌比覆膜沟　灌所创造的价值高７．８６元／ｍ３。　４结语　在农田灌溉中采用精量灌溉系统可以按时、按　需、按量进行灌溉，实现水资源的高效利用，较人工灌　溉省时、省工，达到了节水、节能、增产的目的。　采用膜下滴灌技术避免了地表径流、渗漏、蒸发，　具有明显的保墒效果，可有效提高灌溉水的利用率和　单位水量产值。　试验表明，利用现代化的高科技信息手段，配以　科学的种植模式，对提高农民经济收入是一条极好的　致富途径。　［作者简介］冀雅珍（１９７６一），女，２００１年毕业于西北农林　科技大学农业水利专业，工程师。　［收稿日期］２０１０—０１—０７＿［修回日期］２０１０—０２—１１　型　生　墨囡