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关于痕量灌溉技术的调研报告
  中国灌溉排水发展中心  
    编辑:管理员 归档时间:2012/5/17    

2012年4月26日上午灌排中心主任李仰斌、总工韩振中带队对北京普泉科技有限公司研发的痕量灌溉技术和产品进行了调研,并参观了试验基地。普泉公司技术人员对痕量灌溉技术的特性与应用情况做了介绍,演示了痕量灌溉管工作原理。我们认为痕量灌溉技术是一项创新技术,自主研发,具有自主知识产权,在国内外获得发明专利,节水效果明显。

一、技术经济特性

1、技术原理。灌溉水由贮水箱依靠水重力输送到地埋毛管内,经过毛管中的控水头自动将水或营养液输送到植物根系区,控水头一端的毛细管束置于土壤中,利用土壤毛细力根据植物生长需要自动吸取水分,以极小的速率植物可以连续不断地获得水分或营养液,满足生长需要,不产生灌溉水地下渗漏,也不产生土壤表面的水分蒸发。

2、关键技术。主要是控水头,由痕灌膜和毛细管束组成,痕灌膜是一种高分子超滤膜,起到灌溉水过滤的作用,毛细管束(类似灯芯)是一种纤维材料,间隙很小,起到毛细管的作用。

3、技术指标。与滴灌相比,(1)不需要动力设备,只需要保持0.5米水位的贮水箱;(2)不需要首部过滤设备,对水质要求不高,但水中不能有油性物质;(3)控水头比普通滴头抗堵性强;(4)控水头(滴头)流量0.2L/h(主要是与贮水池水位、土壤湿度、作物生长要求相关),以一季草莓为例,痕量灌溉用水量为153立方米/亩,而普通滴灌用水量为281立方米/亩,比普通滴灌节水47%,也可相应节约肥料;(5)毛管铺设极限长度可达600米,而滴灌带一般在50-100米左右;(6)作物产量与滴灌没有差别。

4、工程造价。痕量灌溉系统由贮水箱、地下毛管、控水头组成,结构比较简单。但由于现在痕量灌溉管生产是半机械化,生产规模不大,目前价格较高,痕量灌溉管每米造价5-6元(滴灌带0.2-1.0元/米),亩投资是2000-3000元(果树),4000-5000元(温室),而滴灌亩投资在600-1000元。

5、经济性。痕量灌溉系统节水效果十分明显,无动力,运行费用低,不需每年更换毛管,地埋毛管可用5-10年,同时由于系统流量很小,管道沿程水力损失小,主、干、支管径小,随着加工工艺改进,生产自动化程度提高,痕量灌溉管价格可降低,亩投资将来可能会有较大的下降空间。

6、灌水模式。痕量灌溉系统在作物生育期需每天24小时运行,没有灌水周期。灌溉耗水规律还正在试验中。

二、推广应用

该项技术是2003年专利发明人进行研发,2004年成立公司进行产品生产,2007年在试验示范区应用。已完成和正在进行的试验示范的作物有:马铃薯大田作物,蔬菜(番茄、黄瓜、青花菜、球茎茴香、生菜、甜椒)、水果(草莓)和花卉(百合、地被菊)等3大类9种温室作物,桃树、葡萄、苹果、梨、大樱桃、甘蔗等露地水果,以及植树造林等领域。因控水头生产现阶段还是手工加工,没有实现工业化生产,推广面积没超过1000亩,该技术在特别干旱的西北地区有一定的推广价值。

三、试验实例

地点:北京小汤山特菜基地

作物种类:温室内的青花菜、球茎茴香等

面积:62亩

试验时间:2007-2011年

试验对痕量灌溉系统的灌水均匀度、土壤含水量、作物生长发育、生理生化、产量品质和水分利用等进行了研究。结果表明,与滴灌相比,痕量灌溉节水效益明显,未发现堵塞现象。

1、痕量灌溉田间耗水量减少

青花菜痕量灌溉的田间耗水量比滴灌减少53立方米/亩,即节水56.2%,球茎茴香痕量灌溉的田间耗水量比滴灌减少42.5立方米/亩,即节水49.7%。

2、痕量灌溉条件下作物产量稳定,水分利用效率显著增加

痕量灌溉条件下青花菜、球茎茴香的经济产量与滴差异不显著,但水分利用率比滴灌增加显著,青花菜增加13.3kg/立方米(水),球茎茴香增加30.7kg/立方米(水)。

3、痕量灌溉利于作物根系发育

由于痕量灌溉是地下供水且供水速度缓慢,尤其在冬季灌溉时可使到达植物根系的水分温度维持在一个更适宜植物根系生长发育的范围之内,可有效避免低温对根系的不利刺激,促进做根系发育,从而有利于根系对水分和养分的吸收,改善了作物品质,提高了作物产量。

痕量灌溉的田间生产示范效果良好,以滴灌对照,其节水效率为43%~58%,经济产量增幅为0~14%,水分利用率增幅为80%~173.2%,省工36.4%~57.9%。

 

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