大田膜下滴灌技術與應用研究分析

【摘 要】膜下滴灌技術已在生產上大面積推廣應用，取得了顯著的經濟效益，社會效益和生態(tài)效益。

【關鍵詞】膜下滴灌技術；需水規(guī)律和灌溉制度；棉花膜；應用研究；效果及效益

The Daejeon drip irrigation technology and applied research

Wang Xin-mei

(Experiment Station of the Xinjiang Production and Construction Corps irrigation Urumqi Xinjiang 830002)

【Abstract】Drip irrigation technology has been in production in large scale applications， has achieved significant economic， social and ecological benefits.

【Key words】Drip irrigation technology;Water requirement and irrigation system;Cotton membrane;Applied research;Effects and benefits

通過多年來對棉花膜下滴灌技術進行系統(tǒng)全面的試驗研究和應用，在棉花膜下滴灌需水規(guī)律和灌溉制度、滴灌高效施肥施藥技術、膜下滴灌在鹽堿地上的應用技術、棉花膜下滴灌配套栽培技術、棉花膜下滴灌效果及效益等方面取得了很好的研究成果，節(jié)水率達到50%，增產15%以上，氮肥生產率提高50%以上。目前膜下滴灌技術已在生產上大面積推廣應用，取得了顯著的經濟效益，社會效益和生態(tài)效益。

主要研究結果如下：

1. 棉花膜下滴灌條件下的需水規(guī)律和灌溉制度

1.1 棉花膜下滴灌土壤水分運動規(guī)律。

通過對不同滴頭流量、滴水量條件下不同土壤的濕潤峰研究得出：

（1）滴頭流量的增大，可使土壤的濕潤寬度增大，而滴水量的增加，不僅能使?jié)駶檶挾仍龃?，濕潤深度也明顯增加。

（2）對重壤土和中壤土，滴頭流量不應大于3L/h，可以避免產生地面徑流。地表濕潤峰直徑可達0.90～1.4m。在重壤土上，滴頭間距選用0.50～0.60m即可，中壤土上，滴頭間距，選用0.40～0.50m較經濟。

（3）砂土濕潤寬度較小，在不產生深層滲漏情況下（滴頭流量3～4L/h），地表濕潤直徑僅為0.35m左右。水分運動主要以垂直入滲形式濕潤土壤，因此滴頭間距不宜大于0.3m。

1.2 膜下滴灌棉花生育期耗水量。

棉花生育期耗水量不僅與棉花種植密度有關，還與氣象條件及土壤水分狀況有關，經過三年不同氣象條件下的試驗研究，當土壤含水率適中時，膜下滴灌棉花全生育期耗水量在300～353之間，花鈴期耗水率最大，平均為3.98mm/d。

1.3 灌溉制度。

棉花膜下滴灌適宜灌溉制度參數(shù)（較弱）為灌溉定額3000～3300m3/hm2，花鈴期灌水定額39m3/hm2左右，蕾期300m3/hm2，苗期和吐絮期225m3/hm2左右，灌水周期為花鈴期6天左右，蕾期10天左右，苗期和吐絮期15天左右，生育期灌水次數(shù)10～12次。

1.4 計劃濕潤深度。

在適宜灌溉制度下，膜下滴灌棉花的最大濕潤深度為0.6m，而溝灌一般在1.0m以下。

1.5 濕潤比。

田間直接測定濕潤比難度較大，受到滴頭流量、滴水量及土壤空間變異的影響。利用大量土壤水分測定結果，通過土壤水分平衡關系反推出土壤水分適宜情況下的平均濕潤比為53%。

1.6 干旱診斷指標。

用中子儀的進行干旱診斷，以土壤耗水率ETP與某時刻土壤耗水率ETa的比值作為診斷指標，當苗期ETP/ETa達到0.45時，就應該灌水，蕾期為0.65，花鈴期為0.8~0.9。

用烘干法或張力計測定土壤水分進行干旱診斷，苗期土壤水分上下限宜控制在田間持水量的50～70%，蕾期控制在60～80%，花鈴期控制在65～85%，吐絮期控制55～75%，可較好滿足棉花各生育期對水分需求。

2. 棉花膜下滴灌高效施肥、施藥和化控技術

利用滴灌系統(tǒng)進行施肥、施藥和化學調控可有效提高肥料、農藥和生長調節(jié)劑的利用率。節(jié)約肥、藥費用及機力費和人工費。

（1）水、肥耦合試驗結果，在中上肥力條件下，以灌溉定額3000～3300m3/hm2，每公傾施純N180～225Kg，N：P2O5：K2O=1:0.3～0.4:0.1～0.12的水肥耗合效益最佳，在滴灌配套技術合理情況下，可使皮棉產量達到2250Kg/hm2左右。

（2）通過滴灌和溝灌氮肥產出效率分析，滴灌氮肥生產率比溝灌提高52.5%，肥料產出效率增加十分顯著。

（3）多效唑（PP333，有效含量15%）是一種適合于隨水滴施，而且價格低廉，效果顯著的植物生長調節(jié)劑?？s節(jié)安作為一種有效的葉面噴施植物生長調節(jié)劑，其易被土壤固定的特性決定了不適合隨水滴施。

（4）干播濕出棉田，滴出苗水時，隨水滴施多效唑（有效含量15%）30～60g/hm2，蕾期75～120g/hm2，打頂后225～300g/hm2，實施旱調輕控，可獲得較理想的株型。

（5）滴灌棉田的蟲害防治應以預防為主，防治結合，盡量靠天敵滅久殺害蟲，隨水滴施高效磷和氧化樂果900g/hm2，對棉花主要害蟲蚜蟲等有良好的防治作用。如果蟲害十分嚴重，隨水滴施久效磷1500～1800g/hm2，可獲得很好的滅蟲效果。

3. 棉花膜下滴灌技術在鹽堿地上的應用研究。

通過對膜下滴灌在重鹽堿地（總鹽含量4%左右）上的脫鹽效果試驗和棉花膜下滴灌技術在鹽堿地（鹽分含量1.23～1.76%）上的應用效果看出：

（1）采用膜下滴灌技術脫鹽不僅能獲得良好的脫鹽效果，而且用水量比淹灌脫鹽明顯減少。在地下水埋深5m時，棉花苗期累計滴水1215m3/hm2，0～0.4m土層鹽分已從4%左右脫到1%以下。滴灌總滴水量6273～9417m3/hm2，可使重鹽堿土0～1.5m土層脫鹽率達22～40%。

（2）在地下水埋深較小的地區(qū)，應首先解決好排水問題，才能充分發(fā)揮滴灌脫鹽效果。

（3）在鹽堿含量小于2%的鹽堿地上采用棉花膜下滴灌技術，可加快土壤改良進程，并取得較好的經濟效益。

4. 棉花膜下滴灌配套栽培技術

4.1 膜下滴灌對棉花生長發(fā)育的影響。

4.1.1 棉花生育過程加快。

通過生育進程調查，膜下滴灌棉花生育期較溝灌提前4～7天。

4.1.2 有利于棉花早出苗、出全苗。

滴灌采用干播濕出，播前土壤水分少，地溫回升快，可提早播種、出苗，同時，滴灌水量不受地形高低影響，土壤水分較均勻，有利于棉花出全苗。據調查，膜下滴灌采用干播濕出，棉花出苗率一般都在90%以上，而且出苗整齊。

4.1.3 促進棉株前期生長。

由于膜下滴灌棉花根層土壤水分適中，土壤溫度高，水熱條件好，促進了棉花前期生長速度加快，棉花株高、葉片數(shù)、蕾數(shù)的生長均比溝灌快。

4.1.4 有利于棉花中后期生長發(fā)育。

膜下滴灌是一種控制灌溉技術，生育期施肥是利用首部施肥罐，通過封閉管網和灌水同步進行，可以將棉花各生育時期所需的水和養(yǎng)份適時，適量地供應給棉花根部附近土壤。因此，水、肥的有效利用率高，土壤疏松不板結，土壤通透性好，為棉花的中后期生長創(chuàng)造了良好的水、肥、氣、熱環(huán)境。有利于棉花中后生長發(fā)育。

4.1.5 提高棉花品質。

通過棉花考種，膜下滴灌棉花的單鈴重、衣分、纖維長均較溝灌棉花有所提高。

4.1.6 膜下滴灌對棉花根系生長的影響。

（1）棉花膜下滴灌根系總量特點。

膜下滴灌棉花苗期根量比溝灌平均減少22.3%，蕾期平均減少5.9%，進入開花結鈴期，滴灌棉花根系發(fā)育量超過了溝灌棉花，平均增加3.4～4.4%。

（2）棉花膜下滴灌根系垂直分布特點。

膜下滴灌和溝灌棉花主根的最大分布深度均可達到1.6m，因此，根系最大深度二者沒有明顯差別。但膜下滴灌棉花側根重直分布與溝灌棉花不同。據測定，溝灌棉花0～0.2m土層根系分布量占總根量的25.5%，0～0.4m為55.1%，0～0.6m為82.2%，膜下滴灌棉花三個層次的側根分布占總根量分別為48.4%、91.5%和95.6%；比溝灌分別增加22.9、36.4和13.4個百分點。

4.2 棉花膜下滴灌增產機理。

4.2.1 滴灌為棉花生長創(chuàng)造了良好的土壤水分環(huán)境。

4.2.2 滴灌棉花水、肥的有效性高，有利于根系吸收利用。

4.2.3 棉田土壤團粒結構保持較好。

4.2.4 前期增溫作用為棉花生長創(chuàng)造良好溫度環(huán)境。

4.2.5 滴灌棉花的干物質積累增多。

4.2.6 膜下滴灌加快了棉花生育進程，延長棉花的較高光合時間。

4.2.7 膜下滴灌棉株的成鈴特點有利于形成高產。

（1）滴灌棉花第一果節(jié)的平均成鈴率比溝灌棉花提高13.3～14.0%，其中1～3果枝滴灌棉花成鈴率為75～92.5%，溝灌田棉株為70～82.5%；4～10果枝第一果節(jié)成鈴率滴灌田為36.5%，溝灌田為21.1%。

（2）滴灌棉株第2果節(jié)成鈴率較溝灌田提高，滴灌棉花1～10果枝第2果節(jié)的平均成鈴率為9.8～10.5%。比溝灌棉株第2果節(jié)成鈴率高43.8～48.5%。

5. 棉花膜下滴灌效果及效益

（1）節(jié)水效果。

棉花膜下滴灌節(jié)水效果十分顯著，平均節(jié)水率達53.96%；滴灌水產比（單方水產籽棉）平均為1.61Kg/m3，溝灌水產比平均0.62Kg/m3，滴灌比溝灌提高159.7%；滴灌水效益（單方水生產產值）平均為5.64元/m3，溝灌水效益平均為2.18元/m3，滴灌比溝灌提高158.7%。

（2）增產效果。

通過多年來的試驗和生產應用，棉花膜下滴灌較溝灌增產18.4～39.0%，籽棉單產增幅為870.0～1411.5Kg/hm2，平均增產籽棉1031.88Kg/hm2，增產效果十分顯著。

（3）保土保肥效果。

膜下滴灌可有效避免土、肥流失，其保土保肥作用在大坡度地區(qū)更加顯著。

（4）降低生產成本。

棉花膜下滴灌可有效降低生產成本，主要表現(xiàn)在節(jié)水、節(jié)地、省工、省機力、提高肥效的效果上，通過試驗和應用團場大面積調查，膜下滴灌平均可降低棉花生產成本1333.6元/hm2。

（5）增加管理定額，提高勞動生產率。

棉花膜下滴灌技術是棉花覆膜栽培和滴灌技術的有機合，并配以膜上點播、隨水施肥、施藥、化挖等技術，灌溉效率和勞動生產率高，田間人工作業(yè)（包括定苗、除草、灌溉、施肥、修渠、平埂、病蟲害防治等）和機械作業(yè)農事活動大大減少，人工管理定額可大幅度提高。采用常規(guī)灌溉，一個職工最多只能管理2hm2棉花，而采用膜下滴灌技術，一個職工可以管理到5.3～6.67hm2，有利于充分發(fā)揮規(guī)?；洜I效益，有效緩解普遍存在的地多人少的矛盾，使職工增收，團場增效。