本刊記者|楊陽(yáng)

給作物“打點(diǎn)滴”
——記甘肅省引河滴灌新技術(shù)

本刊記者|楊陽(yáng)

甘肅省灌溉普遍采用黃河水，因黃河水含泥沙量過高，引河滴灌的技術(shù)難點(diǎn)在于水源處理。甘肅省通過目前采用的網(wǎng)式、砂石、疊片等過濾器進(jìn)行研究及改進(jìn)，結(jié)合黃河水的特點(diǎn)，采用旋流分離技術(shù)結(jié)合網(wǎng)式過濾技術(shù)對(duì)引黃灌區(qū)高含沙水進(jìn)行泥沙分離，使黃河水可以成為滴灌的主要用水來源。

滴灌技術(shù)是一種于上世紀(jì)60年代由以色列斯邁哈博拉斯父子發(fā)明的節(jié)水灌溉技術(shù)。該種技術(shù)是通過干管、支管和毛管上的滴頭，將已過濾的水分、肥料或其它化學(xué)劑等緩慢地滴入植物根部土壤的一種灌溉系統(tǒng)。滴入作物根部土壤的水分在重力和毛細(xì)管的作用下，將水分?jǐn)U散到整個(gè)根部，使作物主要根區(qū)的土壤經(jīng)常保持最優(yōu)含水狀況，就像是在給作物打點(diǎn)滴。由于灌水過程中對(duì)土壤結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小，有利于保持作物根層疏松通透的環(huán)境條件，并可減少土面蒸發(fā)損失，故地下滴灌技術(shù)具有明顯的節(jié)水增產(chǎn)效益。此外，田間輸水系統(tǒng)地埋后便于農(nóng)田耕作和作物栽培管理，且地埋后管材抗老化性能增強(qiáng)，不易丟失或人為損壞。

我國(guó)西北干旱半干旱地區(qū)年降水少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別需要節(jié)水栽培技術(shù)。傳統(tǒng)的滴灌多采用雜質(zhì)、泥沙較少的地下水為水源，但是像煤炭一樣，深層地下水是不可再生的資源。近20年，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地下水開采量平均以每年25億平方米的速度增加，導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)區(qū)域地下水位下降，最終形成區(qū)域地下水位的降落漏斗。區(qū)域地下水下降使平原或盆地濕地萎縮或消失、地表植被破壞，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境退化。

甘肅灌溉普遍采用黃河水，黃河水含泥沙量之高舉世聞名，而滴灌用水對(duì)水質(zhì)又有很高的要求，黃河水滴灌的技術(shù)難點(diǎn)在于水源處理。甘肅省通過目前采用的網(wǎng)式、砂石、疊片等過濾器進(jìn)行研究及改進(jìn)，結(jié)合黃河水的特點(diǎn)，采用旋流分離技術(shù)結(jié)合網(wǎng)式過濾技術(shù)對(duì)引黃灌區(qū)高含沙水進(jìn)行泥沙分離，使黃河水可以成為滴灌的主要用水來源。

為了鼓勵(lì)農(nóng)戶依靠科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)脫貧，甘肅省通過舉辦滴水灌溉培訓(xùn)班、在田間地頭結(jié)合實(shí)際為農(nóng)戶講解滴灌技術(shù)，引導(dǎo)種植戶使用。甘肅省還將此項(xiàng)技術(shù)做成了動(dòng)漫，非常形象地講解滴灌技術(shù)的內(nèi)容，幫助貧困群眾更好地理解和掌握使用滴灌技術(shù)。

推廣滴灌技術(shù) 科技促進(jìn)西部農(nóng)業(yè)發(fā)展

甘肅省地處黃土、青藏和蒙古三大高原交匯地帶。境內(nèi)地形復(fù)雜，山脈縱橫交錯(cuò)，海拔相差懸殊，高山、盆地、平川、沙漠和戈壁等兼而有之，是山地型高原地貌。從東南到西北包括了北亞熱帶濕潤(rùn)區(qū)到高寒區(qū)、干旱區(qū)的各種氣候類型。

甘肅省氣候干燥，氣溫日較差大，光照充足，太陽(yáng)輻射強(qiáng)。年平均氣溫在0～14℃之間，由東南向西北降低；年均降水量300毫米左右，降水各地差異很大，在42～760毫米之間，自東南向西北減少，降水各季分配不均，主要集中在6-9月。

甘肅獨(dú)特的氣候條件決定了高效節(jié)水灌溉成為甘肅省農(nóng)業(yè)灌溉的主要發(fā)展方向。甘肅省目前采用的滴水灌溉較傳統(tǒng)灌溉有四大優(yōu)勢(shì)。

一是節(jié)約水資源，適應(yīng)甘肅省氣候條件。由傳統(tǒng)的澆地變成澆作物，水流可以順滴到作物根系，減少蒸發(fā)，節(jié)約了灌溉用水量。滴灌是目前全球節(jié)水效果最好、發(fā)展最快的節(jié)水灌溉技術(shù)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，灌溉用水約占全球總用水量的40%，其中，絕大部分是淡水。近年來，隨著全球淡水資源的日趨短缺，推廣滴灌技術(shù)成為各國(guó)解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與水資源短缺矛盾的重要方式。在渠灌、噴灌、滴灌三種灌溉方式中，滴灌具有無輸水損失，無地面徑流損失，深層滲漏損失小，田間蒸發(fā)損失低的特點(diǎn)，因此，水分利用率非常高。

二是降低肥料農(nóng)藥施用量。通過水肥融合把單一的水變?yōu)檗r(nóng)作物的營(yíng)養(yǎng)液，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。滴灌能很好地實(shí)現(xiàn)水肥一體化，做到“一次勞動(dòng)，雙重功效”。據(jù)相關(guān)測(cè)定，達(dá)到同樣施肥效果，通過滴灌水肥連供技術(shù)可使肥料的利用率高達(dá)80%，節(jié)省肥料30%以上。同時(shí)因是小范圍局部控制，微量灌溉，水肥滲漏較少，故可節(jié)省化肥施用量，減輕污染。

三是節(jié)約勞動(dòng)力，提高經(jīng)濟(jì)效益。滴灌直接將輸水管道埋于地下或放置于植物根部，一次施工多年收益，不需要年年大量投入勞力、不需要開挖溝渠占用大量土地，在土地日益短缺和勞動(dòng)力成本高漲的當(dāng)前，滴灌在節(jié)約勞動(dòng)力、減少土地占用方面的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。滴灌系統(tǒng)僅通過閥門人工或自動(dòng)控制，又結(jié)合了施肥，故可明顯節(jié)省勞力投入，降低了生產(chǎn)成本。

四是保持土壤結(jié)構(gòu)。滴灌土壤不板結(jié)，團(tuán)粒不破壞，有很好的節(jié)水和改良土壤及壓鹽堿的作用。在傳統(tǒng)溝畦灌較大灌水量作用下，使設(shè)施土壤受到較多的沖刷、壓實(shí)和侵蝕，若不及時(shí)中耕松土，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重板結(jié)，通氣性下降，土壤結(jié)構(gòu)遭到一定程度破壞。而滴灌屬微量灌溉，水分緩慢均勻地滲入土壤，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)能起到保持作用，并形成適宜的土壤水、肥、熱環(huán)境。

解決關(guān)鍵問題 滴灌技術(shù)助農(nóng)民脫貧致富

甘肅省水資源緊張，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)往往“靠天吃飯”，受天氣影響較大。傳統(tǒng)灌溉方式下的農(nóng)作物產(chǎn)量較低，水資源、肥料等生產(chǎn)資料的利用率低，農(nóng)民收入受限。農(nóng)民迫切需要科技力量來改變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉模式。

滴灌帶系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求較高，所選水源中不能含有泥沙、雜草、水藻等雜物，且水的ph值和含鹽量也要在一定范圍內(nèi)，如果水中有雜物，則有可能堵塞滴灌帶，影響滴灌系統(tǒng)的工作。如果ph值和含鹽量超過標(biāo)準(zhǔn)則可能會(huì)對(duì)作物和滴灌帶造成傷害。

大田作物的膜下滴灌技術(shù)

黃河水含泥沙量之高舉世聞名，而滴灌用水對(duì)水質(zhì)又有很高的要求，黃河水滴灌的技術(shù)難點(diǎn)在于水源處理。通過目前采用的網(wǎng)式、砂石、疊片等過濾器進(jìn)行研究及改進(jìn)，結(jié)合黃河水的特點(diǎn)，采用旋流分離技術(shù)結(jié)合網(wǎng)式過濾技術(shù)對(duì)引黃灌區(qū)高含沙水進(jìn)行泥沙分離，在得出適用于高含沙水水質(zhì)特點(diǎn)的旋流器尺寸的基礎(chǔ)上，在考慮減少短路流對(duì)分離效率的影響下，對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化前后旋流器內(nèi)部對(duì)其內(nèi)部水流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行多相流模擬分析。對(duì)比優(yōu)化后泥沙分離系統(tǒng)溢流口與底流口模擬值與實(shí)測(cè)值的泥沙濃度與溢流口的泥沙去除率，確定模擬結(jié)果的可靠性。

針對(duì)滴頭易堵塞的問題，通過對(duì)現(xiàn)有的內(nèi)鑲式滴頭的結(jié)構(gòu)、形狀、生產(chǎn)工藝、工作原理的研究，近一步改進(jìn)滴頭的結(jié)構(gòu)、形狀等，從而達(dá)到微小高效的效果。在微小高效滴頭的研制方面取得突破性進(jìn)展，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的滴頭核心技術(shù)。

目前，甘肅省內(nèi)各州市建立試驗(yàn)示范區(qū)4個(gè)，示范推廣面積30000畝，帶動(dòng)農(nóng)民增收60萬元，培訓(xùn)人員30000人（次）。滴灌技術(shù)已成為幫助甘肅省農(nóng)民脫貧致富的重要幫手。