姚 瑤，阮清波

（廣西水利科學研究院 廣西水工程材料與結(jié)構(gòu)重點實驗室，南寧 530023）

0 引言

糖料蔗生產(chǎn)作為廣西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)已發(fā)展成為廣西經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民增收的重要載體。2005年以來，其甘蔗種植面積和產(chǎn)糖量均占全國總產(chǎn)量的60%以上[1～3]，其中有33個縣（市、區(qū)）被國家農(nóng)業(yè)部列為糖料蔗優(yōu)勢區(qū)域和國家重點“雙高”糖料蔗基地[4，5]。另外，糖料蔗生產(chǎn)年均貢獻30多億元稅收，對促進廣西經(jīng)濟社會發(fā)展、推動脫貧攻堅、保障民生具有重要作用[6]。

然而，糖料蔗總產(chǎn)的增加仍過多地依靠種植面積的擴大來取得，農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，存在很多問題。一是水利化程度低。70%以上蔗地沒有灌溉條件，70%以上的年份受到秋旱的影響[7]；二是蔗區(qū)道路等級低，路網(wǎng)不健全。部分蔗區(qū)自然屯較為分散，土地零星小塊，多為旱地、山坡地，蔗區(qū)運距較遠、路況較差[8]。因此，對于在廣西全區(qū)占有重要地位的糖料蔗生產(chǎn)而言，節(jié)水灌溉是生產(chǎn)過程中增加產(chǎn)量和節(jié)約用水的有效方法和必然選擇[9]。由于蔗區(qū)大部分分布在丘陵坡地上，傳統(tǒng)渠道灌溉難以適用，需要大規(guī)模發(fā)展高效節(jié)水灌溉[10，11]。通過這種方式，糖料蔗畝均產(chǎn)量可提高2～3 t，不僅能促進農(nóng)民增產(chǎn)增收，還能推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，做強做大做優(yōu)廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)，保障廣西工業(yè)及國民經(jīng)濟快速發(fā)展[12，13]。

為避免蔗糖產(chǎn)業(yè)依賴國際市場的風險，確保國家食糖安全[14]，廣西壯族自治區(qū)黨委政府于2013年提出到2020年前建成500萬畝“經(jīng)營規(guī)?；⒎N植良種化、耕作機械化、水利現(xiàn)代化”的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高糖（簡稱“雙高”）糖料蔗基地任務(wù)，并于2014年初開始50萬畝試點建設(shè)。

本文以“雙高”基地高效節(jié)水灌溉建設(shè)項目為依托，總結(jié)多年節(jié)水灌溉實踐的經(jīng)驗和教訓(xùn)，提出了在高效節(jié)水灌溉條件下糖料蔗“潤、濕、透、干”的科學灌溉方案和滿足山丘坡地灌水均勻性要求的“分區(qū)調(diào)控、小水慢灌”的技術(shù)控制模式，為廣西糖料蔗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及山丘坡地灌水制度的優(yōu)化選擇提供科學依據(jù)和技術(shù)支持。

1 廣西蔗區(qū)分布及現(xiàn)狀

1.1 蔗區(qū)分布

廣西糖料蔗種植高峰時涉及94個縣（市、區(qū)），總種植面積達1650萬畝，目前糖料蔗種植面積為1 548.91萬畝，涉及14個地級市的74個縣（市、區(qū)）、168.12萬農(nóng)戶、752.55萬蔗農(nóng)（勞動力）。糖料蔗區(qū)主要集中分布于來賓、南寧、柳州、崇左等桂中旱片和左江旱片，其中，興賓區(qū)、江州區(qū)、扶綏縣3個縣（區(qū)）糖料蔗種植面積均超過100萬畝，原料蔗產(chǎn)量均超過500萬t。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀與不足

（1）種植片區(qū)碎片化。在1 548.91萬畝糖料蔗區(qū)中，種植面積在300畝以上的片區(qū)共有1 034.08萬畝，種植面積在300畝以下的片區(qū)為514.83萬畝，戶均糖料蔗種植面積9.21畝。其中單戶擁有蔗地50畝以上的農(nóng)戶僅有3.12萬戶，蔗區(qū)面積共161.99萬畝，約為總蔗區(qū)面積的10%。勞動力人均占有糖料蔗區(qū)面積僅2.06畝，一家一戶分散經(jīng)營種植是當前廣西糖料蔗區(qū)生產(chǎn)的主要特點。

（2）土壤保水保肥能力差。廣西糖料蔗區(qū)屬砂土的蔗區(qū)面積為335.26萬畝，屬壤土的蔗區(qū)面積為735.45萬畝，屬粘土的蔗區(qū)面積328.45萬畝，屬土層較薄的巖溶地面積為149.75萬畝，屬砂、壤土的蔗區(qū)面積總為1 070.71萬畝、約占蔗區(qū)總面積的70%。蔗區(qū)土壤pH值為5.0～5.5之間，有機質(zhì)含量中等偏低，有效磷、有效鉀缺乏，多數(shù)土壤母質(zhì)含鉀量偏低，土壤淋溶強烈。

（3）山丘坡地灌溉難。廣西糖料蔗區(qū)耕地坡度在15°以下的共有857.05萬畝，在15°以上的為691.86萬畝，大部分糖料蔗種植在旱坡地、低山丘陵區(qū)，傳統(tǒng)的渠道灌溉對地形地貌起伏變化適應(yīng)性差，工程建設(shè)投資大、運行管理成本高，導(dǎo)致水利灌溉設(shè)施建設(shè)嚴重滯后，目前建有灌溉設(shè)施的蔗區(qū)面積僅占總種植面積的6.36%。

（4）機械化程度低。由于種植片區(qū)碎片化，條塊分割，一家一戶的經(jīng)營方式使甘蔗種植具有相當?shù)碾S意性，不能有效進行統(tǒng)一連片種植，致使耕作、砍收機械無法作業(yè)或作業(yè)效率低下，高效節(jié)水灌溉優(yōu)勢不能有效發(fā)揮，影響了高效節(jié)水灌溉和全程機械化作業(yè)的推進進程。

2 節(jié)水灌溉工程建設(shè)與技術(shù)發(fā)展

2.1 工程建設(shè)標準

廣西于2013年7月決定開展“經(jīng)營規(guī)?；⒎N植良種化、耕作機械化、水利現(xiàn)代化”的“雙高”糖料蔗基地建設(shè)，并于2014年初正式開始實施，為適應(yīng)山丘坡地規(guī)?；橇险岣咝Ч?jié)水灌溉建設(shè)需要，自治區(qū)水利廳及時組織相關(guān)單位和技術(shù)人員配合自治區(qū)“雙高”辦制定“雙高”糖料蔗基地水利現(xiàn)代化（高效節(jié)水灌溉）建設(shè)標準和系統(tǒng)布置要求，并出臺了《糖料蔗高效節(jié)水灌溉工程設(shè)計導(dǎo)則》廣西地方標準。主要應(yīng)用有以下幾點：

（1）灌水方式選擇。滴灌、噴灌等田間灌溉工程和水肥一體化建設(shè)須與“雙高”基地經(jīng)營主體管護能力相適應(yīng)，如通過土地流轉(zhuǎn)由制糖企業(yè)、專業(yè)種植公司等統(tǒng)一經(jīng)營管理的蔗區(qū)，可選擇微灌、噴灌，實現(xiàn)水肥、水藥一體化；分散農(nóng)戶獨自管理的蔗區(qū)，宜采用管灌或半固定式噴灌方式，如需利用管道輸水結(jié)合施肥、噴藥，可在給水栓后接軟管澆灌。

（2）工程輸配系統(tǒng)劃分。輸水系統(tǒng)和配水系統(tǒng)宜分開布置，有條件修建高位水池的盡量采用高位水池方式輸水，分區(qū)分壓設(shè)置調(diào)蓄水池，將工程分為輸水、配水兩個相對獨立的系統(tǒng)；當調(diào)蓄水池為完全調(diào)節(jié)時，其容積應(yīng)滿足系統(tǒng)作物一次關(guān)鍵灌水的要求；無調(diào)蓄作用的水池，其有效容積取2～4 h的用水量。

（3）田間灌溉系統(tǒng)。灌溉面積較大的蔗區(qū)宜劃分為多個片區(qū)，每個片區(qū)作為一個灌溉控制系統(tǒng)，由一個田間首部控制，每個灌溉控制系統(tǒng)控制的灌溉面積宜控制在65～130 hm2；每個灌溉控制系統(tǒng)按“分區(qū)—單元系統(tǒng)—灌水小區(qū)”3個層次進行規(guī)劃，每個分區(qū)再分為數(shù)個單元系統(tǒng)，單元系統(tǒng)分為數(shù)個灌水小區(qū)，每個灌水小區(qū)由閥門控制，為輪灌控制的最小單元。①微灌、噴灌手動控制時，一個灌水小區(qū)控制的面積宜為1.5～2.0 hm2；單口給水栓灌溉面積宜為0.25～0.60 hm2；②管灌應(yīng)達到190～250 m/hm2，固定式噴灌應(yīng)達到300～450 m/hm2，滴灌、微噴灌應(yīng)達到100～150 m/hm2。

（4）灌水器的選擇。一般滴頭宜選用間距為0.3～0.4 m、滴頭流量小于2.8 L/h；滴灌管（帶）的設(shè)計水頭宜為5～10 m、微噴管（帶）的設(shè)計水壓宜為10～15 m；噴灌中壓噴頭出水水壓宜為20～50 m；管灌給水栓出水水壓宜為5～10 m，出水口管徑規(guī)格宜在90 mm以內(nèi)。

（5）閥門的布置與選擇。支管以上各級管道的首端宜設(shè)控制閥，在干、支管的末端應(yīng)設(shè)沖洗排水閥，地埋滴灌的支管控制閥后應(yīng)設(shè)置真空破壞閥，在管道起伏的高處、順坡管道上端閥門的下游、逆止閥的上游，均應(yīng)設(shè)進、排氣閥；對于自動灌溉系統(tǒng)應(yīng)在支管進口處安裝電磁閥；在地埋管道的閥門處應(yīng)設(shè)閥門井。

2.2 灌溉制度探索

2.2.1 蔗區(qū)水分運移規(guī)律及灌水指標

（1）在滴灌條件下，不同類型土壤濕潤體形狀和水分分布差異明顯，其中：黏土、粉質(zhì)粘土寬深比大于1，土壤水分集聚在上部土層，生育初期徑向濕潤距離約為20 cm，生育旺盛期徑向濕潤距離約為30 cm；粉沙質(zhì)粘壤土、壤質(zhì)砂土寬深比在0.6～0.8，生育初期徑向濕潤距離約為15 cm，生育旺盛期徑向濕潤距離約為25 cm；地埋滴灌條件下滴灌帶適宜埋深為20 cm；利用這些特征數(shù)據(jù)指導(dǎo)日常灌水管理。廣西糖料蔗區(qū)推薦使用滴頭流量為1.36 L/h及以下、滴頭間距為30 cm的滴灌帶，黏土、粉質(zhì)黏土、粉沙質(zhì)黏壤土和壤質(zhì)砂土蔗區(qū)，地表滴灌生育初期適宜的畝均灌水量約為6.71、5.67、5.50、4.79 m3/畝，生長旺盛期適宜的畝均灌水量約為12.46、10.39、8.50、6.71 m3/畝。

（2）在噴灌、微噴灌等面源灌溉條件下，黏土、粉質(zhì)黏土、粉砂質(zhì)黏壤土、壤質(zhì)砂土等糖料蔗區(qū)，糖料蔗生育初期適宜的灌水量分別推薦使用13.3、11.0、10.0、8.0 m3/畝，生長旺盛期適宜的灌水量分別推薦使用20.0、16.7、15.0、13.3 m3/畝。對坡耕地蔗區(qū)，地面坡度5°～8°時推薦適宜灌水強度為9～16 mm/h，地面坡度9°～12°時推薦適宜灌水強度為7～12 mm/h，地面坡度13°～15°時推薦適宜灌水強度為6～10 mm/h，黏性較強的土壤取下限，黏性較弱的土壤取上限。

2.2.2 灌溉模式研究

（1）需水量及需水規(guī)律研究表明：①廣西糖料蔗主產(chǎn)區(qū)糖料蔗生長的需水量在900～1400 mm之間，其中，萌芽、幼苗期占10%～14%，分蘗期占14%～24%，伸長期占53%～63%，成熟期占9%～13%；②糖料蔗灌溉屬補充灌溉，濕潤年補充灌溉定額在180～260 mm之間，平水年在340～580 mm之間，枯水年在660～760 mm之間；③糖料蔗需水量，在生長前、后期兩頭較低、中間伸長期較高，整體上呈“單峰”曲線的趨勢變化；④糖料蔗需水系數(shù)在89～116之間，水分生產(chǎn)率在8.6～11.2 kg/m3之間；⑤針對廣西糖料蔗區(qū)，不同灌溉方式的灌溉定額推薦采用：滴灌約150 m3/畝，微噴灌、小管出流約250 m3/畝，溝灌400～600 m3/畝。

（2）“潤、濕、透、干”糖料蔗科學灌溉模式是指：①在萌芽期和幼苗期，要求土壤保持“潤濕”的狀態(tài)，土壤含水量占田間持水量60%-70%，濕潤層深度保持在20～25 cm，保證糖料蔗種苗萌發(fā)；②在分蘗期，蔗田尚未完全封行，土壤表面蒸發(fā)量大，土壤干旱會抑制分蘗，要求土壤保持“濕潤”的狀態(tài)，土壤含水量占田間持水量70%-80%，濕潤層深度保持在25～30 cm，畝有效苗數(shù)達到6000～7000株；③ 在伸長期，葉面蒸騰量、根系吸收能力等均達到最大，要求土壤保持“濕透”的狀態(tài)，土壤含水量占田間持水量80%～85%，濕潤層深度保持在35～40 cm，保證蔗株伸長和增粗；④在成熟期，水分需求減弱，要求土壤保持較低水分狀態(tài)，土壤含水量占田間持水量55%～65%，濕潤層深度保持在25～30 cm；⑤滴灌灌溉全生長期適宜灌水9～14次，其中在萌芽期和幼苗期灌水1～2次，每次灌水3～5 m3/畝，在分蘗期灌水2～3次，每次灌水4～6 m3/畝，在伸長期灌水4～6次，每次灌水6～8 m3/畝，在成熟期灌水1～2次，每次灌水2～4 m3/畝，砍收后一周灌水1次，灌水2～4 m3/畝，以促進宿根蔗芽次年萌發(fā)。

2.3 管網(wǎng)布控技術(shù)

基于全程機械化的生產(chǎn)要求和山丘坡地糖料蔗高效節(jié)水灌溉管網(wǎng)布置起伏較大的特點，實踐中提出了與不同坡度條件下滿足全程機械化和“寬窄行”種植要求的滴灌、噴灌等灌溉方式相適宜的管網(wǎng)布控技術(shù)，相應(yīng)配套支管調(diào)壓裝置、有利于機械化耕作的地埋滴灌系統(tǒng)和地埋滴灌系統(tǒng)調(diào)壓防堵裝置，為保障山丘坡地蔗區(qū)灌水均勻性提供技術(shù)支撐。

（1）為契合全程機械化生產(chǎn)要求，滴灌帶鋪設(shè)長度可達到100～120 m，鋪設(shè)坡度采用順坡坡比為0.01～0.03。

（2）為滿足灌水均勻性要求，要同時合理控制支管長度和管徑：①當支管鋪設(shè)坡度小于5°時，支管長度為80～100 m；②當支管鋪設(shè)坡度為5°～7.5°時，支管長度為100～60 m之間按照坡度內(nèi)插確定；③當支管鋪設(shè)坡度為7.5°～10°時，支管長度為60～26 m之間按照坡度內(nèi)插確定，并按照管道流速不超過3.0 m/s選定支管管徑；④當支管鋪設(shè)坡度大于10°時，則需采用壓力補償式滴灌帶或開發(fā)新型調(diào)壓設(shè)施設(shè)備才能確保支管的鋪設(shè)長度超過25 m。

（3）根據(jù)噴灌田間管網(wǎng)布設(shè)受耕地坡度的影響研究，提出坡耕地噴頭布設(shè)模式：①當耕地坡度為0°～5°時，宜選擇PY30、PY40、PY50及類似性能的噴頭，噴頭間距系數(shù)宜為1.0左右；②當耕地坡度為5°～10°時，宜選擇PY40、PY50及類似性能的噴頭，噴頭間距系數(shù)宜為0.81～0.85；③當耕地坡度超過10°時，雖然噴頭間距滿足機械化的要求，但是噴灌強度較大，應(yīng)進行坡改梯。

（4）研發(fā)應(yīng)用支管壓力調(diào)節(jié)裝置、有利于機械化耕作的地埋滴灌系統(tǒng)和地埋滴灌系統(tǒng)調(diào)壓防堵裝置。

2.3.1 丘坡地支管調(diào)壓裝置

該裝置通過改變管道水力條件造成的局部水頭損失，消減地形坡度引起的支管壓力升高，確保支管壓力均勻分布，實現(xiàn)山丘坡地滴灌系統(tǒng)支管壓力調(diào)節(jié)的目的，該裝置的結(jié)構(gòu)見圖1所示。

圖1 山丘坡地支管調(diào)壓裝置構(gòu)造示意圖

實踐證明，按照目前田間管網(wǎng)單元通用的布設(shè)模式，順坡坡度10°時，在支管適宜的位置安裝支管調(diào)壓裝置，能將支管內(nèi)的水頭壓力控制在適合的范圍內(nèi)（見圖2），滿足支管調(diào)壓要求，且裝置日常維護簡單。

圖2 坡度為10°調(diào)壓后田間管網(wǎng)壓力水頭變化情況

2.3.2 有利機械化耕作的地埋滴灌系統(tǒng)

地埋滴灌田間灌水單元一般由田間首部、支管、滴灌管、排污管構(gòu)成。該系統(tǒng)主要是采用供水支管替代傳統(tǒng)排污管，從傳統(tǒng)一條供水支管、兩邊分別布設(shè)一條排污管的形式，改變成由三條供水支管向兩組滴灌管供水，滴灌管的首尾兩端均與供水支管相連（見圖3）。同時在輸水干管與輸配水管網(wǎng)連接處附近旁接快速釋壓閥和回水管道，將輸配水管網(wǎng)入口安全允許壓力值，設(shè)定為快速釋壓閥泄壓閥值，保護管網(wǎng)安全。

圖3 田間灌水單元供水支管、滴灌帶布設(shè)模式示意圖

該系統(tǒng)在保證灌水均勻度和不增加工程投資的基礎(chǔ)上，將滴灌管的長度增加一倍，即滴灌管長度可從100 m左右提高到200 m左右，田間灌水單元沿滴灌管方向的長度從200 m左右提高到400 m左右，滴灌帶壓力分布情況見圖4，大幅減少機械耕作時調(diào)頭次數(shù)和調(diào)整作業(yè)狀態(tài)的頻次，比傳統(tǒng)布置更利于機械化耕作。

圖4 田間灌水單元滴灌帶壓力分布情況

山丘坡地支管調(diào)壓裝置12種標準型號見表1。

表1 支管調(diào)壓裝置12種標準型號

2.3.3 地埋滴灌系統(tǒng)調(diào)壓防堵裝置

該裝置主要包括安全調(diào)壓組件及防堵塞組件，從干管分出的支管裝設(shè)球閥和蝶閥，兩閥前、后各設(shè)一個空氣閥（見圖5）。蝶閥是為了進行調(diào)壓，蝶閥的開閉度根據(jù)支管所在地的壓力來確定，一旦調(diào)整到合理的程度，保持不變；球閥用來控制支管的灌溉與停止。閥門前的空氣閥負責排除前面的空氣，閥門后的空氣閥負責補充停止灌溉后支管和滴灌管的真空，防止滴灌管內(nèi)吸收細小顆粒堵塞滴孔；滴灌管末端連接到?jīng)_洗管上，將該支管上所有的滴灌管連接成一個整體，有助于該整體平衡壓力，提高灌水均勻性。該裝置調(diào)壓效果明顯，價格便宜，適合山丘區(qū)大規(guī)模推廣，且對防止滴灌帶倒吸細小顆粒進入滴孔有良好的效果。

圖5 調(diào)壓防堵裝置示意圖

2.4 輔助控制技術(shù)

為滿足糖料蔗區(qū)高效節(jié)水灌溉管理多樣化的需求，先后研發(fā)并推廣應(yīng)用具有過濾功能的前池或高位水池、旋流噴射式施肥池、噴灌豎管快速裝拆連接裝置、分布式灌溉施肥裝置、簡易灌溉給水栓、多功能光伏噴灌施肥（藥）移動裝置等輔助控制技術(shù)設(shè)備和設(shè)施，方便群眾推廣應(yīng)用高效節(jié)水灌溉。

2.4.1 具有過濾功能的前池或高位水池

山丘坡地糖料蔗區(qū)高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)輸水管網(wǎng)與田間配水管網(wǎng)一般通過高位水池分隔，在該水池內(nèi)設(shè)置過濾池（見圖6和圖7），通過初步過濾，能明顯減輕過濾系統(tǒng)的負荷、延長過濾設(shè)備的使用壽命。

噴灌、微噴灌采用鵝卵石濾料組合（4～8 mm、8～16 mm各占50%），滴灌采用鵝卵石+石英砂濾料組合（0.5～1.0 mm粒徑石英砂、2～4 mm粒徑鵝卵石各占50%），可基本滿足過濾要求。一般500畝蔗區(qū)分為10個輪灌組，每個輪灌組50畝，根據(jù)過濾速率及過濾效果，推薦噴灌工程選用過濾墻面積為6.23 m2，微噴灌工程選用過濾墻面積為6.00 m2，滴灌工程選用過濾墻面積為6.40 m2，各灌溉方式的過濾組合見表2。

圖6 過濾裝置平面示意圖

圖7 過濾裝置剖面示意圖

表2 過濾組合選型

2.4.2 旋流噴射式施肥池

該裝置是基于充分利用首部樞紐加壓水泵的壓力，把水從管道的小孔中噴射而出，形成較強的旋流，加快肥料的溶解，提高施肥效率。該施肥池由進水溶肥池、過濾網(wǎng)和過濾池組成；池體由水泥磚砌筑而成，底部現(xiàn)澆砼；過濾網(wǎng)采用80目的濾網(wǎng)；噴射攪拌管采用DN50的PVC-U管制作成回型噴射管，采用打孔機在管道上打孔，將其安裝在進水溶肥池內(nèi)，并與系統(tǒng)進水管連接；過濾池與系統(tǒng)的出水管相連接，并安裝有施肥泵和疊片過濾器，施肥泵優(yōu)先選用不銹鋼的管道泵，其揚程要比系統(tǒng)的加壓泵大5 m以上，確保水肥溶液注入灌溉系統(tǒng)（見圖8）。

回型噴射管的管徑、噴射孔的孔徑和噴射角對旋流效率影響較大，實踐證明：①采用噴射孔越小，水流速度越快，產(chǎn)生的旋流越急，溶解效率越高；②采用DN50的PVC-U管，既能保持壓力，又方便打孔；③噴射孔徑分5 mm和10 mm，噴射角度分0°（即水平方向）、30°和45°，其中噴射角度為0°時溶肥效率最佳。

圖8 旋流噴射式施肥池平面示意圖

2.4.3 噴灌豎管快速裝拆連接裝置

廣西“雙高”農(nóng)墾糖料蔗區(qū)采用固定式噴灌時，為減少噴頭和豎管的投入并減少噴頭和豎管（噴頭和豎管合為一起在當?shù)睾喎Q為噴桿）被耕作、砍收機械損壞，通常按輪灌要求輪換噴桿進行噴灌，連接部位容易損壞，實踐中設(shè)計出一種可快速裝拆噴桿的連接裝置（見圖9）。

圖9 噴灌豎管連接示意圖

該裝置包括鎮(zhèn)墩基礎(chǔ)、鎮(zhèn)墩、支管、地下豎管、地上豎管和噴頭等組件，地上豎管通過法蘭盤與地下豎管相連接，噴頭安裝在地上豎管的頂端，鎮(zhèn)墩及其基礎(chǔ)作為一個整體進行澆筑，提高鎮(zhèn)墩的抗傾穩(wěn)定性；法蘭盤固定于地下豎管頂端和地上豎管底端，應(yīng)用時通過法蘭連接，達到快速連接的目的；維修時避免敲掉鎮(zhèn)墩更換整段地下豎管，減少維修成本。

2.4.4 分布式灌溉施肥裝置

該裝置由文丘里施肥器（或施肥球閥）、施肥桶、疊片過濾器、空氣閥和輔助管道等組成（見圖10）。使用時連接于供水干管的分支管上，可實現(xiàn)各灌溉小區(qū)差別化施肥（藥），適合分散經(jīng)營的農(nóng)戶使用。

采用微噴灌分布式施肥裝置時，選擇與灌溉流量相匹配的文丘里施肥器（或施肥球閥）非常重要，實踐中文丘里施肥器的選型見表3。

圖10 分布式施肥裝置示意圖

表3 文丘里施肥器的選型

2.4.5 多功能光伏噴灌施肥（藥）移動裝置

廣西糖料蔗區(qū)大多分布于山丘坡地上，開展高效節(jié)水灌溉建設(shè)時為避免按零星高地設(shè)計增加整個系統(tǒng)建設(shè)投資和運行成本，通常不考慮零星高地的灌溉問題。為滿足零星蔗區(qū)灌溉需求，實踐中研制出一種光伏噴灌及施肥（藥）的移動裝置。

該裝置搭載于三輪車上，采用太陽能光伏板發(fā)電作為電源，需要移動或者噴灌時，直接啟動電動機或水泵；如不需移動或者噴灌，同時太陽能輻射較強時，可將電存到蓄電池內(nèi)，以供需要時使用，整個裝置如圖11所示，共裝配750 W的太陽能光伏板，可供500 W水泵使用，選配2組60 V 400 Ah蓄電池。

圖11 光伏噴灌及施肥（藥）的移動裝置示意圖

實踐證明，該裝置在晴天上午9時可提水量0.87 m3/h，中午12時提水量達到2.81 m3/h，下午13時提水量為2.60 m3/h，下午16時降至1.60 m3/h，下午17時以后將不能提水，晴天平均總提水量為12.16 m3，可為10畝蔗區(qū)提供灌溉服務(wù)。

3 節(jié)水灌溉成效

3.1 經(jīng)濟效益

截至2016年底，廣西已在江州、扶綏、興賓、武鳴等32個“雙高”糖料蔗基地推廣高效節(jié)水灌溉126.79萬畝。經(jīng)抽樣測產(chǎn)驗收，地埋滴灌、地表滴灌、微噴灌、噴灌和低壓管灌（淋灌）等不同灌溉方式的原料蔗畝均產(chǎn)量比傳統(tǒng)雨養(yǎng)種植模式畝均增產(chǎn)約40%（超過2 t），含糖分平均增加5%～8%，按2016/2017榨季原料蔗收購價480元/t計算，畝均增收1123元（按畝均一次性投入2450元，按15年平均折舊，畝均每年投入200元），已推廣的126.79萬畝計算，年均可增收14.24億元。

3.2 社會和生態(tài)環(huán)境效益

通過在糖料蔗區(qū)實施高效節(jié)水灌溉，除可改善蔗區(qū)的生產(chǎn)條件和提高單產(chǎn)、降低畝均生產(chǎn)成本外，還可推進糖料蔗區(qū)規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營，促進土地整合、流轉(zhuǎn)，并推進全程機械化生產(chǎn)，大幅提高勞動生產(chǎn)率；有利于形成蔗糖產(chǎn)業(yè)集群、優(yōu)勢區(qū)，提升蔗糖產(chǎn)業(yè)的競爭力，保障國內(nèi)食糖安全；通過土地整合、流轉(zhuǎn)，調(diào)整落后的種植方式，增加農(nóng)民收入；有利于提高蔗田化肥農(nóng)藥的施用效率從而減少施用量，大幅減少農(nóng)業(yè)面源污染，改善蔗區(qū)生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)語

（1）“雙高”糖料蔗基地發(fā)展高效節(jié)水灌溉的實踐經(jīng)驗和技術(shù)創(chuàng)新，實用性強，得到了相關(guān)部門的認可，并通過制定相關(guān)文件和地方標準加以推廣應(yīng)用，對推進廣西500萬畝“雙高”糖料蔗基地水利化建設(shè)和其他糖料蔗區(qū)高效節(jié)水灌溉建設(shè)提供了重要的技術(shù)支撐，具有較強的輻射帶動作用。

（2）廣西“雙高”糖料蔗基地大部分處于山丘坡地上，“雙高”糖料蔗基地發(fā)展高效節(jié)水灌溉的實踐經(jīng)驗和技術(shù)創(chuàng)新對山丘坡地發(fā)展高效節(jié)水灌溉也具有較強的輻射借鑒作用；應(yīng)用實踐提供的技術(shù)路線對其他種植業(yè)發(fā)展高效節(jié)水灌溉也具有較強的指導(dǎo)作用，對規(guī)避高效節(jié)水灌溉建設(shè)的盲目性具有重要的參考價值。