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- 地下滴灌已成為節(jié)水、有效的灌溉方法之一發(fā)表日期：2020-05-29 來源：托普云農(nóng) 瀏覽次數(shù)：18053次
水是地球上人類和其它所有生物生存所必須的自然資源。我國幅員遼闊,水資源總量雖相當(dāng)可觀,但人均水資源卻極少(2374m3/人),是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國家,探索水資源的可持續(xù)利用,可以說已成為我國社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中一項(xiàng)緊迫的、關(guān)系到國計(jì)民生的大事。黨的十五屆三中全會(huì)指出,應(yīng)“大力發(fā)展節(jié)水灌溉,把推廣節(jié)水灌溉作為一項(xiàng)革命性措施來抓”。農(nóng)林業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)的普遍推廣應(yīng)用將是提高水資源利用效率、節(jié)約水資源的根本途徑。目前,節(jié)水灌溉主要有滴灌、滲灌、噴灌、波涌灌等方法及相應(yīng)的優(yōu)化配套灌溉技術(shù)模式。許多研究表明,滴灌,尤其是地下滴灌,是眾多灌溉方法中有效的，也是節(jié)水的灌溉方法之一。
1 滴灌應(yīng)用概況
20世紀(jì)50年代以來,由于塑料工業(yè)的飛速發(fā)展,塑料制品取代金屬制品的范圍越來越廣。為了適應(yīng)水資源極度短缺地區(qū)灌溉的需要,以塑料為原材料的滴灌和微噴灌系統(tǒng)逐漸發(fā)展起來。到70年代中期,澳大利亞、以色列、墨西哥、新西蘭、南非和美國等6個(gè)國家開始推廣滴灌。但由于滴灌系統(tǒng)存在灌水器堵塞的缺陷,因此其發(fā)展速度不如噴灌快。在我國,開始對(duì)滴灌技術(shù)進(jìn)行研究是在1974年墨西哥原總統(tǒng)埃切維尼亞贈(zèng)給我國3套美國滴灌設(shè)備以后,但因滴頭堵塞問題長時(shí)期未能獲得徹底解決,致使滴灌技術(shù)發(fā)展緩慢。自1990年綠源公司引進(jìn)以色列技術(shù)自行研制出補(bǔ)償式滴灌帶和過濾裝置以后,滴灌才得以迅速發(fā)展。
滴灌是通過管道系統(tǒng)及安裝在末級(jí)管道上的灌水器,將有壓水以小流量、均勻、準(zhǔn)確地補(bǔ)充給作物根部附近土壤,使作物根系活動(dòng)區(qū)的土壤經(jīng)常保持適宜的水分和營養(yǎng)的節(jié)水灌溉技術(shù)。其優(yōu)勢在于:可把灌溉水的深層滲漏和地表蒸發(fā)減少;只向作物根區(qū)土壤供水,使“澆地”變成為“澆作物”;可隨水施肥,既減少用工又提高肥效,促使作物增產(chǎn);同地面灌溉相比,滴灌一般可省水70%～80%(以色列達(dá)到92%);增產(chǎn)效果十分顯著。其缺點(diǎn)是:設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜,容易堵塞,對(duì)水質(zhì)過濾要求嚴(yán),易老化,并對(duì)田間作業(yè)有一定影響。
滴灌可分為地面滴灌、地下滴灌及地面移動(dòng)式滴灌幾種。近10余年來,世界上興起研究新型地下滴灌的熱潮。地下滴灌是指水通過地埋毛管上的灌水器緩慢出流滲入附近土壤,再借助毛細(xì)管作用或重力作用將水分?jǐn)U散到整個(gè)根層供作物吸收利用。它不僅在機(jī)理上、技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上,而且在生態(tài)環(huán)境和水資源保護(hù)上,都被認(rèn)為是最有發(fā)展前途的節(jié)水灌溉技術(shù)。早在1975年的世界灌溉排水會(huì)議上,就已將地下滴灌列為主要灌溉技術(shù)之一。地下滴灌在意大利、美國、德國、法國、日本、俄羅斯及中國等國研究較多,發(fā)展較快,面積穩(wěn)定增加。
2 滴灌在用材林、苗木培育等方面的應(yīng)用研究
目前,滴灌在人工林培育上的應(yīng)用并不廣泛,研究也較少。在美國加州薩克拉曼多北部河谷一塊自然生產(chǎn)力很低的造林地營造了4 250 hm2桉樹(Eucalyptus camaldulensis)紙漿林,根據(jù)土壤水分蒸發(fā)蒸騰損失總量和林分年齡確定灌溉量,通過滴灌系統(tǒng)頻繁為樹木提供水分,水肥結(jié)合,結(jié)果發(fā)現(xiàn),輪伐期縮短到8年,樹木生長大幅度提高,林地年生產(chǎn)力達(dá)到了45 m3/hm2。澳大利亞內(nèi)陸地區(qū)也據(jù)此經(jīng)驗(yàn)開展了地下滴灌條件下的桉樹造林工作。
在美國密西根蘭辛東部,Dickmann DI等研究了滴灌對(duì)2種雜交楊樹無性系和P.tristisFisch×P.balsamiferaL. cv.‘Tristis1' (section Tacamahaca))樹木地上部分生長和根系活力的影響,發(fā)現(xiàn)‘Eugenei'的萌生林樹木高莖生長均超過‘Tristis 1' ,滴灌條件下‘Eugenei'的高生長與沒有滴灌的相比有明顯差異(P≤0.05),而‘Tristis 1'的則沒有差異。埋在樹體周圍土壤中的根際觀測管攝入影像顯示,在土壤表層30 cm以內(nèi)‘Tristis 1'比‘Eugenei'產(chǎn)生更多的細(xì)根。所有處理中,滴灌條件下‘Eugenei'在0～30 cm土層比常規(guī)灌溉產(chǎn)生更多的細(xì)根。常規(guī)灌溉條件下2種無性系主要在30～100 cm深度產(chǎn)生較多的細(xì)根。
El-Lakany-MH等調(diào)查了Tahrir南部開羅美洲大學(xué)的沙漠發(fā)生中心滴灌條件下木麻黃屬的2個(gè)種(Casuaring cunninghamiana和C.glauca)和金合歡(Acacia saligna)、桉樹(Eucalyptus camalensis)的根系分布特征,發(fā)現(xiàn)根系大多呈水平分布,且延伸范圍很廣。與其他2個(gè)種相比較,木麻黃屬2個(gè)種的骨骼根較少,而須根較多,根系大小及延伸依如下次序遞減:A.S,E.C,C.G,C.C。Morris JD報(bào)道了在NC Victoria Kerang附近的一塊鹽堿地上滴灌對(duì)新種植樹木的影響。該試驗(yàn)用了20個(gè)供試樹種,采取了包括犁耕、摻入硫酸鈣、滴灌和地下排水等措施,結(jié)果發(fā)現(xiàn)樹木的死亡率降低了,生長量也提高了;通過研究期間的土樣分析發(fā)現(xiàn),種植后第2年林地的土質(zhì)就得到了改善,表面土壤和地面以下25 cm深的土壤含鹽量降低,交換鈣含量則明顯提高。Shrive S C等研究用城市廢水來對(duì)楓樹、雜交楊樹等闊葉樹進(jìn)行地面和地下滴灌,通過比較發(fā)現(xiàn)地下滴灌的產(chǎn)量大。Robbins JWD等研究了在松樹種子園中如何規(guī)劃、安裝和操作滴灌系統(tǒng),并介紹了地面上安裝和地面以下1 m深2種系統(tǒng)。在我國,也有一些滴灌用于用材林培育的成功范例。亦遠(yuǎn)報(bào)道了雙青林場用地下滴灌(滲灌)對(duì)楊樹人工林進(jìn)行灌溉,結(jié)果發(fā)現(xiàn)滲灌處理的林分的木材生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過穴灌處理。王燕鈞等人在西寧市北山綠化造林中,用滴灌對(duì)云杉、油松、山杏、青楊等樹種進(jìn)行灌溉,結(jié)果發(fā)現(xiàn)滴灌下的樹木,無論在節(jié)水、增溫、省時(shí)、省工、經(jīng)濟(jì)高效等方面都表現(xiàn)很好。在松樹造林中,松苗在滴灌下生長更快,滴灌可以提高造林成活率,而且節(jié)約水資源。
在苗木生產(chǎn)中,較多情況下用滴灌進(jìn)行水分供應(yīng),包括在容器苗的培養(yǎng)上。Hicklenton PR等研究了枸子屬植物容器苗的植物水分關(guān)系與礦質(zhì)營養(yǎng)和灌溉方法的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)用地下滴灌的苗木新生干物質(zhì)量和葉片的鉀富集明顯高于其它灌溉方法,其次是滴灌,噴灌的最少;生長季結(jié)束測定苗木介質(zhì)的電導(dǎo)率發(fā)現(xiàn),電導(dǎo)率由高到低為:地下滴灌、滴波涌灌、噴灌。
3 滴灌在經(jīng)濟(jì)林培育上的應(yīng)用研究
目前,滴灌對(duì)經(jīng)濟(jì)林樹木的植株生長、果品產(chǎn)量及質(zhì)量影響方面的研究較多,樹種涉及石榴、咖啡、橡膠樹、番木瓜、檸檬、橄欖樹等。在伊朗的一個(gè)石榴園中,滴灌比地面灌溉節(jié)水56%～66%,而石榴產(chǎn)量提高21%～24.5%。
Mir-Azizuddin等研究發(fā)現(xiàn),與穴灌相比較,每株咖啡樹周圍設(shè)置1個(gè)或2個(gè)滴頭的滴灌處理分別節(jié)水81.69%和83.47%,但樹高卻增加了30%和35%,主干高增加了27%和31%,成熟果產(chǎn)量增加14%和32%,而且滴灌還加速了果實(shí)的成熟。
Vijayakumar K R等在印度西海岸線的北Konkan地區(qū)進(jìn)行了確定橡膠樹灌溉需水量及穴灌和滴灌優(yōu)越性比較的試驗(yàn),結(jié)果表明,林分夏季需要灌溉蒸散總量(crop evapotranspiration,簡寫為ETc)50%的水量,滴灌可以提高橡膠植株生長速率,加速植株的成熟,把生長期縮短到6年。1990～1992年在印度邦加羅爾,Srinivas K調(diào)查了地下滴灌和地面滴灌的不同蒸發(fā)-補(bǔ)給率(evaporation-replenishment rates)(美國氣象局提供的A級(jí)表面蒸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)20%、40%、60%、80%、100%和120%)對(duì)番木瓜水分生理、生長、產(chǎn)量和水分利用的影響。灌溉量從20%增加到120%,植株高增加了21.9%,干徑增加12.5%,果數(shù)量增加88.3%,產(chǎn)量增加34.6%。
在Santomera, Murcia ,Tor-recillas A等對(duì)成熟的檸檬樹進(jìn)行了2種滴灌處理:全年灌溉100% ETc(即常規(guī)處理)和全年灌溉25% ETc,只有在果實(shí)快速生長期灌溉100% ETc(即調(diào)虧灌溉處理),結(jié)果表明調(diào)虧灌溉處理的用水量比常規(guī)處理的少30%,而2種處理的果實(shí)生長力相似,總產(chǎn)量相似,只是在第1次采摘時(shí)調(diào)虧灌溉處理與常規(guī)處理的果實(shí)數(shù)量與每棵樹的產(chǎn)量有很大差別,這表明水分虧缺對(duì)花期或著果期有很大影響。結(jié)論是調(diào)虧處理對(duì)總產(chǎn)量無影響,但節(jié)約了灌溉水,提高了水分利用效率。Inglese P等研究了調(diào)虧灌溉對(duì)油橄欖的影響,在橄欖開花后第60、80、100和120天用滴灌進(jìn)行灌溉,結(jié)果發(fā)現(xiàn)滴灌可延長果實(shí)成熟期、增加果實(shí)體積和橄欖含油率,延長水分虧缺,則減少果實(shí)生長、油積累率、果中K含量、加速成熟和早收獲果下降,收獲時(shí)間更影響油特性,滴灌不影響脂肪酸,但滴灌的果實(shí)多酚含量增加,油中酒精減少。
Madrid R等研究了石灰質(zhì)土壤上滴灌下生長的檸檬樹果汁的pH值、總酸度、N、P、K、Ca、Mg及微量元素的組成變化。Gathaara MPH等研究發(fā)現(xiàn),滴灌可提高銷售咖啡豆粒級(jí)別的比例,尤其是增加大而重的AA和AB級(jí)豆粒的比例,滴灌還提高了咖啡汁的質(zhì)量。在土耳其,Tuzcu O等研究了不同灌溉方法對(duì)檸檬植株根系分布的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),滴灌下40%的總根量分布在土壤0～20cm深處,而畦灌、微噴灌和澆灌分別為39%、32%、24%,40 cm深處根系分布無差異。
托普物聯(lián)網(wǎng)為你提供滴灌控制解決方案：滴灌智能控制系統(tǒng)
