通海县蔬菜喷灌管网示范建设与应用

刘发伦

特约栏目主持：张丽华

正高职高级工程师，现任武汉市农业机械鉴定推广站站长。30年来一直从事农业机械化技术推广和培训工作，先后承担部省下达的农业机械化项目10多项，主持各类农业机械现场演示、推广、培训会200余场，获全国农牧渔业丰收奖3项，省政府科技进步奖1项，地厅级科技进步奖4项。被农业部评为全国农业技术推广先进工作者，为省政府专项津贴获得者，被授予全国农机科普先进工作者、武汉市十佳农业女杰、全省农机化工作先进工作者等称号。

通海县地处滇中腹地，土地面积721 km2，位于北纬20°55′11″～24°14′49″、东经102°30′60″～102°52′53″，海拔1 350～2 443 m，由环湖平坝、中山丘陵、河谷3种地貌组成，人均耕地433.55 m2，气候温和，多年平均气温15.6℃，降雨量880 mm；拥有杞麓湖水域面积36.86 km2，库容1.786亿m3，是本县农业灌溉的主要水源。至2013年，全县蔬菜种植面积已达2 1744.2 hm2，产量为12.4亿kg，产值13.5亿元。为充分发挥通海县蔬菜产业的带动辐射功能，促进蔬菜产业稳定发展、农民增收致富，农业部门结合现代农业项目的实施内容和要求，在项目区安装建设蔬菜喷灌管网系统，从而实现蔬菜产业高效益、高产出，最终实现农业现代化发展。

1 示范区基本情况

通海县蔬菜项目基地选择通海县经济社会发展水平、基础设施和蔬菜生产条件比较好的通海县秀山街道办事处大树社区，土地总面积为3.54 km2。项目区位于县城西北侧2 km、秀山街道办事处中心地段，海拔1 820 m，东与万家村相望、南至过境公路、西接六一村、北邻杞麓湖，土地平整肥沃、交通便利，是通海县的蔬菜老产区和主产区。全村辖2个自然村，6个村民小组，农户1 084户，总人口3 814人，劳动力2 268人，人均耕地353.51 m2。全村农民以种植业收入为主，2011年全年蔬菜种植面积达533.6 hm2，产量2.4万t，农民人均纯收入7 287元，在全县乡镇农业经济发展属前列水平。

2 工程招投标

为了使蔬菜喷灌管网系统工程严格按照公开招标实施，实施单位委托云南弘诺招标代理有限公司于2013年6月7日在通海县公共资源交易中心进行公开招投标，整个工程分2个标段，其中，一标段（大树村委会1、2、3组）共建设38.686 hm2，中标价为2 370.00元/667 m2，中标单位为云南大丰田现代农业科技工程有限公司；二标段（大树村委会3、4、5、6组）共建设48.024 hm2，中标价2 400.00元/667 m2，中标单位为昆明苍松节水灌溉有限公司。2个标段共建设蔬菜喷灌管网系统86.710 hm2。

3 喷灌工程设计

3.1 喷头布置与管道布置

①主支管及立管 主管采用供水用硬聚氯乙烯PVC-U Φ63管（1.0 MPa），支管采用供水用硬聚氯乙烯PVC-U Φ40管（1.0 MPa），立管采用供水用硬聚氯乙烯PVC-U Φ25管（1.6 MPa）。

②喷头 该设计中，选用Φ20的可调节摇臂喷头，该喷头射程8～11 m，流量0.5～0.8 m3/h；该系统中喷头布置间距为5 m；喷头离墒面0.9 m，立管入土0.5 m。

③支管布置间距 根据田块宽度，小于6 m布1条，6.0～13.5 m布2条，13.5～24.0 m布3条，24～34 m布4条，保证不同气候条件下喷灌均匀。

④控制区 设计中，每块地1个总控制区，每条支管1个分控制区，并预留灌溉接水口1个。

3.2 灌水器安装

①站管安装 在PVC Φ40支管上安装异径三通Φ40×25，Φ25立管与Φ25口连接，用竹竿固定。

②喷头安装 在立管顶端接上Φ25×20的PVC内丝，然后把喷头安装上去即可。

3.3 电源线路安装

从4个变压器分出两相主电路，再由主电线路分出7条支线，每条支线架设2对线，每對线必须满足40 kW的供电需求。主支线每40 m架设1根6 m长杆，每根杆下安装1个防雨型配电柜。柜内配置1个漏电保护器、1个空开、5个五孔插座。

3.4 水泵选择

农户根据不同地块及安装喷头数量可选择功率为1.0～2.0 kW的单级离心潜水泵，保证地块内的所有喷头达到使用要求。

4 蔬菜喷灌管网系统实际应用调查与分析

以下所有调查数据均为农户每667 m2土地种植一茬蔬菜的用水量和用工量，主要种植甘蓝、芹菜、韭葱、莴笋、白菜、花椰菜等蔬菜。

4.1 喷灌与常规灌溉用水情况

在未安装喷灌设施以前，通海县菜农种植蔬菜时一直采用人工浇灌（对水浇施肥料）和地面漫灌的方式浇水；安装喷灌设施后，地面漫灌改为喷灌，人工浇灌则未变。

经对项目区38户菜农，涉及蔬菜种植面积271 46.9 m2的浇灌、常规沟灌、喷灌等用水情况进行调查统计，菜农种植一茬蔬菜施肥浇水3.15次，667 m2平均每次用水3.42 m3，种植一茬蔬菜仅需施肥用水10.77 m3。喷灌安装前，常规沟灌5.21次，667 m2平均每次用水38.6 m3，沟灌用水量为201.11 m3，种植一茬蔬菜用水合计211.88 m3；使用喷灌后，除施肥用水外，平均喷灌8.55次，667 m2平均每次用水9.4 m3，喷灌用水量为80.37 m3，安装喷灌后一茬蔬菜用水合计91.14 m3。

从用水情况对比可以看出，种植一茬蔬菜，喷灌比常规沟灌节约用水120.74 m3，节水率56.99%。假如不计算施肥用水，喷灌与常规沟灌相比，节水率可达60.04%。按照一年种植4茬蔬菜计算，每667 m2每年将节约用水482.96 m3，项目区86.71 hm2喷灌设施一年将节约用水627 848 m3。

4.2 喷灌灌溉与常规灌溉用工情况

在喷灌灌溉与常规灌溉用工情况统计中，因各家各户的田块面积、用水量不同，灌溉用工个数难以统一。为方便计算，以8 h为一个用工标准。调查结果显示，每种植667 m2蔬菜，施肥（对水浇施）用工量最大，需用工3.78个（施肥时一般采用对水浇施，每次需2人操作，其667 m2平均每次用工相对较大），其次是沟灌用工，需2.08个，最少是喷灌用工，只需0.51个。不考虑施肥用工，喷灌比沟灌每667 m2节约用工1.57个，一年按种植4茬蔬菜计算，每667 m2每年仅灌溉用工就节约6.28个。

5 取得的效益

5.1 经济效益

①节水节电 按照一年种植4茬蔬菜计算，与地面灌溉相比，喷灌节水率达60.04%，每667 m2土地每年可节约用水482.96 m3，项目区667 m2喷灌设施一年将节约用水627 848 m3。而项目区的灌溉用水基本上是从杞麓湖中提取使用，按照每提取1 m3水需0.5元的电费计算，每年将节约电费31.392 4万元。

②节约灌溉用工 在不考虑施肥、播种、秧苗移栽、病虫害防治用工前提下，每667 m2蔬菜喷灌比沟灌可节约用工1.57个，一年按种植4茬蔬菜计算，每667 m2每年仅灌溉用工就节约6.28个，项目区喷灌设施安装后一年将节约用工8 164个，按照通海当地每个用工80元计算，项目区年均节约人工工资65.312万元。

以上2项年可節约成本96.704 4万元。

5.2 社会效益

本项目的实施，改善了项目区蔬菜种植的水利基础设施，使区域水资源得到充分利用、极大地改善了项目区农民群众生产用水条件、缓解了水电资源紧张状况、节省了劳力、降低了劳动强度、促进了劳动力向新的生产领域转移；同时，项目区的蔬菜布局和种植结构也得到有效调整，优化了农业产业结构、改善了农业生产条件、促进了农业稳产高产。整个项目对推动人口、环境、资源和社会经济的协调发展具有积极作用，示范带动通海县20 010 hm2蔬菜进行标准化生产，达到农业可持续发展的目的。

5.3 生态效益

喷灌是采用较小的灌水定额进行浅浇勤灌，喷水均匀，能充分满足蔬菜生长发育对水分的需要，同时可以调节田间小气候、改善田间小气候和农业生态环境、促进农作物生长、降低病虫害发生、减少农药对蔬菜的污染，特别是在抵御连续多年的旱灾中发挥了举足轻重的作用。

6 蔬菜喷灌管网应用中存在的问题

6.1 田块大小不一，无形中增加安装成本

通海县人均耕地为433.55 m2，由于土地在承包到户时，各家各户的人数不同，所分到的土地面积大小不一，有的宽20多 m，而有的仅2～3 m，导致安装喷灌管网时，喷洒范围内一块地安装2排主管差一点，安装3排又显得过密，导致安装材料浪费。

6.2 蔬菜对喷灌系统设施要求高

通海县人均土地面积少、栽培品种多样化、田间管理不一致、喷灌时间不能统一，且在风大、气温高时易受气候条件的影响，一旦喷灌，周围刚喷过农药或施过叶面肥的蔬菜就会受到影响。

6.3 农户对喷灌的认识有待提高

通海县农民种植蔬菜时习惯大水漫灌，认为喷灌只能把土表喷潮，根系吸收的水分少，蔬菜不耐旱，且认为喷灌次数多，用工量大。另外，在蔬菜的生产管理过程中，田间的喷灌设施会影响农事操作，不方便土地翻犁，且易被农机损坏。

6.4 灌溉用水管理不到位，缺乏相应节水激励机制

通海杞麓湖是本县农业灌溉的主要水源，水资源紧缺，发展节水灌溉是必然趋势。但由于缺乏相应的激励机制，项目区的农户采用节水灌溉技术的程度和效率不高，降低了农田灌溉用水效率及示范带动作用。

7 蔬菜喷灌的发展方向

7.1 与农业结构调整紧密结合，提高土地单产效益

项目区蔬菜喷灌管网的建设采用的是各家各户自行喷灌的模式，且种植品种多样化，喷灌时间不能统一，电力浪费相对较大。如果喷灌与农业结构调整紧密结合起来，统一种植品种、统一生产，让单家独户的喷灌模式变为统一喷灌模式，不仅可节省电费、人工，还能充分发挥节水灌溉的作用，提高土地单产效益。

7.2 水肥一体化有机结合

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，根据测土配方，按土壤养分含量和蔬菜种类的需肥规律和特点，将可溶性固体或液体肥料，配制成肥液与灌溉水一起，通过管道和喷头洒向蔬菜，在完成喷灌的同时也完成肥料的施用，达到省工、省时的目的。