節水灌溉技術在設施農業中的應用

張振振

（本溪滿族自治縣農業綜合發展服務中心，遼寧 本溪 117100）

隨著農業科學技術的快速發展，設施農業生產越來越普及。以精準灌溉和按需灌溉為主的機械節水灌溉技術，在設施農業生產中得到廣泛應用，使灌溉水利用率得到有效提升，對改善農作物品質和提高農作物產量具有重要的現實意義。當前，機械節水灌溉技術及相關機械已成為設施農業生產中必不可少的裝備。

1 節水灌溉技術體系

節水灌溉根據供水條件和作物需水規律，精確控制灌溉用水量，有效提高灌溉水的利用效率，經濟效益、社會效益和生態效益顯著。從廣義來說，凡是能提高灌溉水利用率和效率的技術措施，均屬于節水灌溉技術體系的內容。節水灌溉技術體系的組成見圖1。

圖1 節水灌溉技術體系Figure 1 Water-saving irrigation technique system

2 設施農業應用節水灌溉技術的必要性

在我國北方地區，主要利用設施農業生產反季蔬菜、花卉等。溫室為半封閉的生態體系，濕度較高、風速較弱，土壤、水分、植物和空氣之間形成較為封閉的循環模式，環境的相對濕度較高，容易誘發多種病蟲害。同時，灌溉是設施農業生產中唯一的水資源來源，灌溉用水的消耗量較大，水利用率較低，導致我國水資源短缺的危機加劇。

以噴灌和微灌為主的機械節水灌溉技術，能夠精準控制作物的灌溉量，實現按需灌溉，可有效降低溫室內的相對濕度，提升灌溉水的利用率和生產率。

3 設施農業節水灌溉技術

目前，應用于設施農業的節水灌溉技術主要有噴灌技術、微灌技術、低壓管道輸水灌溉技術。其中微灌技術又分為滴灌、微噴、小管出流灌、滲灌等形式。

3.1 噴灌技術

噴灌技術利用設備（動力機、水泵、管道等）或水的自然落差對水進行加壓、霧化并噴灑在土壤表面，是較為先進的節水灌溉技術之一。噴灌系統由水泵、動力機械、管道及噴頭組成，布置方式有固定、半固定式、移動式三種，其中半固定式應用較多。

噴灌技術有以下優點：1）不產生深層滲漏和地面徑流，減少灌溉用水量；2）減少田間渠道占地，土地利用率高；3）調節設施內的溫度和濕度，減少病蟲害發生機率。

噴灌技術的缺點有：1）受風力影響較大。2）蒸發損失相對較大；3）設備及工程投資費用較大；4）大型噴灌設備結構復雜，操作及維修技術要求高。

3.2 低壓管道輸水灌溉技術

低壓管道輸水技術是一種地面灌溉技術，其利用低壓輸水管道將水輸送至田間，可有效減少水分滲漏和蒸發損失，其系統結構及組成見圖2。在溫室生產中，管道灌溉可與其他灌溉系統結合使用。

低壓管道輸水灌溉技術有以下優點：1）以管代渠，減少土渠占地，一般可減少占地2%左右；2）輸水速度快，省時省力；3）設備安裝簡單，投資少，運行費低；適應性強，不受地塊大小和作物種植方式的限制；4）不堵塞，對水質要求不高。

低壓管道輸水灌溉技術的缺點有：1）灌溉效率低，無法準確控制灌水量；2）不能隨灌溉施用肥藥。

3.3 微灌技術

微灌為一種局部灌水技術，是目前節水效果最好的灌溉技術。微灌利用低壓管道系統精確地將水、肥輸送到作物根區土壤，可滿足作物根系的蓄水要求，改善空氣濕度。但微灌的設施投入比較大，管理要求非常精細。

3.3.1 滴灌滴灌通過安排在管道上的滴頭，緩慢地將水準確、均勻地滴入作物根區的土壤，是最先進的溫室灌溉方式之一。設施農業滴灌技術體系主要包括水源工程、日光溫室（或塑膜大棚）、灌溉首部樞紐（水泵、控制設備、施肥設備、過濾設備）、輸水管道、灌水器。滴灌系統的結構及組成見圖3。

圖3 滴灌系統結構示意圖Figure 3 Structural diagram of drop irrigation system

滴灌技術的地表土壤蒸發量小，用水精確、均勻，節水效果顯著。同時，其能夠改善溫室的濕度、溫度條件及土壤的水熱氣狀態。滴灌結合覆膜進行膜下灌溉，能夠使作物棵間水資源的蒸發量得到明顯減少，確保環境的濕度。

3.3.2 小管出流小管出流灌溉技術利用直徑4 mm的小塑料管與毛管連接作為灌水器，以細流（射流）局部濕潤作物附近土壤，是一種局部灌溉方式。其特點是抗堵塞性能強、澆地效率高、管理方便。

3.3.3 滲灌滲灌是一種地下微灌形式，利用埋入地表下30～40 cm的地下管道，使壓力水以滲流的形式濕潤作物周圍的土壤。其將滲灌管埋在地下，灌溉水直接送入作物根層土壤，灌溉速度較為緩慢，減少地表水蒸發和水土流失；據作物生長的需水量灌溉，使作物根部有足夠的水資源；灌溉合理均勻，用水量最少，水肥利用率最高。但其埋于地下的設備施工麻煩，不便于管理且投資大。

4 結語

近年來，以滴灌和微噴灌為主的機械節水灌溉設施，在干旱少雨地區應用廣泛。空間信息技術和計算機模擬技術的發展，為節水灌溉技術的自動控制提供了技術基礎。精量灌溉在我國設施生產中有很大的發展空間，是節水灌溉工程技術的發展趨勢。