第五期
(1)模式特点
微喷灌+日光温室组合模式是节水灌溉技术和农业栽培保温技术的组合应用,由微喷灌系统和日光温室保温系统两部分构成。
(2)技术要点
1)日光温室中的微喷灌系统在安装运行中应把握如下要点:①选用符合水质标准的水源。②完善供水系统。包括水泵、动力机、肥料和化学药品注入设备、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力及流量量测仪表等(有自然水头的可不设置水泵和动力机)。③进棚前的干管通常采用管径40~50毫米的PE半硬管,支管选用管径16~25毫米的聚乙烯或聚氯乙烯管材,一般干、支管承压200~300千帕左右,埋入地面以下0.6米深度。④大棚内吊管、支管、主管管径宜分别选用4~5毫米、8~20毫米、32毫米壁厚2毫米的PV管,支管间距2.6米,用膨胀螺栓固定在温棚长度方向距地面高2米的位置。⑤微喷头采用射程直径为3.5~4米的倒挂式微喷头,微喷头间距2.8~3米,工作压力180千帕左右,单相供水泵流量8~12升每小时。⑥根据作物的需水规律和微喷灌系统的技术参数制定灌溉制度,按制度进行灌溉。2)日光温室应选择在地形平坦,土质肥沃,道路畅通,水电设施齐备,地势开阔,南侧无遮阳物的地方。棚体采用东西走向,一般向东或向西偏斜5度,最大偏斜不可超过10度,东西墙体外设3×3米左右的工作缓冲间,东西走向长50~80米左右,南北跨度以7.5~8.5米为宜,后墙高2.50米左右,后坡长1.80米,后棚面倾角40度左右,墙体厚度视不同地区的气候条件以0.5~1.5米为宜,顶高3.2~3.9米,覆盖棚膜采用醋酸乙烯膜,棚面采用二代温室标准,以利采光。日光温室的结构可分为竹木结构、钢木结构、钢筋混凝土结构、全钢结构、全钢筋混凝土结构、悬索结构和热镀锌钢管装配结构,日光温室骨架结构的承载力视不同地区的风力和积雪厚度可按荷载350~800N每 平方米设计。3)微喷灌+日光温室工程的规划、设计、安装及运行管理,应按照《微灌工程技术规范》(GB每T50485-2009)和农业部制定的《日光温室建设标准》执行。
(3)节水、增产(增效)综合效果
微喷灌节水技术在日光温室环境中运行的效果有两个方面。第一,它是一项节水技术,可有效减少灌溉过程中的蒸发和渗漏,比常规灌溉方式节水50~70%,灌溉效率能够达到90%以上。第二,它是一项科学灌溉技术,高温时使用微喷灌可使温室内温度比室外降低6~8度;用微喷灌技术施肥和农药,可使肥、药喷洒均匀,减少肥、药用量20%左右;微喷灌灌水速度低于土壤渗水速度,不形成径流,不会造成土壤板结;同时降低灌溉、施肥、施药等各个环节的劳动强度,节约用工成本。
微喷灌、日光温室两项技术组合应用,能促进农作物产品提前和延后上市,调剂市场供求。特别是反季瓜果蔬菜的生产,利用其价格优势每亩可创1~3万元收入(不同农产品价格差),实现高于传统生产方式农产品数倍乃至十多倍的经济收益,是农业增产,农民增收的有效措施。
(4)适用条件
微喷灌+日光温室组合模式适用范围较广。从气侯条件考虑,在不附加增温设施备的条件下,我国长江中下游平原和我国南方低海拨地区均适用。从作物品种和行业考虑,适用于经济价值较高的瓜果、蔬菜、花卉和药材生产,也适用于育苗、饲养场所加湿和降温。从市场角度考虑,城市郊区及邻近的平原交通方便,鲜果鲜菜可就近入市,具有较好的市场优势,是该项技术发挥效益的重要区域。
(5)应用实例
鄂州市蒲团生态农庄位于鄂州市蒲团乡何桥村,规划建设节水灌溉示范工程面积1800亩,其中:微喷灌、滴灌170亩,喷灌110亩,渠道防渗1520亩。规划项目总投资608万元。采用微喷灌和滴灌模式,微喷灌采用倒挂式固定微喷系统,滴灌采用地面固定式滴灌系统。在推广应用现代节水灌溉技术的过程中,把节水技术与新的农业栽培技术紧密结合,把基地试验与科研机构的新技术成果紧密结合,获得了较好经济效益。到2008年,生态农庄实现了年产反季蔬菜和瓜果85万千克,总收入达到166万元,每亩净收入2288元。按生态农庄全员人口57人计算,实现每人每年创收2.9123万元,每人每年创净收入3262.68元(支出人工工资以后的利润)。2004年生态农庄的产品获得了农业部质检中心“绿色、无公害食品质量体系”的认证。
(1)模式特点
坡面雨水集蓄点灌模式是在没有枢纽水利工程、也没有建设骨干蓄水工程条件的山区和丘陵地区,为解决农作物需水关键期灌溉,通过收集、积蓄雨水进行非充分灌溉的微型节水灌溉模式。具有造价低廉、操作简便、效益明显的特点,是解决山区和丘陵水资源紧缺地区农作物度过严重干旱期的有效措施。
(2)技术要点
1)水池和水窖应视地形、地质结构、建筑材料条件选址。有埋入地下条件的,宜优先选择造价较低、质量可靠、蒸发量低的预制拼装式水窖。2)圆形拼装式水窖水窖宜建设在黏土、亚黏土或轻亚黏土的地方,砂土地方应考虑砼箍梁(断面15厘米×15厘米,配置钢筋4φ6),经济内径和深度可分别选择在2~5米、2.8~3.5米范围,设计应优先考虑定型设计。3)点灌时应先在作物根部附近挖穴,果树等根系范围较大的作物应先在根系附近开沟,但不能露根,灌后回填。4)工程规划设计应按《雨水集蓄利用工程技术规范》(S升267-2001)标准执行。
(3)节水、增产(增效)综合效果
坡面雨水集蓄点灌模式对农作物度过严重干旱期、使无收变有收、使一般收成变丰收的有效措施,增收效益明显。1)柑橘单产每亩可增加300千克,每亩可增加收入300元左右(按2008年市场价计算)。2)提高农产品质量。柑橘的优质果率可从原来的30%提高到50%。3)降低抗旱成本。集雨灌溉设施建设之前,遇到干旱年景为了保树保苗,用车拖水或抽水抗旱,一亩柑橘园的耗费在300元左右(不含人工),而雨水集蓄点灌工程建成后,每亩只需投入平时蓄水管理人工,明显降低了抗旱成本,减轻了劳动强度。4)降低肥、药成本。雨水集蓄点灌模式使浇水、施肥、放药一体化,水溶性农药、肥料可随水直接施入作物的叶面和根系,可降低10~20%的农药、肥料费用。
(4)适用条件
坡面雨水集蓄点灌模式适用于没有建设蓄水工程地理条件和没有枢纽水利工程的山区和丘陵地区,特别是田块分散的坡面旱地是该模式的首选区。
(5)应用实例
西陵峡雨水集蓄灌溉示范区位于湖北省秭归县长江南岸的屈原镇西陵峡村,位于长江三峡水库大坝上游南岸。山高坡陡,农田均为20度~30度的坡地,土地贫瘠,涵水能力弱,水土流失严重,全村没有修建蓄水设施的基本条件,灌溉水资源奇缺。2001年以来,水利部门结合当地实际,因地制宜,探索山区脐橙生产采用坡面雨水集蓄点灌模式,通过建设集雨水池(或水窖)蓄水,采用点灌方式解决脐橙的抗旱用水问题。目前已建成水池(窖)460个,每池(窖)蓄水20立方米左右,平均每池配套建设沉砂池、过滤池,安装输水管道200米(其中,32毫米直径进水管100米,20毫米直径出水管100米),把降雨时田间、溪沟形成的径流水集蓄到水池(窖),旱时用池(窖)水灌溉。当地农民按一亩地建一口20立方米水池的规划进行布局,每池(窖)总投资为2000~2500元,其中,材料费1000元左右,投工折资1000~1200元,农民的现金投入为300~500元。当地政府对集雨工程实行补贴政策,每口窖(池)补助1000元,其余农民自筹。由于这种灌溉模式效果明显,投资额度农民可以承受,现已扩展到秭归全县,到2008年底,全县已建成集雨水池(窖)5万多口,年利用雨水300万立方米(一般每年重复蓄水2~4次),可解决5万多亩柑橘等农作物度过干旱期。采用坡面雨水集蓄点灌技术,柑橘每亩可增加单产300千克左右,按近两年的平均单价1.4元每千克和1.0元每千克计算,每亩可增加收入近300~420元,全示范区每年可增加收入13.8万元。由于有水源保证和适时灌溉,柑橘优质果的比重从30%提高到50%,优质率提高促进了柑橘单价提高。
(1)模式特点
膜下滴灌+塑料大棚模式是节水灌溉技术、覆膜种植技术和农业保温技术的综合应用,由滴灌系统、覆膜和大棚系统构成。
(2)技术要点
1)地膜覆盖的滴灌系统主、支管道可采用U-PVC或PE塑料管,管道及管件承受压力应达到200千帕。滴灌管通常采用内镶式PE滴灌软管,滴灌带(管)、滴头工作压力100千帕左右。2)塑料大棚建设场地应选择在光照充足(东、南、西三面无高大遮阳物)、地势平坦、通风条件好、土质肥沃、水利排灌设施便利、交通方便的地方。2)大棚复盖膜须选用透光性能较好、造价低、操作便利、坚固耐用的材料,透光率一般应达到60%~75%。3)大棚骨架的主体结构设计应考虑当地风力等级和气象条件,一般抗风不低于8级,承雪荷载大于等于350N每 平方米。5)大棚内铺设滴灌带(管)和地膜之前,应施足底肥,整理土壤,顺棚起垄,垄型按不同作物具体确定,一般垄宽40~60厘米,高10~15厘米,做成中间低两边高的双高垄,滴灌带放在双高垄的中间低凹处,垄上覆盖地膜。垄与垄之间的中心距一般为1米,滴灌毛管的每根长度一般与棚长相等。6)膜下滴灌工程的规划、设计、安装及运行管理,应按照《微灌工程技术规范》(GB每T50485-2009)执行。
(3)节水、增产(增效)综合效果
1)节省灌溉用水:膜下滴灌+塑料大棚技术模式将滴灌带置于地膜之下的作物根系发育区,水份循环于土壤与地膜之间,减少了作物棵间蒸发,从而节约水量。据测试,大棚内的膜下滴灌用水量是传统灌溉方式的12%,是喷灌的50%,是无膜滴灌的70%。2)肥料利用率高:塑料大棚膜下滴灌施肥容易,肥随水滴到作物根系土壤中,使肥料利用率显著提高。经测试,膜下滴灌能使肥料的有效利用率由普通施肥效率30%提高到50%~60%。3)用工费用降低:采用膜下滴灌的农作物行间无灌溉水份,因而杂草生长少,可减少锄草投工;滴水灌溉不造成土壤板结,减少锄地松土用工;滴灌系统可实行自动控制,无需在田间开沟打堤,降低了田间灌水的劳动量和劳动强度。所以,膜下滴灌比其它灌溉方式用工费用低。4)增产综合效果明显:塑料大棚满足了农作物生长所需条件,不遭受风、霜冻、暴雨、虫害的侵袭,加上膜下滴灌施肥、灌水均匀,作物增产效果明显。根据调查,采用膜下滴灌技术可使蔬菜增收40%,西瓜、甜瓜增收25%,棉花增产15%~20%。同时,膜下滴灌+塑料大棚模式较常规灌溉平均省肥20%,省农药10%,综合经济效益增加40%以上。特别是反季农产品,因其市场价格远高于常规季节农产品价格,草莓等经济作物的收益是常规种植方式收益的3~5倍。
(4)适用条件
膜下滴灌+塑料大棚技术适用范围较广。从地理环境考虑,长江中下游及我国南方低海拨地区的气温相对高于北方,塑料大棚能满足一般反季蔬菜生产;平原地区适合大棚安装,滴灌管(带)中的水压均衡,是该项技术应用的首选地区。从种植的作物品种考虑,适用于经济价值较高的蔬菜、花卉、瓜果类和其他大田经济作物。从市场角度考虑,城市郊区及邻近的平原交通方便,鲜果鲜菜可就近入市,具有较好的市场优势,是该项技术发挥效益的重要区域。
(5)应用实例
大堰草莓园位于湖北宜都市红花套镇周家河村1组。占地面积100亩。其中大棚占地50亩,育苗基地50亩。共建72个大棚,每棚长80米,宽6米,单棚面积0.7亩,由28个农户承包。采用膜下滴灌+塑料大棚种植反季草莓的主要增收效果是反季产品的价格优势。2008年草莓平均单价为10元每千克(初期单价20元每千克以上,末期3~4元每千克),是常规季节价格的3~5倍。草莓每亩单产2000千克左右,全园平均每亩收入为18000元。种植草莓的成本一般每亩在3000~3500元之间(不含人工成本),2008年生产资料价格上涨,平均每亩生产成本为3990元。减去生产成本,平均每亩纯收入为14010元(指减去除人工费以外的全部生产成本后的收入,下同)。草莓每亩用工163个,平均1个人工可获得收入86元。采用膜下滴灌+塑料大棚技术与其它常规生产模式相比,是常规草莓种植方式纯收入4000元每亩的3.5倍,是柑桔生产纯收入2000元每亩的7倍,是粮食作物生产纯收入500元每亩的28倍。