錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術的創新與應用

程赟　郭小軍

[摘要]山陽縣發明了錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術，技術創新點是，把錐子上的針頭換裝成鋼針，用打火機加熱鋼針，在PE管上手工刺出朝向作物根系的小孔，形成多孔微噴管。該技術經過核桃園節水灌溉技術的實踐，技術是成熟的，可以在廣大衣村或通過院校進行大面積推廣。

[關鍵詞]錐針刺小孔PE微噴管；節水灌溉技術，創新與應用

[中圖分類號]S275 [文獻標識碼]B [文章編號]1672-5158（2013）06-0291-01

一、錐針刺小孔PE微噴管的創新背景

山陽縣高壩店鎮寺溝村錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉工程，是利用2010年度省級農業綜合開發項目資金，原由楊凌秦川節水灌溉設備工程有限公司按滴灌設計，后在施工中因地制宜，創新改進為錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術。工程總面積144畝，分布在寺溝村牛房灣組三角下、三組十畝地、吳家垣三處。其中牛房灣組三角下32畝，三組十畝地47畝，吳家垣65畝。種植作物為核桃，行距5m，株距4m，共4630株。水源利用截滲壩收集寺溝季節溝水和50m³蓄水池，采用重力自壓式微噴管灌溉，主、支管道采用埋地，錐針刺小孔PE微噴管采用水泥混凝土柱架空。埋設主管道三條DN63PE管總長3500m，支管道地面明設DNSOPE管總長1500m，水泥柱架設DN32PE管總長3400m，水泥柱架設DN25PE管總長4700m，水泥柱架設DN20PE管總長1300m，竣工決算24.7萬元。比原設計40萬元節省15.3萬元。且因改滴灌為PE微噴管，避免了滴灌灌水器易堵塞的缺點。

二、國內外微灌及微噴帶技術介紹

（一）微灌：是利用微灌設備組裝成微灌系統，將有壓水輸送分配到田間，通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種局部灌水技術。這種灌水技術，具有以下特點：①灌水流量小，水的利用率高。微灌一般比地面灌溉省水1/3-1/2，比噴灌省水15%～20%。②工作壓力低，節省能源。微灌一般的工作壓力為0.05-0.15MPa，工作水頭為7-10m。③對土壤及地形適應性強。微灌只是局部濕潤，不受地形、土壤條件的限制，灌水均勻，可達80-90%以上，能有效調節土壤中的水、肥、氣、熱狀況，為作物提供良好的環境。④可結合灌水施肥，增產明顯。因水肥適時，一般較其他灌水方法增產30%。⑤適于咸水地區。

（二）微噴帶：微噴帶又稱多孔管、噴水帶、噴灌帶、微噴灌管，是在可壓扁的塑料軟管上采用機械或激光直接加工出水小孔，進行滴灌或微噴灌的節水灌溉設備。將每組3個出水孔、5個出水孔或更多出水孔的微噴帶直接鋪設在地面，直射在空中的水流就能形成類似細雨的微噴灌效果。

（三）滴灌帶：滴灌帶發展較快，各個廠家有售。滴灌帶特點：迷宮流道及滴孔一次真空整體熱壓成型、粘合性好，制造精度高；紊流態多口出水，抗堵塞能力強；迷宮流道設計，出水均勻，可達85%以上，鋪設可達80m；重量輕，安裝管理方便，人工安裝費用低。可繞垅彎曲鋪設，操作方便。

三、錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術方案

為什么要發明錐針刺小孔PE微噴管？在實施這項工程過程中，我們做了調查和考查，并充分論證錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術的可行性、技術先進性：①在工程設計和廠家考察中，淘汰了大田噴灌灌水方式，原因是使用水量大，不省水；核桃主要是樹根需要水，大田噴灌大部分水灑在了不是根系的位置，大量浪費水，不屬于局部灌溉技術，節水效果相對較差。還淘汰了微噴灌灌水方式，原因是也有水灑在了不是核桃樹根的地域，也有浪費水之嫌；另有微噴頭易丟失，移動式的收拆頻繁，固定式易被破壞。也曾經考慮過滴灌，雖然可以省水，滴灌頭或其它灌水器容易堵塞，滴灌軟管使用壽命短，群眾見不到明水不易接受。綜合以上幾種技術方案，最終選用市場上較常見的PE管制作多孔微噴管方案為最佳方案。②田間灌水設施不用廠家的噴灌帶，改塑料軟帶為PE管。我們認為購賣國內微噴帶，便宜，微噴帶折徑N45（合DN29）出廠價0.21元/m；微噴帶折徑N120（合DN76）出廠價1.8元L/m；使用壽命廠家定為三年，因壓力大小突變次數多，但實際在使用一年之后，眼周圍有破損，軟管個別地方有縱向破裂，影響使用壽命；PE管埋地使用壽命可達50年，不埋地受熱脹冷縮和凍融影響，如果固定不動，能管十年。但微噴帶一次性投資小使用壽命短，PE管一次性投資大使用壽命長。使用了PE管，提高了使用壽命，政府投資工程不便于過兩三年又投資。③噴灌帶在廠家是用機械或激光在軟帶上打孔的，廣大農村PE管制成多孔噴灌管如要成孔，用機械和激光的話，技術難度大。工程技術人員通過試驗，用上鞋底和鞋幫引針線用的木把錐子，在文具用品店都可以買到，即裝訂帳本用的錐子，下掉原金屬針棒，安裝上小號縫衣針（即銹花針），用防風打火機加熱，成孔直徑約0.4至1mm，簡單易行，操作簡便，一次成型。注意不能用2號針或1號針、縫被針，成孔會太粗，形成股狀水流。④加熱針刺小孔微噴PE管施工時，針孔因是加熱融化形成，孔周圍不易破損，解決了軟帶噴灌帶孔易破損的問題。⑤在毛管固定的情況下，有選擇性的加熱針刺小孔，朝向核桃樹的方向，其它的方向不刺小孔，從而達到節水的效果，不需要灌溉的地方不刺孔，這比購買的微噴帶具有不可比擬的優越性。⑤在施工時，將帶有微噴PE管的毛管，每隔15m綁扎在離地面1米高的混凝土樁上，保證微噴PE管最低位置高于地面15cm，一是避免霧化水汽太高飛走和蒸發散失過多，二是固定不動防風吹動因搖晃降低使用壽命。⑦在本工程中，經過試驗和水力計算，因單孔流量小，總灌水用水量相對少，蓄水池下的微唧PE管全開，所灌的144畝核桃樹4630株，三天一個周期內灌完。計劃濕潤層深為1m，用時72h。

通過施工，總結針孔微噴PE管的特點：①針孔PE管微噴灌水技術，跟微噴帶灌水技術大同小異，不同的是打眼技術前者可以讓老百姓自己掌握，便于讓百姓接受；后者是工廠生產，且使用壽命偏短，重復投資周期短。②針孔PE管微噴灌水技術，因可靈活靶向刺孔，實現靶向針刺小孔的噴水方向，可以在不需要灌溉的地方不刺眼。比定型成孔微噴帶省水。③流量小，流量、工作壓力界于微噴灌和滴灌之間。微噴灌的單個噴頭流量在0.03-0.1m³/h，工作壓力為0.18-0.28MPa，射程2-4m。滴灌工作壓力：0.020-0.250 MPa；流量：0.002-0.003 m³/h。針孔PE管微噴灌，工作壓力為0.1-0.2MPa上下，流量：0.00014 m³/m_h。④對土壤及地形適應性強。局部濕潤，灌水均勻，可達80-90以上，能有效調節土壤中的水、肥、氣、熱狀況，為作物提供良好的環境。⑤省水、省工、節能。還可以通過灌水系統施肥。⑥可以像微噴灌和滴灌那樣進行水力計算。

四、結論與建議

錐針刺小孔PE微噴管節水灌溉技術，工作壓力、用水量大小、適用范圍、灌水方法屬于微灌的微噴灌和滴灌之間。施工時在PE管上用防風打火機加熱銹花針，手工稍用力刺小孔形成多孔微噴管的節水灌溉技術，還可以把使用范圍推廣到所有適用微噴灌和滴灌的范圍，適用多種蔬菜、花卉、草坪、果樹、小麥等作物的灌溉，和用于大棚降溫、場所防塵等。因靶向給水，不同作物比微噴灌省水60%以上。綜合考慮給出如下建議：（1）、每延米DN20管針刺小孔PE管比同樣粗細折徑32的軟管微噴帶造價會高出，倍以上，但DN20管針刺小孔PE管一次性投資可管10年，而軟管微噴帶10年內需更換3次，造價幾乎相當或略高些。（2）、外露PE管可適當考慮在不是灌溉季節包裹起來，可以延緩使用壽命。（3）、打火機加熱針刺小孔PE管微噴管灌水技術，經過核桃園節水灌溉技術的實踐，是成熟的技術，可以在廣大農村或通過院校發展推廣。