淺析小管出流灌溉技術在鳳翔縣果樹生產(chǎn)中的推廣及應用

劉 勃 苗曉東

（鳳翔縣水利局 陜西 鳳翔 721400）

水資源緊缺是制約干旱區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸，而精準、節(jié)水灌溉是實現(xiàn)旱地農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。隨著我國水資源短缺形勢的日益加劇，研究與推廣成系統(tǒng)的高效節(jié)水灌溉方式將成為我國干旱區(qū)未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。近年來，全國各地逐步實施了一大批高效節(jié)水灌溉工程，高效節(jié)水材料及設備生產(chǎn)也形成了一定規(guī)模，其主要以低壓管灌、噴灌、滴灌、微灌等方式為主。其中在花卉和果園灌溉中，以小管出流為主要形式的微灌灌溉系統(tǒng)是近幾年研推廣較為多見且成熟的灌溉方式，其主要是針對傳統(tǒng)滴灌和微灌過程中灌水器易堵塞、出流量小等問題而改良，具有流量大、不易堵塞、灌溉用時短等特點。通過對果園小管出流灌溉技術的實驗和初步應用，更體現(xiàn)了小管出流高效節(jié)水灌溉方式具有節(jié)水、節(jié)地、省工、節(jié)能等諸多優(yōu)點。因此該灌溉技術在當前水資源形勢日益嚴峻、節(jié)水灌溉刻不容緩的形勢下，具有非常廣闊的推廣前景。

1 概況

1.1 縣域概況

鳳翔縣位于陜西省關中西部,縣域總面積1179 km2，全縣轄12個鎮(zhèn)，233個行政村，耕地面積76萬畝。是全國優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)基地、商品糧生產(chǎn)大縣和優(yōu)質(zhì)蘋果生產(chǎn)基地。該縣土質(zhì)肥沃，光熱條件好，農(nóng)業(yè)資源豐富，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，適宜于種植辣椒、蘋果、小麥、玉米等糧經(jīng)作物。特別是地處全縣中、南部的沖洪積扇區(qū)和黃土臺塬區(qū)地勢平坦，水資源比較豐富，具有發(fā)展規(guī)?；飞a(chǎn)得天獨厚的優(yōu)勢。

1.2 縣域果樹灌溉概況

鳳翔縣人多地少，水資源緊缺，自然災害頻繁，農(nóng)田水利歷來在縣域經(jīng)濟發(fā)展中占有十分突出的位置。近年來，在縣委、縣政府的強力推動下，“北果南牧中菜”戰(zhàn)略得到全民響應，范家寨鎮(zhèn)榮膺全國優(yōu)質(zhì)蘋果生產(chǎn)百強鄉(xiāng)鎮(zhèn)，蘋果、辣椒等高效農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的支撐產(chǎn)業(yè)。在鳳翔縣蘋果種植區(qū)，傳統(tǒng)的灌溉方式還采用費水、耗工、高成本的大水漫灌，在用水高峰期和水源緊張時矛盾尤為突出。據(jù)統(tǒng)計，長期以來，采用傳統(tǒng)灌溉方式，每戶灌溉時在清理渠道、巡渠、澆地時需投用5～6個工日，這無疑增加了灌溉的人力投入。采用大水漫灌時，大量的水沒有進入果樹根部而浪費掉，灌溉水利用效率很低，且果農(nóng)對蘋果生長各個階段的需水量和灌水次數(shù)等沒有科學的規(guī)劃，使得蘋果生產(chǎn)落后、產(chǎn)量低、質(zhì)量差，嚴重制約了縣域經(jīng)濟作物生產(chǎn)的發(fā)展和種植區(qū)群眾的增收。

2 小管出流灌溉系統(tǒng)概述

小管出流灌溉系統(tǒng)由水源、首部樞紐、輸水管網(wǎng)和灌水器等部分組成。水源由水泵、啟動等設備組成，首部樞紐包括施肥、過濾、計量和控制等設備，輸水管網(wǎng)多采用樹狀布置，由干管、分干管、支管、毛管組成，灌水器由穩(wěn)流器和出流小管組成。其灌溉原理為將水源水經(jīng)首部樞紐過濾，通過管網(wǎng)逐級分配輸送至毛管，利用安裝在毛管上的出流小管和穩(wěn)流器，采用壓力補償，將管道有壓水以細流的方式灌溉到作物根部地表，再以積水入滲的方式滲到作物根部，實現(xiàn)精準灌溉。小管出流灌溉系統(tǒng)充分解決了滴灌、微灌等灌溉系統(tǒng)流速緩、容易堵塞的的難題，且具有出流量大，流速快、流量均衡等特點，大大縮短了灌水周期，在蔬菜、果樹和花卉栽培中應用前景廣闊。

3 小管出流灌溉技術的特點

3.1 節(jié)水效益明顯

小管出流灌溉是一種局部灌溉方式，只灌溉作物根系范圍內(nèi)的土壤，灌水均勻度高，既保證了作物的需水，又不會造成耕地板結(jié)和灌溉水浪費，相比渠灌和管灌等方式節(jié)水效果明顯。小管出流灌溉方式是通過埋設在地面以下的UPVC和PE管道輸水，在輸水過程中沒有滲漏和蒸發(fā)的損失，且灌水器出流量適中，流出的灌溉水能很快滲入到作物根部，不會流至附近地塊和溝道中，經(jīng)多地區(qū)實驗，灌溉水利用率能達到95%，可比傳統(tǒng)灌溉方式節(jié)水60%以上。

3.2 不易堵塞

在滴灌和微灌灌溉時，遇到的最大問題是出水口易堵塞。小管出流灌溉是通過安裝在管道上的4mm的PE小管作為灌水器直接灌水，而滴灌和其他微灌灌水器流道尺寸一般為0.5mm～1.2mm，由于小管出流灌水器的出流小管直徑比滴灌灌水器的孔口直徑大的多，而且采用大流量出流，大的流道和流速，可以讓水中細紗級的固體物通過，也不致由于流速過小而產(chǎn)生沉積。因水質(zhì)凈化處理簡單，一般在系統(tǒng)首部安裝篩網(wǎng)式過濾器即可，解決了滴灌系統(tǒng)灌水器易堵塞的問題。

3.3 省時省工、科學灌溉

項目 地面砼渠道灌溉 小管出流灌溉 效益增減情況工程建設畝均投入（元/畝） 650 1040 增加390工程年維護及運行費用（元/畝） 310 203 減少107年灌水次數(shù)（次/畝） 3 3灌水定額（m3 /畝） 130 50 減少80凈灌溉定額（m3 /畝） 91 34.23 減少56.77灌溉人工投入（工日/畝） 14 5 減少9肥料投入（元/畝） 3200 2100 減少1100蘋果產(chǎn)量（kg/畝） 4120 4680 增加560每畝收益（元/畝） 20600 23400 增加2800

傳統(tǒng)的灌溉方式中，大多數(shù)都是渠道輸水，在灌溉過程中清理渠道、澆地等都需要大量的人力，灌溉費時費工，且每片果園不同地方灌水量沒有辦法得到精確的控制，灌水的均勻度不高。小管出流灌溉技術充分解決了灌溉費時費工、無法精確灌水這兩個問題，在灌溉時一般最多只需要兩個人配合即可完成整片果園灌溉工作，根據(jù)果樹在每個時期的需水量，只需按要求時間開啟灌溉系統(tǒng)，精確控制灌溉水量，灌溉均勻度高，達到了科學灌溉和省時省工的目的。

3.4 水肥一體化灌溉

小管出流灌溉是一種局部灌溉方式，在系統(tǒng)首部樞紐安裝一臺施肥罐，果樹施肥時，可將化肥液注入管道內(nèi)隨灌溉水進入作物根區(qū)土壤中，實現(xiàn)了灌水水和施肥同時進行，水肥的利用率也得到提高。灌溉時也可把肥料均勻地撒于導滲溝內(nèi)溶解，隨水進入土壤。特別是施有機肥時，可將各種有機肥理入滲水溝下的土壤中，在適宜的水、熱、氣條件下熟化，充分發(fā)揮肥效，解決了滴灌不能施用有機肥的問題。

4 小管出流灌溉技術推廣的必要性

“陜西省水利發(fā)展十二五規(guī)劃”中指出，要從水資源緊缺的省情出發(fā)，把建設節(jié)水型社會作為緩解水資源供需矛盾的根本措施。水是生命之源，同樣也是國家經(jīng)濟發(fā)展的主要因素。而如何高效率利用有限的水資源，盡最大能力發(fā)揮水資源的效益己經(jīng)成為看一個全球性極其有待解決的重要課題。鳳翔縣境內(nèi)農(nóng)業(yè)資源豐富，土壤氣候條件良好，作為水資源極其短缺的地區(qū)，水資源的利用率和利用效率低下使水資源在節(jié)流方面呈現(xiàn)巨大的挖掘潛力，因此高效節(jié)水灌溉成為縣域農(nóng)業(yè)水利發(fā)展的必然趨勢。

5 小管出流灌溉技術推廣的可行性

高效節(jié)水灌溉方式最近幾年在我國發(fā)展迅速，處于關中干旱地區(qū)的鳳翔縣有蘋果種植面積17萬畝，2014年，鳳翔縣縣委下發(fā)了《關于加快蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實施意見》，全縣上下凝心聚力，2014年春季，全縣新栽植蘋果1.4萬畝，新建百畝以上集中連片示范方17處，千畝示范方2個，新建果園大多在灌溉設施不足的旱塬地區(qū)。而已建成掛果的蘋果產(chǎn)區(qū)灌溉方式大多還是采用七八十年代的渠道灌溉，與果品生產(chǎn)發(fā)達地區(qū)有很大的距離，在我省其他地方，已建成了小規(guī)模的微灌、噴灌灌溉示范區(qū)，但大多還沒有對果園水肥一體化、科學化灌溉的應用。傳統(tǒng)方式對果樹的澆灌、施肥等工作都需要靠大量人工來實現(xiàn)，且不能根據(jù)作物正常生長所需要的水分來實時進行精確灌溉的一種方式，不利于果木的成長，因此，在蘋果種植上急需一種能夠根據(jù)光照、溫度、濕度及作物需水情況，能夠及時并精確控制的灌溉系統(tǒng)。

6 小管出流灌溉技術經(jīng)濟效益分析

通過在鳳翔縣蘋果主產(chǎn)區(qū)建設和推廣小管出流微灌方式，將使縣域內(nèi)的蘋果園區(qū)實現(xiàn)水肥一體化灌溉、集約化控制果園。鳳翔縣范家寨鎮(zhèn)張家溝村于2013年在蘋果園區(qū)建設了小管出流灌溉示范點，示范點蘋果種植面積53畝，現(xiàn)有農(nóng)灌機井1眼，筆者通過對該示范點應用成果和周邊采用大水漫灌的果園進行簡單對比分析，結(jié)果顯示如下表。

通過以上數(shù)據(jù)分析顯示，果樹小管出流微灌可以達到節(jié)水60%以上，不僅節(jié)水，還能節(jié)肥30%左右，節(jié)省人工50%～60%，同時實現(xiàn)果品增產(chǎn)15.5%～37.5%，不僅如此，通過精準控制水肥，果品質(zhì)量也有明顯提升。

通過微灌進行灌溉施肥，可以使果園土壤水分達到最適宜狀態(tài)，一定的灌水量可以形成相應最大濕潤半徑，而使水的深層滲漏量最小。微灌使土壤水氣比例適宜，有利于作物根系呼吸，同時可以調(diào)節(jié)土溫。通過本項目的研究和推廣，灌區(qū)環(huán)境將充分得以改善，林地的面積將進一步擴大，將有利于灌區(qū)的生態(tài)環(huán)境的改善，生態(tài)環(huán)境效益表現(xiàn)在涵養(yǎng)水源、保持水土，減少風沙災害，防止泥沙流失，調(diào)節(jié)氣候，改善生態(tài)環(huán)境、凈化空氣等效益上。由于采用了節(jié)水技術，可有效改善地下水的采補平衡，防止地下水位的持續(xù)下降，實現(xiàn)區(qū)域水環(huán)境的良性發(fā)展。

7 結(jié)語

微灌技術在發(fā)達國家中已得到廣泛使用，并取得了高效益。鳳翔作為關中地區(qū)的蘋果主產(chǎn)區(qū)，小管出流灌溉技術作為一種現(xiàn)代的高效灌溉技術在鳳翔乃至全省一定會得到快速發(fā)展。我國微灌技術積累近20年的經(jīng)驗和大量的試驗研究成果，已初步形成適合于我國國情實際的微灌技術，特別是微灌設備的技術水平已有了明顯提高。隨著時代發(fā)展，人們的思路更加開闊，更加講求實效，我國已出現(xiàn)很多制造微灌設備的廠家，這些都為微灌的發(fā)展提供了有利條件?？梢灶A料鳳翔縣將會形成一套適宜的小管出流灌溉技術體系，并作為現(xiàn)代化節(jié)水農(nóng)業(yè)不可缺少的技術。陜西水利