現代農業背景下的微潤灌溉

周仕會

摘 要：當前，我國農業面臨的缺水問題，主要采取節水措施予以解決，灌水方法的好壞直接影響水利用系數。目前，滴灌、微灌、低壓管道灌溉技術的應用大大提高了用水效率。

關鍵詞：灌水 節水 農業

有位科學院院士曾提出了“控制性作物根系分區交替灌溉”的新方法，采用控制性根系分區交替灌溉，能夠減少棵間蒸發和作物蒸騰耗水，達到節水的目的。我國在上世紀70年代年引入了滴灌技術，且得到了快速發展，滴灌與覆膜種植結合的膜下滴灌技術，已應用到了多種農作物的種植上。理想的節水灌溉模式包括：在盡量大范圍和任意小流量的情況下，實現灌溉均勻穩定；加入肥料、農藥，灌溉均勻穩定；無論地上還是地下都能實現均勻灌溉；長時間運行后，仍能實現灌溉的均勻穩定性。灌水方式可分為局部灌溉和全面灌溉，目前研究和應用的節水灌溉技術大部分屬于局部灌溉。筆者所在的攀枝花市鹽邊縣紅格提灌站主要服務鹽邊縣益民鄉，我們單位是梯級泵站，五個梯級，灌溉土地3萬多畝，一年的抽水量在1千萬立方米左右，這個地區的土質是沙土，不保水。政府曾在節水工程上大力引進，但效果不是很理想，仍處在探索實踐中。我地區暫沒有大型蓄水池，各家村民地周邊自建有小型蓄水池，目前采用的灌溉方式：沿堰渠周邊引水到畜水池滴灌或直接灌溉。節水灌溉技術經過多年的發展，形成了種類形式多樣的灌溉技術，筆者認為微潤灌溉作為一項相對較新的技術值得

借鑒。

一、微潤灌溉的工作原理。滴灌系統耗能巨大，提水過程耗能而且需要配套設施，如電機、控制器、水泵等設備。在遠離水源、電力缺乏的灌溉地區，體現不出優勢，微潤灌溉在這些地區能夠體現出高節水、低能耗的優勢。微潤灌溉是一種連續的微灌技術，微量的水緩慢向土壤滲透進行灌溉，能夠使土壤保持一定的濕潤性，是一種新型地下精準灌溉方式，屬于局部灌溉。微潤灌溉不同與滴灌，管道上沒有固定的滴頭作為灌水器，而是在管道上形成納米級微孔取代傳統的流道。微潤灌溉以高分子半透膜微潤管為核心，埋入地下以微量、緩慢、連續不斷的出水方式向農作物根系供水供肥，使灌溉過程與植物的吸收過程在時間上同步、在數量上匹配，從而達到無脅迫灌溉效果，并能防止水分滲漏、蒸發等損失，具有高效節水、節肥、降低面源污染、增加土壤透氣性、減少水土流失、使作物增產增收等特征。

二、微潤灌溉的優勢。微潤灌溉能顯著提高土壤和空氣溫度，降低相對濕度，與溝灌相比，具有調控土壤溫度、水分的優勢。微潤灌溉屬于浸潤式灌溉，土壤不易發生板結、團粒不易被破壞，有效保護了土壤和生態環境。微潤帶的出水孔密集均勻，水從出水孔出來類似線狀，是一種高效、省水、連續的地下灌溉技術。微潤灌溉的濕潤體是以微潤帶為軸心的柱狀體，而地下滴灌濕潤體呈近似橢圓形，微潤灌溉濕潤面積略大于地下滴灌。地下滴灌濕潤土壤水分分布不均勻，隨灌水-停止呈周期性變化，而微潤灌溉均勻度比地下滴灌高。微潤灌溉系統有效降低了蒸發損失、滲漏損失和徑流損失，是滴灌用水量的五分之一，大大提高了水資源利用系數。同時，在使用過程中不消耗動力，灌溉水的驅動力是微潤管中水位的位能和土壤的勢能，只要有穩定的水源，就能維持灌溉系統的運行。微潤灌溉在作物生育期內土壤水分變化幅度小，含水率維持在較低水平，能夠根據作物需水量和膜內外水勢差自動調節灌溉，達到節水增產的效果。在灌水過程中將肥料加入其中，可以實現灌溉施肥，有效節省資源。通過灌溉系統施肥，能夠實現均勻施肥、平衡施肥、達到精準施肥的目的，提高肥料利用率，同時節省勞動力，可以節約二分之一的肥料。滴灌施肥需要全水溶性的滴灌專用肥，價格較高，不利于推廣。而微潤灌溉系統能夠使用普通肥料，大大提高了適用性，有利于在用戶間推廣，且有利于水肥一體科學灌溉技術的普及。

三、微潤灌溉的應用。為了探明微潤灌溉對玉米生長和產量的影響，筆者以膜下滴灌為對照，研究了不同埋設深度、間距和壓力對玉米的影響，試驗結果表明：微潤灌溉水利用效率比膜下滴灌高，且有利于玉米籽粒的發育、籽粒飽滿，微潤灌溉條件下壓力對水分利用效率及玉米產量影響較大，間距對耗水量的多少影響較大。為了探明微潤灌土壤濕潤體特性，筆者通過室內土箱試驗，研究了微潤灌溉中不同埋深與壓力對濕潤體水分運移的影響，試驗結果表明：壓力水頭是決定微潤灌流量的主要因素，微潤帶埋深顯著影響土壤濕潤體的形狀，土壤累計入滲量與埋深呈負相關，土壤濕潤均勻系數與埋深呈正相關，且黏壤土微潤灌最適宜的埋深是15-20cm。為了探明微潤灌溉對溫室番茄生長的影響，筆者通過滴灌和微潤灌溉的對比試驗，研究微潤灌溉的水分利用效率以及對番茄生長的影響，試驗結果表明：微潤灌溉的土壤水分動態變化比滴灌小；微潤灌溉更有利于作物的生長；微潤的水分利用效率為60.42kg/m?，滴灌的水分利用效率為53.33 kg/m?，微潤灌溉水分利用優于滴灌。為探明間歇灌溉與連續灌溉過程中土壤水分運動和分布的異同，筆者利用電腦軟件模擬了微潤灌溉和地下灌溉兩種灌溉方式下土壤水分的運動，試驗結果表明：當灌水量一致時，微潤灌溉的濕潤面積比地下滴灌大，且濕潤土壤水分分布均勻度達81%，大于地下滴灌。

四、微潤灌溉的問題與不足。微潤灌溉流量小且長期連續灌溉，但如何影響土壤鹽分的累計和運移，相關研究較少。微潤灌溉線源入滲濕潤體的研究，土壤濕潤體運移的研究尚處在室內模擬階段。灌溉水中泥沙量及粒徑會對微潤管的出水量產生影響，粒徑大時，會堵塞溫潤管，微潤灌溉的生物堵塞問題也不容忽視。

五、微潤灌溉的發展趨勢。如何將微潤灌溉系統從依賴能源中解放出來，將綠色新能源和灌溉系統進行結合，積極利用風能太陽能和現在智慧農業，實現可持續綠色節水農業的發展，將是下一步研究的重點。

農業是我國的基礎性產業，發展節水農業是確保我國糧食安全，實現可持續發展的重要手段之一。將灌溉過程與物聯網結合，發展智慧節水農業，實現灌溉過程自動化、檢測控制數字化、運營管理智能化。同時，節水農業的發展，應加快推進節水灌溉技術的改進，強化對灌溉用水的管理。發展節水灌溉新技術的同時需要加強農業用水政策、法規的制定和管理制度的完善，才能最大限度減少灌溉水在各個環節的損失，提高水資源的總利用效率，也是解決我國農業灌溉用水不足的根本

途徑。