李雪梅　趙新偉

【摘要】滴灌設(shè)施投入高，設(shè)備選型和系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)不夠科學(xué)合理，影響了膜下滴灌效益的發(fā)揮，制約著該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。本文就棉花膜下滴灌工程設(shè)計(jì)中幾個(gè)主要參數(shù)選擇談幾點(diǎn)意見。

【關(guān)鍵詞】滴灌工程；毛管間距；濕潤比；耗水強(qiáng)度

新疆是我國嚴(yán)重的干旱區(qū)之一，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的突出特點(diǎn)是荒漠綠洲，灌溉農(nóng)業(yè)，水資源短缺，成為制約該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的瓶頸。滴灌技術(shù)為干旱地區(qū)發(fā)展現(xiàn)代化高效節(jié)水農(nóng)業(yè)，改善生態(tài)環(huán)境開辟了一條新路，為緩解我區(qū)旱情，改善生態(tài)環(huán)境發(fā)揮了積極作用。但滴灌設(shè)施投入高，設(shè)備選型和系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)不夠科學(xué)合理，影響了膜下滴灌效益的發(fā)揮，制約著該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)就棉花膜下滴灌工程設(shè)計(jì)中幾個(gè)主要參數(shù)選擇談幾點(diǎn)意見。

1. 滴頭流量和滴頭間距

通過幾年來對(duì)不同滴頭流量，不同土質(zhì)條件下的土壤水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究可以看出，重壤土的土壤水分分布形狀如同一個(gè)“碗”，滴水點(diǎn)處水分增量最大，越向深處越小，濕潤峰的寬深比較大。在一定水量下，流量越大，濕潤深度越淺，濕潤寬度越大。當(dāng)?shù)晤^流量達(dá)到3升/小時(shí)，地表出現(xiàn)徑流跡象。對(duì)中壤土來說，在滴水量相同時(shí)，滴頭流量越大，濕潤寬度就越大，而濕潤深度差別不大。當(dāng)?shù)晤^流量大于3升/小時(shí)，開始出現(xiàn)徑流跡象，當(dāng)?shù)晤^流量為4升/小時(shí)，徑流更加明顯。對(duì)砂土而言，土壤水分主要以垂直入滲為主，當(dāng)?shù)嗡窟_(dá)到4升時(shí)，砂土濕潤深度可達(dá)60厘米，此時(shí)地表濕潤寬度為35厘米左右。綜上所述，重壤土和中壤土滴頭流量不宜超過3升/小時(shí)，在不產(chǎn)生地表徑流情況下取較大值（從排鹽效果和滴頭抗堵效果考慮）。另外，根據(jù)土壤濕潤峰的變化情況，滴頭間距也沒必要太小，一般重壤土可選擇0.40～0.50米，中壤土可選擇0.40米左右。對(duì)砂土來說，滴頭流量宜選擇較大值，可取到3～4升/小時(shí)，滴頭間距不宜超過0.30米。同時(shí)，在有鹽堿的土壤上，滴頭流量的選擇，在不產(chǎn)生地表徑流情況下，宜取其上限值，這樣有利于在棉花根層形成淡化區(qū)，排鹽效果較好。

2. 關(guān)于毛管間距確定

在滴灌系統(tǒng)投資中，毛管投資占有相當(dāng)大的比重。在中壤土上，土壤濕潤寬度隨滴頭流量的增加而增大，滴頭最大濕潤直徑可達(dá)140厘米。采用一管四行棉花布置毛管，毛管到最邊行棉花的距離為55～60厘米，機(jī)采棉棉花行距配置（66+10厘米）中，毛管到最邊行棉花距離只有43厘米。說明在壤土和重壤土類土壤上采用“一管四行”方式布置毛管是完全可行的，這樣毛管間距可由原來90厘米，增加到120厘米左右，每畝毛管用量可減少1/3，可充分發(fā)揮滴灌系統(tǒng)的效益，有效降低滴灌設(shè)施投入。

3. 關(guān)于土壤濕潤比

土壤濕潤比是指在土壤計(jì)劃濕潤層內(nèi)，濕潤土體與總土體的比值。在田間由于滴頭流量和滴水量及土壤質(zhì)地的變化，其濕潤比是有差異的，通過試驗(yàn)和計(jì)算分析，三種土壤膜下滴灌棉花花鈴期平均土壤濕潤比為63%。因此，在滴灌工程設(shè)計(jì)中，壤土類土壤上棉花花鈴期膜下滴灌濕潤比取60%～65%較適宜，重壤土取上限值，砂土和砂壤土取下限值。

4. 最大日耗水強(qiáng)度

根據(jù)多年實(shí)測資料，在石河子墾區(qū)，不同土壤膜下滴灌棉花花鈴期平均日耗水率為4.50～5.10毫米（表1）。因此，在該地區(qū)棉花膜下滴灌工程設(shè)計(jì)中，棉花最大日耗水強(qiáng)度取4.50～5毫米/天較適宜，其它地區(qū)棉花最大日耗水強(qiáng)度，可采用當(dāng)?shù)貙?shí)測值確定，沒有實(shí)測資料可參考?xì)夂蝾愃频貐^(qū)資料確定，也可用彭曼公式求得。

5. 計(jì)劃濕潤土層深度

膜下滴灌不僅濕潤區(qū)域小，而且濕潤深度也遠(yuǎn)比常規(guī)溝灌淺，屬于淺層灌溉。根據(jù)大量土壤水分監(jiān)測結(jié)果分析，在棉花膜下滴灌合理灌溉制度下，滴灌的土壤濕潤深度基本在60厘米以內(nèi)，而溝灌一般都在100厘米以下。從土壤水分消耗來看，膜下滴灌60厘米土層以內(nèi)土壤含水量分布有波動(dòng)（發(fā)生變化），60厘米深度以下，土壤含水量幾乎沒發(fā)生變化，說明60厘米以下土層水分幾乎沒有消耗。因此，膜下滴灌棉花最大計(jì)劃濕潤層深度不宜超過60厘米。一般取50～60厘米較適宜。

6. 土壤適宜含水率上、下限

滴灌設(shè)計(jì)中所指的土壤適宜含水率上、下限是指滿足棉花花鈴期需水要求，土壤適宜含水率上、下限值，一般用占田間持水率的百分?jǐn)?shù)表示。對(duì)常規(guī)溝細(xì)灌土壤適宜含水率上、下限一般取田間持水率的100%和60%。膜下滴灌是一種控制灌溉，可適時(shí)適量控制滴灌水量，調(diào)節(jié)水分含量。通過多年試驗(yàn)，土壤計(jì)劃潤濕層內(nèi)土壤水分上限控制在80%～85%，下限控制在60%～65%較適宜。

7. 關(guān)于干管工作壓力的選擇

在滴灌工程設(shè)計(jì)中，干管工作壓力的選擇，直接影響到工程的投資。從滴灌系統(tǒng)本身工作需要來說，干管工作壓力選用0.40MPa較經(jīng)濟(jì)。但采用滴灌技術(shù)后，田間已沒有任何渠道，當(dāng)種植小麥等密植作物時(shí)，采用噴灌方式灌溉，干管工作壓力不夠。因此，在滴灌工程設(shè)計(jì)中，建議干管工作壓力選擇0.60MPa，而且系統(tǒng)的地埋管道按噴、滴灌或滴灌、管道灌共用考慮。