膜下滴灌技術在農業節水灌溉中的應用

趙玉龍

（瓜州縣榆林河灌區水利服務所，甘肅 瓜州 736115）

農業是保證我國經濟穩定建設的前提條件，也是確保農戶具有充足個人收入、解決國家“三農”經濟問題的主要工作[1]。鑒于此，相關農業研究單位提出了一種可用于農業灌溉膜下滴管技術，指將灌溉中的地膜技術與滴灌技術進行融合，降低在農業灌溉后田間水分的蒸發，提高農作物對水資源的利用率，保證肥料在田間被有效吸收，解決干旱地區農業灌溉水源不足的問題。相比傳統的節水灌溉技術，此項技術具有幾個方面的主要優勢：可以節約灌溉用水，通過地膜技術將水土與大氣環境隔離，保證灌溉用水的吸收；灌溉中，可以將農田中的肥料與水體進行融合，以滴灌的方式，使肥料與水體滲透到種植作物的根部，通過延長吸收時間，保證農作物對養分的充足吸收。長期在農業產業中推廣此項技術，可以實現對土壤結構與土質環境的改良與優化，保證為農作物與田間植被提供一種更加適宜的生存與生長環境[2]。本文引進膜下滴管技術，對此項技術在農田灌溉中的應用展開研究，通過此種方式，增加地區農民的收入，保證每個農戶的基本生活需求，助力我國農業產業的科學發展。

1 膜下滴灌技術的應用

1.1 膜下滴灌管道鋪設與工程布置

水資源匱乏是導致農作物產量不佳的主要原因之一，而通過此項技術可以實現對農業的增產與增效[3]。為落實此項工作，引進膜下滴灌技術，對此項技術在應用中的管道鋪設方式與工程布置方式進行設計。

膜下滴灌管道鋪設方式主要有4 種，對4 種管道鋪設方式進行描述，見表1。

表1 膜下滴灌鋪設方式Tab.1 The laying method of under-membrane drip irrigation

根據農業節水灌溉的實際需求與地形排布方式，選擇合適的膜下滴灌鋪設方式[4]。在此基礎上，使用四輪牽引設備，進行管路的鋪設，布置膜下滴灌的工程，布置流程見圖1。

圖1 膜下滴灌工程鋪設方式Fig.1 The laying method of under-membrane drip irrigation project

按照圖1 的流程，鋪設膜下滴灌，完成相關設備的安裝后，進行滴灌裝置的調試，確保裝置可以正常運行后即可完成對工程的布置。

1.2 合理規劃膜下滴灌技術指標與株行距

完成上述設計后，選擇土地坡度在0.3% 以下的地面進行整平處理，對土體進行采樣，保證土壤肥力在中等以上后，控制土體的含鹽量在0.5%以下。

在此基礎上，進行膜下滴灌裝置的安裝，根據農作物種植的行距、株距等參數，進行管道安裝，按照畦寬每畦鋪設1～2條滴灌管，將對應的滴頭朝上處理后，進行滴管的漏水情況與堵塞情況[5]。確保布設的滴管無異常后，在管道上鋪設地膜，結合農作物的種類，采用高畦覆蓋的方式進行鋪設。

在此基礎上，按照“一管三”或“一管四”的方式，進行株行距配置，保證每株農作物之間的株間距在10～11 cm，將滴灌帶鋪設在下寬中心。按照上述方式，完成膜下滴灌技術指標與株行距的合理規劃。

1.3 農業節水灌溉中膜下滴灌運行管理

完成上述設計后，考慮到膜下滴灌技術的應用共涉及施肥過濾、水泵加壓滴灌、埋地管道等部分[6]，因此，在膜下滴灌時，還應當做好對滴灌的運行管理。

管理時，將膜下滴灌組織劃分為至少4個區，采用輪灌的方式進行合理滴管。根據農作物的灌溉需求，確保單次灌水量在20 m3以上，控制灌水的周期在6～8 d。將主管埋設在田間地層下部80～100 cm，再進行主管與支管的安裝，將副管鋪設在膜下位置，控制其間距在120 cm 以下，將滴管的副管與主管進行連通處理，在支管的末端加裝一個閘閥與堵頭，確保對滴灌過程中灌水量的合理控制。

2 實例應用分析

為檢驗此次研究設計的成果是否具有在農業領域內廣泛推廣使用的價值與意義，選擇瓜州縣某農業生產種植區域作為此次試驗研究的主要場所。

開展試驗前，明確農田灌溉是保證經濟市場內農業產業可持續發展的關鍵措施之一，為解決農業建設與發展存在的問題，提高農田水利灌溉綜合水平，各地鄉政府紛紛加大了對農田灌溉水利基礎設施建設的投入，通過引進現代化技術的方式，完善、優化農業灌溉與排水系統，保證農作物在種植過程中對病蟲害與自然災害的抵御能力。但由于不同區域水土環境存在差異，導致水資源的分布存在嚴重的不平衡現象，一些農作物主要產區存在嚴重的水資源匱乏問題，此種問題不僅會對農作物產出效率與生產質量造成影響，還會在一定程度上干預或抑制農業行業的可持續發展。因此，由實驗單位安排專門的地質勘查人員，對該地區進行地質考察，掌握農業種植區域的地質情況。經過大量的勘查掌握如下所述的地質成果：本次所研究的地區位于甘肅省酒泉市瓜州縣，根地處安敦盆地內，地形南北高，逐漸向盆地中央疏勒河谷地傾斜。根據地方氣象局反饋，該地區具有季節、氣候分明，日照充足、溫差較大、年均降雨量少等特點，根據近年來統計的數據可知，在去年瓜州縣的年降雨量不足50 mm，但年均蒸發的雨水量＞1 500.0 mm。綜合該地區的地質情況可知，瓜州縣的農業灌溉水資源十分匱乏，在地區農戶中素有“十年九旱”之稱。查閱該地區歷史資料可知，雖然瓜州縣現有的水資源存儲量約為2.4×108m3，是甘肅省最大的農業灌溉水庫，但從降雨量和蒸發量來看仍然屬于極度干旱地區。

此次所研究的農業種植區占地面積約19.56×104hm2，其中有效灌溉面積為3.58×104hm2，由于水資源儲備量不足，導致地區農業經濟的發展長期處于滯后狀態。而隨著地區經濟建設工作的持續推進，農業用水量持續增加，這一趨勢不僅加劇了全地區的用水危機，更是對地區農戶個人收入與日常生活造成了較大的困擾。水資源不足、節水灌溉技術落后、農業生產效率低下等問題，已嚴重制約了地區經濟的發展。而要解決瓜州縣地區經濟發展問題，實現基于地區農業建設助力經濟建設，應合理使用灌溉技術，緩解地方水資源不平衡的問題。綜上所述，選擇該地區作為此次試驗的重點研究場所是十分可行的。

根據地區種植農作物的種類，在與地區農戶進行交涉后，按照設計的內容，進行膜下滴管技術的應用部署。

在農業灌溉部署中，先進行膜下滴灌管道鋪設與工程布置，根據地區農業種植需求，此次研究選擇加壓膜下滴灌方式，采用復合式管道進行灌溉區域的全面部署。在此基礎上，合理規劃膜下滴灌技術指標，保證灌溉中技術應用的合理性，根據種植的農作物種類，配置農業節水灌溉中株行距，結合部署裝置的運行與田間用水情況，進行農業節水灌溉中膜下滴灌運行管理。

為確保試驗結果具有可比性，將農業灌溉區域劃分為A～H，共8 個區域，根據不同區域在生產中的需水量，分析并計算不同區域的灌溉用水量。將灌溉過程中的實際用水量與蒸發水量作為對比指標，以此種方式，掌握使用膜下滴管技術后，農作物對水資源的利用率。在田間設置排水通道，使用“灌溉量”減去“排水量”，可以得到農業種植用水量，以此種方式掌握農作物對水源的利用率。

按照上述統計方法，統計A區域～H區域灌溉水量與排水量。將統計結果繪制成表格，見表2。

表2 A區域～H區域灌溉水量與排水量統計Tab.2 The statistics of irrigation water amount and displacement in region A to H

使用不同區域的灌溉用水有效利用量÷灌溉水量，即可得到A區域～H區域灌溉水利用率，統計基于膜下滴灌技術的灌溉用水利用率，見表3。

表3 A區域～H區域膜下灌溉技術灌溉水利用率Tab.3 The irrigation water utilization rate of under-membrane drip irrigation in region A to H

從上述表2 與表3 所示的試驗結果可以看出，A 區域～H區域在應用了膜下灌溉技術，進行農業灌溉后，可以實現將灌溉水利用率控制在90.0% 以上，即降低灌溉過程中的水資源損失，實現灌溉過程中的節水效果。

3 結語

為解決農業灌溉中水資源不平衡或用水短缺等問題，本文從膜下滴灌管道鋪設與工程布置、合理規劃膜下滴灌技術指標、農業節水灌溉中株行距配置、農業節水灌溉中膜下滴灌運行管理等3 個方面，對此項技術的應用展開了研究。選擇瓜州縣某農業生產種植區域作為此次試驗研究對象，應用本文設計的膜下灌溉技術開展試驗研究。通過試驗結果證明了，本文此次提出的技術在，可以實現將灌溉水利用率控制在90.0% 以上，即降低灌溉過程中的水資源損失，實現灌溉過程中的節水效果。要注意進行田間管道鋪設時，做到對田間排水的處理，避免由于田間排水不暢或由于環境寒冷引起的管道凍裂問題，有必要的情況下，應在建設中做好對輸水管道的保養與維修，保證相關工作的實施可以在投入使用后發揮更高的效果，以此種方式，保證農業種植收益的最大化。