農業(yè)滲灌技術進展與應用分析

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摘要：滲灌技術屬于微灌的一種，需要先在地下鋪設好滲灌管，灌溉水源通過管道直接送入作物根系土壤，通過解決地表水蒸發(fā)和噴射造成的水土流失等問題以及帶來疏松土壤，減少污染、促進作物生長，是一項低成本、高收益、環(huán)保便捷的新型節(jié)水灌溉技術。滲灌對土壤有很強的保護性，可防止土壤表面因為缺乏有機質或水分蒸發(fā)而引起板結，為農作物帶來良好的水分供給。滲灌通過土壤的毛細作用進入根系，有效解決了蒸發(fā)的問題，提高了利用率，起到了節(jié)能減排的作用。

關鍵詞：滲灌技術；灌溉深度；灌水量與灌水間隔；經濟效益

灌溉能為農田提供水分，灌溉的數(shù)量和效率對農田水分調節(jié)起到極其重要的作用。而滲灌能有效地緩解水資源短缺、土地荒漠化、鹽堿地改良，還能用于城市地面綠化，解決城市內澇等問題，因而未來前景十分廣闊。滲灌技術屬于微灌的一種，需要先在地下鋪設好滲灌管，灌溉水源通過管道直接送入作物根系土壤，通過解決地表水蒸發(fā)和噴射造成的水土流失等問題以及帶來疏松土壤，減少污染、促進作物生長，是一項低成本、高收益、環(huán)保便捷的新型節(jié)水灌溉技術。但同時也存在諸如管道堵塞、后期維修困難等問題[1]。目前，我國滲灌技術還只在少部分地區(qū)推廣使用，主要制約因素為國內滲灌技術還不是很成熟，存在不同地區(qū)土壤環(huán)境不同、施工復雜、管理維修較為困難等問題，在理論研究與實地使用都仍需要繼續(xù)完善。

1國內現(xiàn)狀

我國正處于快速發(fā)展階段，國家對“三農”十分重視，而農業(yè)水利灌溉技術對農業(yè)技術的發(fā)展與應用具有積極的正向促進作用。有學者提出，在農業(yè)生產過程中，一些諸如勞動力、資本的投入要素之間存在著相互替代或互補的關系，這些能夠在農業(yè)灌溉設施中很好地體現(xiàn)，農業(yè)灌溉對提升農業(yè)生產中這些投入要素的邊際產出有很好的促進作用[2]。這些因素促使水利灌溉工程成為農業(yè)生產中的重要組成部分。在傳統(tǒng)的農田灌溉方式中，噴灌、漫灌一直是主流的農田灌溉方式，但以往的灌溉方式水資源無法有效地流到植物根部，而是通過地表蒸發(fā)、土壤下滲等作用滲到植物根部，利用率很低，且浪費嚴重，導致農田灌溉利用率僅為43%，灌溉效率相比于發(fā)達國家落后。由于科學、高效、節(jié)約用水的特點，滲灌已經得到了廣泛的研究與應用，極大地提高了水資源利用率，但是目前我國灌溉系統(tǒng)還不夠成熟，地下滲透管道受泥沙影響容易堵塞、管理維修困難、埋藏深度需同本地主栽作物相匹配等條件限制[3]，因而滲灌在我國的全面推廣還面臨不少難題，需要社會全方位的協(xié)調推進。

2滲灌技術

滲灌是通過將滲水管道埋藏在一定深度地下，將灌溉水從土壤灌水方法，是一種新型農業(yè)智能灌溉技術[4]。一個簡易滲灌系統(tǒng)，只需包含水源、輸水管、支管和滲灌管等即可[5]。滲灌根據(jù)水流出流方式的不同，可以分為點式和線式兩種形式。點式就是用在管道內設置不透水的毛細管，通過灌水器輸水，借此通過毛細作用緩慢滲入附近土壤[3]。線式是則是直接由埋藏在地下的管道利用管道的揚程進行直接供水灌溉，這種滲水管又分為多孔管和微孔管兩種。多孔管是在管壁上打很多小孔，使水源從孔縫中流出；微孔滲灌所采用的微孔滲灌管是用特殊的材料（廢舊輪胎回收的橡膠、塑料等）拉成的管道，管壁上有無數(shù)泡沫狀的微孔，當管內充水時就會逐漸像出汗一樣滲出，將微孔管埋在土壤中，可依賴土壤毛細作用給作物根系供水。

3滲灌效果的影響因素

3.1灌溉深度

作物每次的灌溉深度要控制在一定范圍內。深度過深，則無法為根系提供足夠的水分；深度過淺，則造成水資源浪費。關小康等[6]通過試驗發(fā)現(xiàn)在進行地下灌溉時，管道埋藏深度為30 cm時夏玉米的株高、整齊度較高，單株的干物質也得到較好的積累?？霞披?#8226;蘇力旦等[7]通過研究得出，葡萄生長情況受到不同灌溉深度的影響，滲灌深度為30 cm時，對溫室葡萄的生長最有利。

3.2灌水量與灌水間隔

作物每次灌水量不能超過一定的數(shù)額，灌水量過大作物無法吸收，容易引起水資源浪費，還會使土壤保持較高的含水量，使毛細作用減弱，滲灌效益減弱。通過對灌水量和灌水間隔合理組合才能達到最好效果。有研究表明[8]：在保護地栽培中，一般對果菜類作物的灌水間隔在6天～8天比較合適，而對于葉菜類作物則需要每4天～6天灌1次水。每667 m2對應160 m3～200 m3灌水量時作物收益更好，利用率更高。

4滲灌的積極效益

4.1滲灌的環(huán)境效益

滲灌對土壤有很強的保護性，可防止土壤表面因為缺乏有機質或水分蒸發(fā)而引起板結，為農作物帶來良好的水分供給[9]。滲灌通過土壤的毛細作用進入根系，有效解決了蒸發(fā)的問題，提高了利用率，起到節(jié)能減排的作用[10]。滲灌管埋在地下，為農業(yè)與交通提供便利，還能使管道處于恒定的狀態(tài)，免受外界溫度、風化、光照等因素影響，從而獲得更長的使用期限。有研究表明[11]：在高溫干旱地區(qū)將滲灌管道埋于地下能有效減少水分損失，提高水分利用效率。滲灌技術應用得當還可改善土壤環(huán)境，促進作物生長，有效提高作物產量，對我國水資源節(jié)約與保護，特別是新疆等干旱地區(qū)有很重要的意義。水分貯存在深層，能起到節(jié)水保墑的作用[12]。滲灌為實現(xiàn)節(jié)水增效、減排降耗、減少白色污染、農田生態(tài)可持續(xù)發(fā)展提供了條件。

4.2滲灌的經濟效益

滲灌技術相比于傳統(tǒng)灌溉增產效果非常明顯，不僅能提高資源利用率，同時也解決了傳統(tǒng)灌溉費時費力效率低的問題，提高了農作物的產量與質量，增強了市場競爭力。巴特爾等[13]人通過滲灌的經濟效益分析發(fā)現(xiàn)，滲灌前期一次性成本高，但在同等折舊年限下，凈效益比噴灌多10.9%，是更經濟合理的方式，這與李永偉等[14]的研究結果相同。焦繼紅[15]通過對比得出，呼圖壁縣膜下滲灌技術與小畦溝灌相比，每畝可增收179.5元。

5存在的問題

5.1國內滲灌技術不夠成熟

當前，國內滲灌技術大多局限于理論研究和栽培示范，特別是面對極端干旱區(qū)獨特氣候條件，以及大面積生產的時候更加難以實現(xiàn)。還需進一步加強完善，且自動化、智能化滲灌技術極為欠缺，幾乎全部依靠進口。

5.2滲灌設備急需本地化

在安裝設備之前，需要對當?shù)氐淖魑锱c土壤充分研究開發(fā)，并進行本地化轉化，讓滲灌系統(tǒng)同本地主栽作物相匹配，同本地土壤、水質類型相匹配。不同的作物所需的含水率不同，作物在不同時期消耗的水量、需要的水量等，都是灌溉時要考慮的內容。只有選擇適宜的肥料，確定合適的流量以及滲灌系統(tǒng)的各技術要素，才能保證作物順利生長。

5.3設備成本及維修困難

滲灌設備一次性投入較高，比如前期鋪設與后期管護更換問題。滲灌系統(tǒng)施工技術復雜，成本高，后期維修困難，加上灌溉管都埋設在土壤層以下，占用的耕地面積相對較大，不適合大田機械化作業(yè)[16]。滲灌系統(tǒng)在使用過程中還有可能遇到被啃噬、蟲蛀破壞、泥沙倒吸堵塞管道等其他潛在問題，只有解決地下灌溉管道破裂、堵塞、成本高的問題，節(jié)水灌溉技術才能真正得到推廣落實。

6展望

由于我國水資源短缺，利用率低，所以滲灌的推廣與應用十分重要。近年來，國家對水資源問題越來越重視，專家學者關于滲灌的研究越來越多，有力促進了滲灌灌溉的發(fā)展。但是，從長遠來看，滲灌技術在我國仍然面臨著不少問題，需要從理論技術、施工與維修，材料應用等多方面，構建完善可行的方案，推動滲灌技術的發(fā)展。1）用先進的滲灌技術取代傳統(tǒng)噴灌、漫灌等灌溉方式。水資源短缺與利用率低的問題，是我國要長期面臨的問題。因此，應致力于研究開發(fā)少損耗、低成本、高利用率、實用性強的滲灌設備。2）加快灌溉產品本地化。結合各地區(qū)情況，因地制宜，積極開展本地化轉化，力求相關設備能夠國產，降低設備材料成本，規(guī)范栽培使用技術。在實地成果轉化過程中，努力實現(xiàn)按照農作物的需水要求進行灌溉，切實提高農田灌溉水資源利用率。3）加強滲灌的普及與推廣。加強對滲透灌溉宣傳力度，普及滲灌知識，提高人們對“三農”重視力度，不斷提高農民對滲灌的理解以及操作能力。同時要理論聯(lián)系實際，加強灌溉產品的實際應用。

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作者：秦昌旭 單位：山東農業(yè)大學