摘 要：地下節(jié)水灌溉技術(shù)作為一種新型灌溉方式備受關(guān)注，對緩解農(nóng)業(yè)水資源不足，保證糧食安全及促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。概述了地下節(jié)水灌溉技術(shù)的研究進(jìn)展，探討其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。通過對地下滴灌、地下滲灌、微潤灌溉、直插式根灌、涌泉根灌與微孔陶瓷根灌6種地下節(jié)水灌溉技術(shù)要點、存在問題及研究現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)總結(jié)與分析，指出地下節(jié)水灌溉技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)以及未來發(fā)展方向，這不僅對于深化人們對該技術(shù)工作原理和應(yīng)用方式的理解起到重要作用，而且對于該技術(shù)創(chuàng)新及科學(xué)高效灌溉方案的提出具有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：地下滴灌； 滲灌； 微潤灌溉； 直插式根灌； 涌泉式根灌； 微孔陶瓷根灌

中圖分類號：S607"""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A""" 文章編號：1002-204X（2023）07-0041-06

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2023.07.011

The Summarize of Subsurface Water-Saving Irrigation Technology

Li Yongmei1，2， Wang Hao1，3*， Zhao Hongli3， Zhang Pengcheng1， Zhang Ligen4

（1.School of Civil and Hydraulic Engineering， Ningxia University， Yinchuan， Ningxia 750021; 2.Institute of Agricultural Economy and Information Technology， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002; 3.Department of Water Resources， China Institute of Water Resources and Hydropower Research， Beijing 100038; 4.Ningxia Academy of Building Research Co.， Ltd.， Yinchuan， Ningxia 750021）

Abstract Subsurface water-saving irrigation technology has attracted much attention as a new irrigation method， which is of great significance in alleviating the shortage of agricultural water resources， ensuring food security， and promoting agricultural modernization. This article aims to outline the research progress of subsurface water-saving irrigation technology， explore its potential application and development prospects in agricultural production. Through a detailed summary and analysis of the key technical points， existing problems， and research status of six subsurface water-saving irrigation technologies， including subsurface drip irrigation， subsurface seepage irrigation， micro-moisture irrigation， straight tube root irrigation， bubbled-root irrigation， microporous ceramic root irrigation， the main challenges and future development directions faced by the technology are pointed out. This not only plays a crucial role in deepening people's understanding of the working principles and application methods of the technology， but also provides important guidance for the innovation of this technology and the development of scientific and efficient irrigation solutions.

Key words Subsurface drip irrigation; Subsurface seepage irrigation; Micro-moisture irrigation; Straight tube root irrigation; Bubbled-root irrigation; Microporous ceramic root irrigation

節(jié)水灌溉（water saving irrigation，簡稱WSI）就是科學(xué)高效利用灌溉水資源[1]，是節(jié)水、增產(chǎn)、高效灌溉技術(shù)與管理方法的統(tǒng)稱。節(jié)水灌溉可最大限度地減少水分浪費，提高灌溉水的利用效率，確保農(nóng)作物生長需水量得到滿足。發(fā)展節(jié)水灌溉既是緩解農(nóng)業(yè)水資源不足，保證糧食安全的重要途徑，又是促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個關(guān)鍵舉措[1]。隨著水資源短缺問題日益突出，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對節(jié)水灌溉提出更高要求。地面節(jié)水灌溉由于將灌溉設(shè)備布置在地表，棵間蒸發(fā)量大；同時由于灌水流量大引起的水分滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重，一定程度上造成水資源浪費。因此，國內(nèi)外相關(guān)專家提出灌溉方式由地表向地下轉(zhuǎn)移的觀點，地下節(jié)水灌溉作為一種新興的灌溉方式，受到了相關(guān)研究人員的廣泛關(guān)注。眾多研究發(fā)現(xiàn)，由于地下灌溉水流速慢，沒有蒸發(fā)和滲漏，節(jié)水潛力大[2]；同時水分容易被土壤吸收并被植物利用，能更好地提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。因此，發(fā)展地下節(jié)水灌溉技術(shù)實現(xiàn)高效精準(zhǔn)灌溉，促進(jìn)作物提質(zhì)增效，成為未來節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。

本文在介紹地下節(jié)水灌溉技術(shù)原理及優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，對地下滴灌、地下滲灌、微潤灌溉、直插式根灌、涌泉根灌及微孔陶瓷根灌6種地下節(jié)水灌溉技術(shù)，從技術(shù)要點、存在問題及研究現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)梳理，探討地下節(jié)水灌溉技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)，并提出其未來發(fā)展方向，對地下節(jié)水技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用推廣具有重要指導(dǎo)意義。

1 地下節(jié)水灌溉技術(shù)概述

地下節(jié)水灌溉是一種通過在土壤中埋設(shè)管道或灌溉設(shè)備，將水分輸送到植物根系附近，以最大限度地提高水分利用效率，從而實現(xiàn)高效節(jié)水的灌溉方式。地下節(jié)水灌溉系統(tǒng)一般由管道輸水系統(tǒng)、灌溉設(shè)備和控制系統(tǒng)組成，其中地下管道輸水系統(tǒng)要根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的材料和規(guī)格，可以是塑料管、混凝土管或金屬管；灌溉設(shè)備包括滴灌管、滲灌管、微孔陶瓷及高分子半透膜材料等，這些設(shè)備需要根據(jù)植物的需水量和生長階段進(jìn)行布置和調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)精確的水分供應(yīng)；控制系統(tǒng)通常是自動控制系統(tǒng)，它可以根據(jù)土壤水分狀況、氣象條件和植物需水量等參數(shù)，實現(xiàn)灌溉水量和灌溉頻率的自動控制。

與傳統(tǒng)的地表灌溉方式相比，地下節(jié)水灌溉可以減少土壤表面的水分蒸發(fā)和損失，提高水分利用效率；可以避免過量的灌溉水在土壤表面積聚，減少土壤鹽堿化的風(fēng)險；可以減少土壤表面的水流速度和沖擊力，降低土壤侵蝕的風(fēng)險，有助于保護(hù)土壤質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境；可以根據(jù)植物需水量和生長階段，精確控制灌溉水量和灌溉頻率，提高灌溉均勻性，為作物提供適宜的水分供應(yīng)，從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量。由于地下節(jié)水灌溉技術(shù)具有節(jié)水、節(jié)能、減少土壤侵蝕和提高農(nóng)作物產(chǎn)量等優(yōu)勢，在果樹和蔬菜種植、農(nóng)田灌溉以及草坪和園林綠化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。

2 地下節(jié)水灌溉技術(shù)分類

2.1 地下滴灌技術(shù)

地下滴灌是將毛管和灌水器埋設(shè)在土壤中，灌溉水通過地埋灌水器緩慢滴入土壤后，擴(kuò)散到整個作物根層的一種高效節(jié)水灌溉技術(shù)，它是在滴灌基礎(chǔ)上形成的。在合理設(shè)計條件下，作物根系處于半球形濕潤區(qū)，地表則保持相對干燥，能有效避免地表蒸發(fā)，降少深層滲漏，提高水分利用效率；同時操作系統(tǒng)簡潔，可與自動化設(shè)備配套使用，能有效節(jié)省勞動力，顯著提高運行管理效率，具有穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)等優(yōu)點[4-5]。但地下滴灌技術(shù)在應(yīng)用中也存在一系列問題[6]：①由于表層土壤長時間處于干燥狀態(tài)，不利于作物出苗及早期生長?，F(xiàn)階段的解決方案是采用其他灌溉方式作為補(bǔ)充，以確保作物早期生長，而從播種技術(shù)層面上能否有效解決此問題還需進(jìn)一步探究。②由于土壤鹽分沿著濕潤鋒方向增加，造成土壤濕潤體上邊緣的含鹽量增大，因此在干旱地區(qū)土壤20 cm以上出現(xiàn)鹽分表聚現(xiàn)象。目前解決該積鹽問題的方案仍為大水淋洗，其余優(yōu)質(zhì)方案還需深入探究。③地下滴灌系統(tǒng)首部工作壓力一般達(dá)到30～40 m，維持系統(tǒng)運行需要耗費大量電力，而我國大部分農(nóng)田的電力設(shè)施不到位，在一定程度上制約了地下滴灌技術(shù)的推廣。④由于灌水器埋設(shè)在地下、灌溉水質(zhì)差、負(fù)壓吸泥及根系入侵等原因，會引起灌水器堵塞問題，不僅影響地下滴灌系統(tǒng)使用壽命，而且引起滴頭流速與流量變化，進(jìn)而影響土壤水分運移過程，最終影響作物生長發(fā)育。今后研究灌水器堵塞發(fā)生特征、誘發(fā)機(jī)理及抗堵控制技術(shù)，是發(fā)展地下滴灌技術(shù)的關(guān)鍵所在。

2.2 地下滲灌技術(shù)

地下滲灌是指將供水干管、支管及滲水管埋置在地下，灌溉水通過地下供水管輸入地下滲水管中，通過滲水管道上微小孔隙滲入土壤，而后利用土壤的毛管力促使水分運移的灌溉方法。在滲灌過程中，水分不會由于土壤毛細(xì)現(xiàn)象而運移到土壤表層造成地表蒸發(fā)，不僅提高水資源利用效率，而且減少土壤表層的鹽分積累。此外，地下滲灌灌溉技術(shù)能有效避免地下深層滲漏，對土壤機(jī)械結(jié)構(gòu)破壞小，使土壤保持良好的通透性[7]，有助于提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

目前滲灌技術(shù)在應(yīng)用中存在以下問題：①滲水微孔堵塞，導(dǎo)致滲水均勻性降低。國內(nèi)外專家結(jié)合滲水微孔堵塞的原因，在滲灌管孔徑大小、分布及材料方面開展大量研究，對滲水器的設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)，使其抗堵性、耐用性有所提升。但滲水管的抗堵性能與灌水均勻度仍需深入研究。②滲灌管道抗壓性小，在使用時會因受擠壓而產(chǎn)生斷水現(xiàn)象。③國內(nèi)滲灌技術(shù)多局限于理論研究與栽培示范，目前該技術(shù)不夠成熟，滲灌設(shè)備急需本地化，在理論與技術(shù)應(yīng)用上都需要繼續(xù)開展深入研究[8]，盡快讓滲灌系統(tǒng)同本地土壤、水質(zhì)類型及主栽作物相匹配。

2.3 微潤灌溉技術(shù)

微潤灌溉是采用高分子半透膜材料制成的一種新型節(jié)水灌溉裝置（即微潤管）[9]，灌溉水在膜內(nèi)外水勢的驅(qū)動下，透過微潤管壁上的微孔孔隙緩慢滲出，輸送至植物根區(qū)的一種灌溉方法[10]，它是一項全新理念的節(jié)水灌溉新技術(shù)。微潤管是由深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司于2007年研制成功，管壁上不僅分布著數(shù)量巨多的微孔，而且孔徑為納米級，已經(jīng)有三代產(chǎn)品（表1）。微潤灌溉技術(shù)具有出水量穩(wěn)定、抗堵塞能力強(qiáng)、安裝和維護(hù)簡單等眾多優(yōu)點[11]，已成為國際領(lǐng)先的仿生型連續(xù)灌溉系統(tǒng)，在干旱半干旱地區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。

微潤灌溉技術(shù)的一個重要特點是它能模擬植物持續(xù)吸水的過程，并以連續(xù)灌溉方式持續(xù)為作物根系補(bǔ)充適量水分，實現(xiàn)了作物吸水與灌溉供水在時間上的同步性，使作物耗水量與田間灌水量相匹配，保障作物始終在最佳灌溉條件下生長，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)[12-13]。其次，微潤灌溉出水量小且穩(wěn)定，不會產(chǎn)生水分滲透、肥料流失、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞等問題，反而使得土壤保持良好的通氣性和充足氧氣，從而利于土壤有效養(yǎng)分的分解，改善作物的營養(yǎng)狀況[14]。此外，微潤灌溉運行不需要外部動力設(shè)備，具有運行成本低，管理方便等優(yōu)勢[15]。目前，關(guān)于微潤灌溉的研究主要集中在出流量和入滲量[16-18]、濕潤體水分運動規(guī)律[19-22]，以及微潤灌溉對玉米、番茄、黃瓜、向日葵等作物生長及產(chǎn)量的影響[23-28]。在微潤灌溉條件下土壤養(yǎng)分運移規(guī)律、對不同種植模式作物生長的影響、對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)、對耗水型作物及作物生長旺盛期的適用性開展的相關(guān)研究均較少[15]，今后應(yīng)加強(qiáng)的這些領(lǐng)域的相關(guān)研究，促進(jìn)該技術(shù)推廣應(yīng)用。

2.4 直插式根灌技術(shù)

直插式根灌是一種依托傳統(tǒng)地面滴灌設(shè)施，采用直插式滲灌滴頭和導(dǎo)水微管把水直接灌溉至一定深度植物根系土壤層的灌溉新技術(shù)[29-30]。實現(xiàn)直插式根灌的主要裝置是“直插式滲灌滴頭”，它的組成部件主要有導(dǎo)水微管、滴頭、接頭和堵頭，其中導(dǎo)水微管由塑料材質(zhì)制成，內(nèi)徑為5～8 mm，長度為30～40 cm；在導(dǎo)水微管下端10 cm范圍內(nèi)的管壁上分布有直徑1.0～1.2 mm的微孔，灌溉水通過導(dǎo)水微管下端的微孔滲入土壤中。由于滲水微孔直徑小，能有效減小土壤顆粒向?qū)Q管的側(cè)向力，防止土壤泥粒進(jìn)入豎管中；同時，每次灌溉結(jié)束后可以排空導(dǎo)水微管中的水分，進(jìn)而避免植物根系向微管中生長。因此直插式根灌具有較強(qiáng)的抗堵性。此外，直插式根灌滴頭安裝簡便，檢修、維護(hù)方便。

直插式根灌技術(shù)將地表灌溉水分導(dǎo)灌至一定深度的土壤層，通過縮短水分入滲路徑，實現(xiàn)水分的越層灌溉，進(jìn)而達(dá)到精準(zhǔn)灌溉的目的。直插式根灌技術(shù)結(jié)合了地面滴灌與地下滲灌的優(yōu)點，有效減少表層土壤水分蒸發(fā)，大幅度提高灌溉水利用效率[29-32]。中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所利用直插式根灌技術(shù)在塔克拉瑪干沙漠公路防護(hù)林、塔里木河下游紅棗生態(tài)經(jīng)濟(jì)林及中衛(wèi)沙坡頭環(huán)保生態(tài)示范基地開展了應(yīng)用試驗，就直插式根灌技術(shù)對土壤層濕潤深度的作用、土壤水分分布狀態(tài)、變化過程、各層土壤水分的消退特征進(jìn)行了分析，取得一定成果[32-35]。目前直插式根灌技術(shù)處于起步階段，尚有許多科學(xué)問題需要進(jìn)一步地深入研究，例如：在土壤水分入滲轉(zhuǎn)化特征、增加土壤濕潤層深度[33]、有效抑制土壤表層水分蒸發(fā)損失[33-35]、提高灌水效率[35]等。

2.5 涌泉根灌技術(shù)

涌泉根灌技術(shù)是吳普特等[36]在陜北山地棗樹種植中綜合考慮滴頭堵塞、地表滴灌蒸發(fā)量大及果樹根系深等實際問題，在滴灌技術(shù)基礎(chǔ)上創(chuàng)造出的一種地下局部灌溉技術(shù)。涌泉根灌技術(shù)是通過地下埋設(shè)的網(wǎng)管將水肥直接輸送至布設(shè)在樹木根部的灌水器進(jìn)行灌溉。涌泉根灌灌水器采用迷宮式流道，流道長、過水?dāng)嗝娲笄夜嗨魍獠坑刑坠鼙Ｗo(hù)，其抗堵塞能力強(qiáng)，使用壽命較長，同時還具有制作簡單，材料價格低廉等優(yōu)勢。而且由于輸水管網(wǎng)和灌水器均埋設(shè)于地下，對耕作影響較小，利于田間管理，適用于根系分布相對較深的果樹灌溉。涌泉根灌技術(shù)對于根系分布相對較深的果樹等經(jīng)濟(jì)林的節(jié)水灌溉具有較高的應(yīng)用價值[37]。

目前相關(guān)學(xué)者在涌泉根灌灌水器材料與水力特性[38-39]、水肥入滲特征與土壤濕潤體特性[40-47]、土壤水氮運移特性[48-51]，以及對作物水分利用、生長及產(chǎn)量等的影響[52-57]方面開展相關(guān)研究，取得一定成效。但在實際應(yīng)用中仍有許多關(guān)鍵技術(shù)需要進(jìn)一步研究，主要包括以下幾個方面：①灌水器外殼在使用過程中柔韌性和強(qiáng)度變差，出現(xiàn)開裂，不僅增加維護(hù)成本，而且抗堵塞能力降低。②在土壤水肥入滲特征等方面，存在研究周期短，缺少長期連續(xù)田間觀測數(shù)據(jù)支持，難以掌握實際土壤水氮運移特性及規(guī)律。③涌泉根灌研究對象與研究模式單一，今后要根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥罈l件、作物生育特征，加強(qiáng)涌泉根灌技術(shù)的田間應(yīng)用研究，探究其在解決灌水均勻度，減少水肥深層滲漏，提高水肥利用率等方面的作用。

2.6 微孔陶瓷根灌技術(shù)

微孔陶瓷根灌是將微孔陶瓷灌水器與供水毛管連接，并埋設(shè)于作物根部附近，灌溉水經(jīng)過供水毛管進(jìn)入微孔陶瓷灌水器中，在灌水器內(nèi)外水勢差的驅(qū)動下實現(xiàn)出流，進(jìn)而直接向作物根部進(jìn)行灌水的一種新型灌溉方式。微孔陶瓷灌水器是借鑒陶罐灌溉節(jié)水節(jié)能的優(yōu)異性能和獨特材料，結(jié)合現(xiàn)代制備工藝，開發(fā)出的一種微孔陶瓷灌水器，灌水器內(nèi)部有相互連通的微米級孔隙，可供灌溉水流通過。微孔陶瓷根灌具有能耗低、抗堵性能強(qiáng)、小流量連續(xù)灌溉等優(yōu)點[58-62]，能為作物生長提供相對穩(wěn)定的土壤水分環(huán)境。

目前，對微孔陶瓷灌水器的制備、結(jié)構(gòu)、性能，以及水分出流機(jī)理、陶瓷灌水器應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)、對作物的影響等方面開展了相關(guān)研究[58-62]。但目前微孔陶瓷根灌技術(shù)研究尚處于初級階段，今后在以下幾方面需繼續(xù)開展研究：①根系生理和代謝研究。微孔陶瓷灌水器為作物全生育期提供穩(wěn)定的土壤水分環(huán)境，深入研究微孔陶瓷根灌技術(shù)下土壤環(huán)境對作物根系呼吸、養(yǎng)分吸收等的影響，以揭示微孔陶瓷根灌技術(shù)對植物生長的影響機(jī)理。②針對不同作物缺乏相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)參數(shù)（包括原料參數(shù)、工藝參數(shù)與灌水器性能參數(shù)）開展研究，為適用于不同作物灌水器的選型、優(yōu)化、設(shè)計、研制提供參考。③研究微孔陶瓷灌水器與植物根系之間的界面相互作用，研究通過微孔陶瓷根灌技術(shù)對植物根系環(huán)境進(jìn)行調(diào)控，以促進(jìn)植物的生長，優(yōu)化根灌效果。

3 地下節(jié)水灌溉技術(shù)的挑戰(zhàn)及未來發(fā)展方向

地下節(jié)水灌溉技術(shù)作為一種高效利用水資源的灌溉方式，雖然在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域取得了一定的成就，但仍然面臨著一些挑戰(zhàn)：①技術(shù)和設(shè)備挑戰(zhàn)。首先，設(shè)計和安裝地下灌溉系統(tǒng)需要專業(yè)知識和技能，包括灌溉系統(tǒng)設(shè)計、管道布局、滴灌器選擇等。其次，滴灌器容易受到水中的雜質(zhì)、土壤中微生物與化學(xué)物質(zhì)的影響，導(dǎo)致堵塞，影響灌溉效果。此外，滴灌器的性能會隨著時間的推移而下降。因此，地下節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用面臨技術(shù)創(chuàng)新與設(shè)備更新升級等挑戰(zhàn)。②水資源和水質(zhì)挑戰(zhàn)。地下滴灌技術(shù)需要穩(wěn)定的水源供應(yīng)，以確保灌溉的持續(xù)性和可靠性；同時，水中的化學(xué)物質(zhì)、微生物和懸浮物質(zhì)可能會影響灌水器的性能。因此對灌溉水源及水質(zhì)進(jìn)行實時監(jiān)測和科學(xué)處理是確保地下灌溉系統(tǒng)正常運行所面臨的又一挑戰(zhàn)。③維護(hù)和管理挑戰(zhàn)。地下灌溉系統(tǒng)的維護(hù)和管理難度大，需要農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者具備相應(yīng)的技術(shù)和知識，才能正確操作和維護(hù)地下灌溉系統(tǒng)。這是地下節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣和普及面臨的又一挑戰(zhàn)。④土壤和植物管理挑戰(zhàn)。為確保植物根系得到適當(dāng)?shù)乃止?yīng)，需要同時掌握土壤水分狀況和作物根系生長及生理情況，來進(jìn)行科學(xué)供水。這是地下節(jié)水灌溉技術(shù)實現(xiàn)提質(zhì)增產(chǎn)所面臨的又一挑戰(zhàn)。⑤能源和經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)。水泵和控制系統(tǒng)一般需要穩(wěn)定的能源來驅(qū)動。此外，地下管道與灌水器的安裝和維護(hù)成本相對較高，對農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的經(jīng)濟(jì)承受能力提出了一定的要求。

為了克服這些挑戰(zhàn)，可以采取相應(yīng)的措施和解決方案。首先，通過技術(shù)培訓(xùn)和知識傳遞，提高農(nóng)民和農(nóng)業(yè)從業(yè)者對地下節(jié)水灌溉技術(shù)的認(rèn)識和理解，促進(jìn)其廣泛應(yīng)用。其次，與水資源管理和分配機(jī)制相結(jié)合，制定相關(guān)政策和措施，以確保水資源的合理利用和公平分配。此外，加強(qiáng)維護(hù)和管理，包括定期檢查和維修灌水器、清洗管道等，確保系統(tǒng)的正常運行。同時，政府和相關(guān)機(jī)構(gòu)可以提供財政支持和補(bǔ)貼，降低地下節(jié)水灌溉技術(shù)的成本，促進(jìn)其推廣和應(yīng)用。最后，加強(qiáng)能源供應(yīng)，確保地下灌溉系統(tǒng)的可持續(xù)運行。通過這些措施可以克服技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理方面的挑戰(zhàn)，推動地下節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

今后地下節(jié)水灌溉技術(shù)需要不斷進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，未來的發(fā)展方向如下：①技術(shù)創(chuàng)新是地下節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。需要加強(qiáng)對設(shè)備和系統(tǒng)的研發(fā)和創(chuàng)新，引入新材料和新技術(shù)，提高其性能和效率，降低成本，以便更多的農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者能夠承擔(dān)并使用這項技術(shù)。同時，還需要加強(qiáng)對地下節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用研究，探索適合不同地區(qū)和作物的灌溉方式和管理方法。②智能化和自動化是地下節(jié)水灌溉技術(shù)未來發(fā)展的主要方向之一。通過引入傳感器、無線通信、遙感技術(shù)等，實時監(jiān)測地下管道的運行狀態(tài)、土壤水分分布和作物需求情況，實現(xiàn)地下節(jié)水灌溉系統(tǒng)的智能化管理和控制，提高灌溉的精確性和效率。③節(jié)能和可持續(xù)性是地下節(jié)水灌溉技術(shù)未來發(fā)展的又一方向。地下節(jié)水灌溉技術(shù)還可以與其他農(nóng)業(yè)資源利用技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)資源的綜合利用和循環(huán)利用。例如，可以將地下節(jié)水灌溉技術(shù)與太陽能和風(fēng)能等可再生能源、雨水收集利用等技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)能源和水資源的綜合利用，減少能源消耗。同時，地下節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展也要注重農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，在技術(shù)應(yīng)用過程中，要減少農(nóng)藥和化肥的使用，注重水資源的合理利用和保護(hù)，采取生態(tài)友好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，保護(hù)土壤和水體的健康，實現(xiàn)可持續(xù)灌溉管理。④數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持也是未來地下節(jié)水灌溉技術(shù)主要發(fā)展方向之一。利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，將灌溉數(shù)據(jù)和植物生長數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建模，為決策者提供科學(xué)的灌溉管理建議，優(yōu)化灌溉效果和水分利用效率。

4 結(jié)語

地下節(jié)水灌溉技術(shù)具有節(jié)水、節(jié)能、提高水分利用效率、減少土壤侵蝕和提高農(nóng)作物產(chǎn)量等優(yōu)勢，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然地下節(jié)水灌溉技術(shù)在實際應(yīng)用推廣中還存在一些不可避免的問題，面臨一些挑戰(zhàn)，但通過技術(shù)創(chuàng)新、智能化和自動化、資源綜合利用以及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面的努力，地下節(jié)水灌溉技術(shù)能夠更好地滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 施坰林. 節(jié)水灌溉新技術(shù)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2007：1-11.

[2] 劉維姣. 看不見的灌溉——“痕量”無痕——訪北京普泉科技有限公司金基石博士[J]. 青?？萍?，2012（3）：58-61.

[3] 李興強(qiáng)，李夢剛，曾玉霞. 淺談地下灌溉技術(shù)存在的問題與處理措施[J]. 南方農(nóng)機(jī)，2019，50（13）：79.

[4] MARTíNEZ-GIMENO M A， BONET L， PROVENZANO G， et al. Assessment of yield and water productivity of clementine trees under surface and subsurface drip irrigation[J]. Agricultural Water Management， 2018，206：209-216.

[5] LI M， SCHMIDT J E， LAHUE D G， et al. Impact of irrigation strategies on tomato root distribution and rhizosphere processes in an organic system[J]. Frontiers in Plant Science， 2020，11：360.

[6] 要家威，齊永青，李懷輝，等. 地下滴灌技術(shù)節(jié)水潛力及機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報（中英文），2021，29（6）：1076-1084

[7] 焦炳忠. 地下滲灌入滲特性及對旱區(qū)棗樹節(jié)水增產(chǎn)效應(yīng)的研究[D]. 銀川：寧夏大學(xué)，2020.

[8] 秦昌旭. 簡析農(nóng)業(yè)滲灌技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用[J]. 南方農(nóng)機(jī)，2021，52（11）：78-79.

[9] 鄒小陽，全天惠，周夢娜，等. 微潤灌溉技術(shù)研究進(jìn)展及展望[J]. 水土保持通報，2017，37（4）：150-155.

[10] 楊文君，田磊，杜太生，等. 半透膜節(jié)水灌溉技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 水資源與水工程學(xué)報，2008，19（6）：60-63.

[11] 薛萬來. 微潤灌溉條件下土壤水鹽運移規(guī)律研究[D]. 咸陽：中國科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心），2014.

[12] 張俊，牛文全，張琳琳，等. 初始含水率對微潤灌溉線源入滲特征的影響[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2014，32（1）：72-79.

[13] 張俊，牛文全，張琳琳，等. 微潤灌溉線源入滲濕潤體特性試驗研究[J]. 中國水土保持科學(xué)，2012，10（6）：32-38.

[14] 朱燕翔，王新坤，楊玉超，等. 細(xì)小泥沙對半透膜微潤管堵塞的影響[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2015，33（9）：818-822.

[15] 鄒小陽，全天惠，周夢娜，等. 微潤灌溉技術(shù)研究進(jìn)展及展望[J]. 水土保持通報，2017，37（4）：150-155.

[16] 邱照寧，江培福，肖娟. 水溫對低壓微潤管出流影響的試驗研究[J]. 節(jié)水灌溉，2015（6）：31-34，38.

[17] 謝香文，祁世磊，劉國宏，等. 地埋微潤管入滲試驗研究[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，51（12）：2201-2205.

[18] 祁世磊，謝香文，邱秀云，等. 低壓微潤帶出流與入滲試驗研究[J]. 灌溉排水學(xué)報，2013，32（2）：90-92.

[19] 張珂萌，牛文全，薛萬來，等. 間歇和連續(xù)灌溉土壤水分運動的模擬研究[J]. 灌溉排水學(xué)報，2015，34（3）：11-16.

[20] 薛萬來，牛文全，羅春艷，等. 微潤灌溉土壤濕潤體運移模型研究[J]. 水土保持學(xué)報，2014，28（4）：49-54.

[21] 牛文全，張俊，張琳琳，等. 埋深與壓力對微潤灌濕潤體水分運移的影響[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2013，44（12）：128-134.

[22] 薛萬來，牛文全，張俊，等. 壓力水頭對微潤灌土壤水分運動特性影響的試驗研究[J]. 灌溉排水學(xué)報，2013，32（6）：7-11.

[23] 何玉琴，成自勇，張芮，等. 不同微潤灌溉處理對玉米生長和產(chǎn)量的影響[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012，33（4）：566-569.

[24] 魏鎮(zhèn)華，陳庚，徐淑君，等. 交替控水條件下微潤灌溉對番茄耗水和產(chǎn)量的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報，2014，33（Z1）：139-143.

[25] 于秀琴，竇超銀，于景春. 溫室微潤灌溉對黃瓜生長和產(chǎn)量的影響[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（7）：159-163.

[26] 董瑾. 新型節(jié)水設(shè)備及其在溫室草莓上的應(yīng)用效果對比[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2013，3（S2）：27-30.

[27] 田德龍，鄭和祥，李熙婷. 微潤灌溉對向日葵生長的影響研究[J]. 節(jié)水灌溉，2016（9）：94-97，101.

[28] 韓慶忠，向琳，王功名，等. 三峽庫區(qū)臍橙園微潤灌溉的初步應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代園藝，2013（21）：18-19.

[29] 杜虎林，馮起，石新根，等. 直插式根灌節(jié)水裝置設(shè)計及應(yīng)用示例[J]. 灌溉排水學(xué)報，2021，40（S1）：65-71.

[30] 杜虎林，劉榮國，馬振勇，等. 直插式根灌技術(shù)的研究與應(yīng)用[J]. 節(jié)水灌溉，2017（4）：73-78.

[31] 馬振勇，杜虎林，劉榮國，等. 沙坡頭區(qū)直插式根灌條件下土壤水分變化分析[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2017，25（1）：104-117.

[32] 唐衛(wèi)東，嚴(yán)子柱，李得祿，等. 民勤沙區(qū)生態(tài)經(jīng)濟(jì)林直插式根灌節(jié)水效應(yīng)研究[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2016（20）：59-61.

[33] 杜虎林，王濤，肖洪浪，等. 塔里木沙漠公路防護(hù)林帶根灌節(jié)水試驗研究[J]. 中國沙漠，2010，30（3）：522-527.

[34] 杜虎林，鮑忠文，金小軍，等. 塔里木沙漠公路防護(hù)林滴灌水分利用效率分析[J]. 中國沙漠，2012，32（2）：359-363.

[35] 史學(xué)斌，鮑忠文，杜虎林，等. 塔里木河下游農(nóng)田根灌與滴灌條件下土壤蒸發(fā)試驗研究[J]. 節(jié)水灌溉，2012（6）：17-21.

[36] 吳普特，朱德蘭，汪有科. 涌泉根灌技術(shù)研究與應(yīng)用[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2010，28（4）：354-357，368.

[37] 何振嘉，范王濤，杜宜春，等. 涌泉根灌節(jié)水灌溉技術(shù)特點、應(yīng)用及展望[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2020，36（8）：287-298.

[38] 張志華，朱德蘭，李向明，等. 涌泉根灌灌水器外套材料配方試驗研究[J]. 節(jié)水灌溉，2013（11）：1-3，8.

[39] 牛文鵬，朱德蘭，黨思思，等. 涌泉根灌灌水器螺紋流道水力特性研究[J]. 節(jié)水灌溉，2011（12）：13-15.

[40] 趙新宇，胡羊羊，彭江涌，等. 灌水流量對涌泉灌及涌泉根灌濕潤體影響的研究[J]. 節(jié)水灌溉，2021（11）：71-73，82.

[41] 何振嘉，傅渝亮，王博，等. 涌泉根灌不同濃度肥液入滲特性及土壤濕潤體模型研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2018，34（24）：90-99.

[42] 陳俊英，吳普特，朱德蘭，等. 不同配套產(chǎn)品對涌泉根灌土壤濕潤體特性影響[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2013，31（9）：805-810，828.

[43] 何振嘉，溫鵬飛. 不同流量涌泉根灌點源入滲濕潤體特性研究[J]. 西部大開發(fā)（土地開發(fā)工程研究），2018，3（3）：35-41.

[44] 劉風(fēng)華，代智光，費良軍. 容重對紅壤條件下涌泉根灌水分入滲能力影響[J]. 水土保持學(xué)報，2019，33（1）：86-90，97.

[45] 牛文全，樊曉康，陳俊英. 初始含水率對涌泉根灌土壤滲透特征的影響[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2012，30（4）：491-496.

[46] 何振嘉. 肥液濃度對涌泉根灌濕潤體點源入滲影響研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2018（12）：35-40.

[47] 劉珂瑤，吳普特，朱德蘭，等. 套管長度和灌水器流量對涌泉根灌入滲特性的影響[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2023，41（2）：209-216.

[48] 費良軍，傅渝亮，何振嘉，等. 涌泉根灌肥液入滲水氮運移特性研究[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2015，46（6）：121-129.

[49] 何振嘉，傅渝亮. 涌泉根灌濕潤體水氮運移特性試驗研究[J]. 排灌機(jī)械工程學(xué)報，2019，37（1）：73-79.

[50] 何振嘉. 涌泉根灌下灌水器埋深對水氮運移特性影響的研究[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2019（6）：104-110.

[51] 何振嘉，史仝樂，傅渝亮，等. 灌水器間距對涌泉根灌雙點源交匯入滲水氮運移特性影響研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2022，24（5）：157-169.

[52] 何振嘉，李曉. 不同水肥條件對涌泉根灌棗樹葉面積和產(chǎn)量的影響[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（17）：63-66.

[53] 何振嘉，傅渝亮. 涌泉根灌條件下覆蓋方式對棗樹土壤水分動態(tài)變化及產(chǎn)量的影響[J]. 中國農(nóng)村水利水電，2018（9）：85-89，100.

[54] 何振嘉，吳萌. 黃土高原區(qū)涌泉根灌棗樹作物系數(shù)與耗水規(guī)律研究[J]. 灌溉排水學(xué)報，2018，37（S2）：5-9.

[55] 何振嘉. 涌泉根灌條件下灌水定額對棗樹土壤水分動態(tài)變化及水分利用的影響[J]. 灌溉排水學(xué)報，2018，37（S2）：45-49

[56] 車銀偉，林佳，胡田田，等. 涌泉根灌對山地梨棗產(chǎn)量形成及水分利用的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，40（1）：177-182.

[57] 李哲，費良軍，尹永樂，等. 涌泉根灌下陜北山地蘋果作物系數(shù)確定與蒸散量估算[J]. 水資源與水工程學(xué)報，2022，33（2）：209-215.

[58] 劉瑩. 微孔陶瓷根灌對作物生長及產(chǎn)量的影響[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2021.

[59] 韓夢雪. 水肥一體化微孔陶瓷根灌對枸杞生長及產(chǎn)量的影響[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2021.

[60] 姚春萍. 微孔陶瓷根灌毛管水力設(shè)計與灌水器堵塞研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2021.

[61] 姚圣俞，張林. 基于耗水和光合特性的微孔陶瓷根灌溫室番茄增產(chǎn)機(jī)理研究[J]. 節(jié)水灌溉，2022（7）：7-14.

[62] 韓夢雪，張林. 施肥方式和施氮量對枸杞微孔陶瓷根灌土壤水氮分布的影響[J]. 節(jié)水灌溉，2021（1）：60-64.