膜下滴灌技術(shù)在神池縣的應(yīng)用及效益分析

李霄榮

（忻州市河道工作站，山西 忻州 034000）

1 關(guān)于膜下滴灌技術(shù)

膜下滴灌是在覆膜種植的基礎(chǔ)上，鋪設(shè)滴灌管道系統(tǒng)為農(nóng)作物供水的灌溉方式，是將覆膜種植技術(shù)與滴灌技術(shù)相結(jié)合的一種新型高效節(jié)水灌溉技術(shù)。滴灌根據(jù)農(nóng)作物生長發(fā)育需要，將灌溉水調(diào)節(jié)成滴狀，緩慢、均勻、定時、定量地浸潤農(nóng)作物根系，使根系土壤始終保持在最優(yōu)含水狀態(tài)。同時，也可根據(jù)需要將肥料和農(nóng)藥隨水滴入農(nóng)作物根系。該技術(shù)減少了農(nóng)作物的棵間水分蒸發(fā)，有利于水資源的高效利用。

2 項目概況

神池縣位于晉北黃土高原，總面積1469.5km2，其中耕地面積656km2。區(qū)域內(nèi)屬西北大陸性干旱氣候帶，年均降水量僅400mm，降水量少且年內(nèi)分布不均，6—8月降水量占年降水總量的65%。干旱是該縣的主要自然災(zāi)害，植被稀少，水土流失極為嚴(yán)重，水資源不足制約著糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于水源短缺，全縣農(nóng)業(yè)總體上為粗放經(jīng)營，2008年，人均產(chǎn)糧950kg，人均純收入2403元。

為提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民收入，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，充分發(fā)揮“一村一井”水利工程的效益，神池縣于2013年在東湖鄉(xiāng)、義井鎮(zhèn)、八角鎮(zhèn)發(fā)展推廣玉米和土豆膜下滴灌技術(shù)?？倢嵤┟娣e400hm2，其中八角鎮(zhèn)種植玉米200hm2，義井鎮(zhèn)種植玉米80hm2，東湖鄉(xiāng)種植玉米 66.7hm2，土豆 53.3hm2。

2.1 總體方案和布局

根據(jù)項目區(qū)設(shè)置，結(jié)合水源及地塊分布狀況，膜下滴灌方案將26.7hm2耕地作為一個灌溉系統(tǒng)，共建設(shè)16個滴灌系統(tǒng)。每個系統(tǒng)由水源工程、首部裝置、輸配水管網(wǎng)及灌水器組成，采用“支管+輔管+毛管”系統(tǒng)模式。

2.2 建設(shè)內(nèi)容

膜下滴灌共涉及3個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）10個村莊，主要建設(shè)內(nèi)容包括水源工程、首部裝置、輸配水管網(wǎng)工程、排水工程和土方工程。

水源工程：以井水為水源，共16眼機井，通過水泵加壓后進入滴灌首部。

首部工程：包括過濾裝置、施肥裝置和測控裝置。根據(jù)本項目區(qū)的水源為井水，固體顆粒含量很少的情況，過濾裝置采用“離心+網(wǎng)式”過濾器組合形式，共設(shè)16個過濾平臺。

施肥裝置主要是施肥罐，其作用是使易溶于水并將計劃施于作物根系的肥料、農(nóng)藥等在施肥罐內(nèi)充分溶解，然后通過滴灌系統(tǒng)輸送到作物根部，供作物吸收利用。測控裝置包括閥門、水表、壓力表、排氣閥、逆止閥，其作用是方便系統(tǒng)地操作和運行管理，保證系統(tǒng)安全。

輸配水管網(wǎng)工程：包括主干管、分干管、支管、輔管、毛管及連接管件。主干管與分干管、分干管與支管、支管與毛管均采用魚骨形布置，以減少沿程水頭損失，降低能量損耗。

干管的作用是為滴灌系統(tǒng)輸送水量，本系統(tǒng)采用兩級干管：主干管和分干管。地下輸水系統(tǒng)的主干管和分干管采用U-PVC管道。主干管由1條管線構(gòu)成，分干管垂直于主干管鋪設(shè)，分一級分干管和二級分干管。一級分干管由若干條管線組成，每條一級分干管上接引若干條二級分干管，分干管尾部設(shè)置排水閥。

支管的作用是控制滴灌帶的適宜長度，劃分輪灌區(qū)。地面采用PE直徑63mm軟支管+PE直徑32mm輔管+毛管（直徑16mm迷宮式滴灌帶）。支管垂直于分干管鋪設(shè)，每條支管上與其平行鋪設(shè)多條輔管，每條輔管上沿作物方向鋪設(shè)多條毛管。毛管鋪設(shè)在地膜下，間距為1m，滴頭間距0.3m，平均流量2.1L/h。支管通過輔管向毛管供水，對輪灌運行、提高灌水均勻度效果良好。

連接管件的作用是將各部分管道連通為管網(wǎng)。

排水工程：主要包括閥門井、排水井的鎮(zhèn)墩。在干管及干管連接處設(shè)置閥門井45個，在分干管末端設(shè)置排水井53個，均為磚混凝土圓形結(jié)構(gòu)。在每條管道的轉(zhuǎn)彎處設(shè)置C15混凝土鎮(zhèn)墩98個。

3 膜下滴灌優(yōu)點

3.1 節(jié)水效果明顯

由于神池縣境內(nèi)的河流全部是季節(jié)性河流，又沒有水庫等蓄水工程和灌溉設(shè)施，傳統(tǒng)的漫灌方式灌水量不易控制，浪費較大。據(jù)調(diào)查，每公頃玉米地漫灌用水量約1800~2250m3，利用率僅40%~50%。而膜下滴灌為局部灌溉，只濕潤農(nóng)作物根部，可靈活調(diào)控水量，用水量很少，平均用水量是傳統(tǒng)灌溉方式的12%。作物覆蓋地膜后，蒸發(fā)量大大減少，可有效提高灌水利用率。

3.2 灌溉均勻，地溫降幅小

神池縣坡耕地較多，平均無霜期僅114d。如果用傳統(tǒng)的漫灌方式，灌水既不均勻，又使地溫降幅增大，農(nóng)作物不易成熟。膜下滴灌能夠按農(nóng)作物的需水規(guī)律均勻灌溉，每次灌水量很小，既滿足了農(nóng)作物的需水要求，又可將對地溫的影響降到最小，從而有利于農(nóng)作物的生長發(fā)育，提早成熟收獲。

3.3 隨水施肥，肥料利用率提高

膜下滴灌可以把可溶性肥料溶于施肥罐中，適時適量地隨水輸送到作物根部，提高了水肥利用率，并可節(jié)省生產(chǎn)投入。

3.4 有效防止病蟲害傳播

由于灌溉時水量小、下滲快，而且是局部灌溉，大部分地表保持干燥，可抑制雜草生長，有效防止一些病害隨水傳播。

3.5 降低勞動強度

膜下滴灌是管網(wǎng)供水，操作方便，省工省力。由于農(nóng)作物行間沒有灌水，土壤一般不板結(jié)，可減少中耕除草次數(shù)和投工，降低田間灌水勞動量和勞動強度。

3.6 投資小，效益高

膜下滴灌投資小，建設(shè)周期短，而且本項目與神池縣的良種補貼項目、地膜覆蓋項目和純井灌區(qū)灌溉相結(jié)合，灌溉成本較低。項目的干支管是固定式的，投入后可多年繼續(xù)利用；滴灌帶一般可回收兩次利用，如果使用得當(dāng)，還可多次利用，工程造價和運行費用較低。據(jù)測算，膜下滴灌設(shè)施每公頃投資僅11325元，可減輕農(nóng)戶負(fù)擔(dān)，促進增產(chǎn)增收。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟效益

應(yīng)用膜下滴灌技術(shù)，可提高糧食單產(chǎn)，正常生產(chǎn)期間測算項目區(qū)年增加效益約247萬元，每公頃平均增產(chǎn)6150元左右，經(jīng)濟效益十分顯著。規(guī)?；N植玉米，可以解決養(yǎng)殖業(yè)的飼料問題，帶動當(dāng)?shù)亟q山羊養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。加大土豆產(chǎn)量，可使神池縣現(xiàn)有的3家土豆深加工廠獲得較好的經(jīng)濟效益。

4.2 生態(tài)效益

滴灌結(jié)合施肥利于提高灌溉水肥利用率，可以節(jié)水、節(jié)肥，減少灌溉水向深層滲漏及移動性強的營養(yǎng)元素流失，減輕對地下水的污染，可有效改良農(nóng)田土壤結(jié)構(gòu)，防止土壤次生鹽堿化，保護和改善生態(tài)環(huán)境。

4.3 社會效益

推廣膜下滴灌技術(shù)，可提高土地產(chǎn)出率，形成以市場、生產(chǎn)基地為依托的產(chǎn)、供、銷一體化生產(chǎn)格局。因此，建設(shè)一個科技含量高的規(guī)?；は碌喂鄥^(qū)，將會加快全縣的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，實現(xiàn)農(nóng)村經(jīng)濟良性循環(huán)。

5 結(jié)語

神池縣膜下滴灌工程以新技術(shù)為依托，工藝設(shè)計方案成熟可靠，工藝技術(shù)易掌握，投資小，建設(shè)周期短，產(chǎn)品質(zhì)量高，經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益顯著，對全縣農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展無公害糧食、提高人民生活質(zhì)量等具有重要意義，建議大力推廣應(yīng)用。