徐遠(yuǎn)軍

摘要：微灌技術(shù)節(jié)水效果明顯，是我國(guó)節(jié)水灌溉重點(diǎn)推廣技術(shù)。闡述微灌技術(shù)的概念和分類，介紹微灌技術(shù)的國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況，比較滴灌、微噴灌、涌流灌3種微灌技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，分析微灌技術(shù)的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉；微灌；滴灌；微噴灌；涌流灌；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S275 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2014）01-0069-02

微灌作為農(nóng)田水利工程的重要技術(shù)，以其節(jié)水效果明顯成為我國(guó)節(jié)水灌溉推廣的未來(lái)技術(shù)方向。微灌技術(shù)在國(guó)外已發(fā)展成熟并得到推廣，但在我國(guó)尚處于起步階段。隨著節(jié)水增糧工程等政策扶持力度的加大，微灌技術(shù)將在國(guó)內(nèi)獲得巨大的發(fā)展空間。

1 微灌技術(shù)概述

1.1 微灌技術(shù)的概念

微灌是微潤(rùn)灌溉技術(shù)的簡(jiǎn)稱，是膜技術(shù)（高分子半透膜材料）在節(jié)水灌溉上的應(yīng)用。其技術(shù)內(nèi)容是以地下給水方式，在微潤(rùn)管內(nèi)外水勢(shì)梯度差驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物全生育期的持續(xù)灌溉。這種微潤(rùn)管是以微量、緩慢釋放的方式對(duì)作物實(shí)施續(xù)灌，因此基本不存在深層滲漏和地表無(wú)效蒸發(fā)的現(xiàn)象，從而使整個(gè)灌溉周期實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水。

1.2 微灌技術(shù)的分類

目前，我國(guó)市場(chǎng)上應(yīng)用較多的節(jié)水灌溉技術(shù)主要包括渠道防滲、管灌、噴灌和微灌四大類，前兩類的節(jié)水效果一般不足50%，噴灌技術(shù)通常節(jié)水60%以上，而微灌技術(shù)節(jié)水效果可達(dá)80%～85%。因此，以滴灌為代表的微灌是當(dāng)前和今后農(nóng)業(yè)節(jié)水效果最好、市場(chǎng)上發(fā)展最快的灌溉技術(shù)。

2 微灌技術(shù)的應(yīng)用

微灌技術(shù)已在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。近20 a來(lái)，全球微灌面積以年均33.0%的速度增長(zhǎng)，總面積已近400萬(wàn)hm2，其中以色列、德國(guó)、奧地利三國(guó)的微灌面積最大。我國(guó)農(nóng)田灌溉面積比重不足10.0%，傳統(tǒng)的渠道防滲方式仍為灌溉技術(shù)的主流。而我國(guó)滴灌面積更小，只占有效灌溉面積的6.7%，相比節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的80.0%的比例存在很大差距。如果把我國(guó)滴灌面積占有效灌溉面積的比重從6.7%提高至20.0%，則對(duì)應(yīng)的灌溉面積將增加0.08億hm2。

我國(guó)水資源分布不均，干旱現(xiàn)象始終威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，威脅國(guó)家的安全基礎(chǔ)。在我國(guó)頒布的《全國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水綱要（2012—2020）》中，提出到2020年，全國(guó)新增節(jié)水灌溉工程面積0.2億hm2（3.0億畝），其中新增高效節(jié)水灌溉工程面積0.1億hm2（1.5億畝）以上，主要應(yīng)用噴灌和微（滴）灌技術(shù)。同時(shí)，微灌工程的實(shí)施需要大量的U-PVC管材、U-PE管材、滴頭、滴灌帶、管件等，這些材料的成本占全部滴灌工程造價(jià)的80%以上。隨著微灌技術(shù)的大面積推廣，將拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)數(shù)百億元的巨大需求。

3 微灌技術(shù)的對(duì)比分析

隨著科技的發(fā)展，微灌的方式也從最初單一的滴灌發(fā)展成為包括滴灌、微噴灌、涌流灌、滲灌等多種方式的灌水技術(shù)，主要應(yīng)用于溫室大棚、果園和經(jīng)濟(jì)作物及草坪的灌溉上。部分干旱缺水地區(qū)利用窯窖蓄水，在大田糧食作物灌溉上也使用滴灌技術(shù)。

3.1 滴灌

滴灌是將具有一定的壓力水過(guò)濾后，經(jīng)滴灌系統(tǒng)及滴水器，均勻而緩慢地滴入植物根部附近土壤的局部灌溉技術(shù)。滴灌主要適于果樹、蔬菜、花卉、溫室大棚等經(jīng)濟(jì)作物和水源極缺的地區(qū)、高揚(yáng)程抽水灌區(qū)、地形起伏較大地區(qū)，以及透水性強(qiáng)、保水性差的砂質(zhì)土壤和咸水地區(qū)的灌溉。

滴灌具有以下優(yōu)點(diǎn)：1） 節(jié)約用水。可根據(jù)作物的需要精確地進(jìn)行局部灌溉，一般比地面灌省水30%～50%，有些作物可達(dá)80%左右，比噴灌省水10%～20%。2） 灌水均勻。可有效控制每個(gè)滴頭的出水量，灌水均勻度達(dá)80%～90%。3） 節(jié)省能耗。滴灌的工作壓力低，比噴灌減少很多抽水量，相應(yīng)地降低了抽水的能量消耗，這在高揚(yáng)程灌區(qū)效果明顯。4） 適應(yīng)性強(qiáng)。滴灌對(duì)土壤和地形的適應(yīng)性強(qiáng)，幾乎適應(yīng)任何復(fù)雜的地形。同時(shí)，較低的灌水強(qiáng)度可適應(yīng)入滲率低的粘性土壤，而對(duì)透水性很大的沙性土壤也不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的深層滲漏。5） 增加產(chǎn)量。滴灌有利于保持穩(wěn)定的土壤濕度，適時(shí)適量向作物根部供水施肥，不易土壤板結(jié)，為作物增產(chǎn)提供了水分和養(yǎng)分保障，并可提高產(chǎn)品品質(zhì)。6） 便于管理。采取自動(dòng)控制方式施水、施肥，可節(jié)水節(jié)肥，節(jié)省勞動(dòng)力，便于科學(xué)管理。滴灌的缺點(diǎn)主要是投資較高，容易堵塞，對(duì)水質(zhì)要求高。

3.2 微噴灌

微噴灌是介于噴灌與滴灌之間的一種灌水方法。其優(yōu)點(diǎn)為：1） 節(jié)約用水。微噴灌是采用灌溉管道進(jìn)行輸水，靠近地面噴灑，局部灌溉，可大大減少水分蒸發(fā)損失、輸水損失和部分土壤無(wú)效耗水。2） 灌水質(zhì)量好。相對(duì)整個(gè)田塊而言，微噴灌水并不均勻，但可把水直接噴灑到作物的根部，能夠滿足作物的全部需水，灌水質(zhì)量較好。3） 適應(yīng)性強(qiáng)。微噴灌對(duì)土壤、地形和作物有著廣泛的適應(yīng)性，幾乎適應(yīng)各種復(fù)雜地形。采用管道輸水，管道中的水一直送達(dá)作物附近，可實(shí)現(xiàn)局部灌溉。與滴灌相比，微噴灌的濕潤(rùn)面積比滴頭大得多，避免了大流量滴頭在粘土土壤中發(fā)生地表徑流和形成水洼的問(wèn)題，以及透水性很大的沙土的深層滲漏問(wèn)題。4） 防堵塞性能好。微噴頭的孔徑比滴頭大得多，不易堵塞，防堵塞性能好，對(duì)水質(zhì)的過(guò)濾要求比滴灌低，相應(yīng)地降低了一些成本。5） 增加產(chǎn)量。微噴灌可結(jié)合作物葉面施肥、噴藥等使用，噴水時(shí)霧化程度高，有利于增加作物濕度，調(diào)節(jié)土壤溫度，且對(duì)作物打擊強(qiáng)度小，對(duì)花卉、木耳等溫濕度有特別要求的作物具有明顯的增產(chǎn)作用。6） 裝點(diǎn)環(huán)境。微噴灌可用于各種地形、土質(zhì)下的果樹、花卉及苗圃、城市園林綠化等的灌溉，同時(shí)還可以作為獨(dú)特的景觀。

3.3 涌流灌

涌流灌又名小管出流灌溉，是針對(duì)微灌系統(tǒng)使用中灌水器易堵塞的難題而采取的一種新的灌溉方式。它采用超大流道，擴(kuò)大了微灌灌水器流道的截面積（一般直徑為0.5～1.2 mm），以PE塑料小管替代滴頭，并輔以田間滲水溝，形成一套以小管出流為特色的微灌系統(tǒng)。

涌流灌具有以下優(yōu)點(diǎn)：1） 節(jié)約用水。涌流灌只濕潤(rùn)滲水溝及其兩側(cè)作物根系活動(dòng)層的部分土壤，是一種局部灌溉技術(shù)，可起到節(jié)水的效果。2） 抗堵塞。涌流灌的灌水器流道直徑比滴頭、微噴頭的流道或孔口的直徑大很多，這種大口徑、大流量的灌水器可以解決滴灌系統(tǒng)灌水器用久后易堵塞的難題。3） 降低能耗。涌流灌的流道相對(duì)較大，過(guò)濾器及灌水器的局部水頭損失小，因此運(yùn)行過(guò)程中所需的工作壓力較低，節(jié)省能量消耗。4） 適應(yīng)性強(qiáng)。涌流灌系統(tǒng)包括干管、支管、毛管、灌水器（流量調(diào)節(jié)器）及滲水溝。其中，流量調(diào)節(jié)器是關(guān)鍵部件，安裝在涌泉灌的出水口處，使各出水點(diǎn)配水均勻。流量調(diào)節(jié)器過(guò)流斷面大，抗堵塞性能好，工作壓力為60～500 kPa，水壓的變化對(duì)其出流量幾乎沒有影響。涌泉灌的灌水器因其流道較大、流量適中，既適于地表水和高含沙水以減少堵塞，減少微灌系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)的特殊過(guò)濾要求，提高工程安全性和保證率，又適于各地形、土壤的果樹和寬行蔬菜及大田作物使用。

4 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)耕地面積減少和水資源日益短缺的情況下，節(jié)約用水是保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國(guó)家糧食安全的當(dāng)務(wù)之急。從改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)灌溉方式入手，大力推廣微噴等高效節(jié)水灌溉方式，具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。在我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉方式中，每種灌溉方式各有所長(zhǎng)、也各有不足，應(yīng)結(jié)合本地區(qū)實(shí)際，選擇適用的灌溉技術(shù)，服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。