微润灌溉技术在温室大棚中的应用

张 驰

（法库县农业技术推广与行政执法中心，辽宁 沈阳110400）

微润灌溉技术主要适用于温室大棚蔬菜、花卉等作物以及果园的灌溉[1]。由于该技术是一种新型的节水灌溉技术，在工程建设指导中没有固定的设计参数，因此通过具体实例验证技术的可行性。通过示范工程的建设，设计了不同的应用模式，提供了设计计算方法和设计参数，使该技术得到了大规模推广。

1 直压应用模式

1.1 设计原理及参数

保证灌溉均匀性的前提下，为了有效提高大棚灌溉效率，温室微湿新型灌溉系统可以通过泵或压力罐直接加压，该模型需要考虑进口压力对其产生的影响，以及如何安装排气等装置。设计过程所需计算的主要参数为：作物最大日耗水量、作物种植面积、垄距、田间持水量[1]、单井出水量、地下水埋深及灌溉设备出水量等。

1.2 系统组成与管网布置

该系统由水井、潜水泵、文丘里施肥机、过滤器、压力计及控制阀等组成[1]。灌溉管网分干管、支管和毛细管三部分，主干、分支和毛细管相互垂直，灌水器与毛细管串联，并直接灌溉作物根系，毛管间距取决于作物种植而定，总布置间距在0.6～1.2 m 之间，毛管铺设长度不大于10 m，灌水器间距在0.3～0.5 m 之间。

100 m 温室一般分为两个轮作灌区，主管、支管可采用普通PE 管或薄壁PE 管，为保证灌溉的均匀性，主、支管道宜采用双向供水，灌水器宜向上布置。微润灌水器主要铺设在膜下和地面上，灌溉水可直接灌溉到作物根系，以达到定点实施局部灌溉[2]。

1.3 应用举例

以沈阳法库县孟乡温室微润灌溉为例。位于法库县北部的孟家属北温带陆地季风气候，半干旱地区，年平均降雨量600 mm 左右，地下水埋深一般为10～20 m，含水层厚度约20 m，含水层为砂卵石层，项目区主要农作物为黄瓜、番茄等。

试验区作物种植面积800 m3，整个灌区分为两个轮作灌区，水源井位于该试验区中心，顶部有一个2 in 的净过滤器和一个文丘里式施肥器，支管和主管为50PE 管，长度分别为100 m 及50 m，主管尾端设有排气阀，支管为单侧供水方式[2]，毛细管为16PE 管，长度为8 m，其间距离为1.2 m。毛细管84 根，灌水器间距0.3 m。

2 自压应用模式

2.1 设计原理与参数

传统的直接压力滴灌法是将水直接从水源井灌溉到作物的根系，从而大大降低了地温，也抑制了农作物的生产，严重影响了作物的增产和质量，另外，利用铁锰离子含量的水进行灌溉也容易造成滴头堵塞[3]，而自压灌溉的原理是将灌溉水预先注入水箱，在2～3 d 的日照下使水中杂质充分沉淀，同时提高水温，一方面减少堵塞的可能性，另一方面也有利于作物的生长。

该模型的设计参数与直接压力模型基本相同，但差异在于需要计算水箱容积、安装高度及自动供水控制设备。

2.2 系统组成与管网布置

系统由水源井、潜水泵、储水箱、自动注水控制装置、文丘里施肥器[3]、过滤器及控制阀等组成。

灌溉管网分三层布设，即干管、支管和毛细管，干管、支管和毛细管互相垂直并于灌水器串联起来[3]，直接灌溉到作物根系，毛管间距取决于种植作物种类，总布置间距在0.6 m～1.0 m 之间，毛管铺设长度不大于10 m，灌水器间距在0.2～0.5 m 之间。

100 m 温室一般由四个轮作灌溉区进行灌溉，干管和支管可采用普通PE 管或薄壁PE 管，主要是为保证灌溉水的均匀性，干、支管采用双向供水，灌水器向上放置，微湿灌水器主要位于膜下和土地表面[4]。

2.3 应用实例

以朝阳市建平县亚博图村温室为例。太平庄乡亚博图村位于建平县中西部，地下水埋深25 m，含水层厚度20 m，含水层为中粗砂，水质较好，盐度小于0.5 g/L，无机物含量一般在100 um 左右，适宜灌溉。项目区块状结构，壤土质地，干容量1.45 t/m3，田间最大持水率26%。

本村温室面积为100 m×7 m，实际种植面积为100 m×6 m，后山墙高度为3.5 m，温室外有水井，出口位于温室中部，该区水质较好，铁锰含量较低，泥沙含量较低，田间种植黄瓜，大垄双排，种植间距0.35 m，共90 垄。

毛细管采用直径为10PE 管，干管采用直径为32PE 管，储水箱采用500L PVC 水箱，见图1，注水嘴位于水箱顶部，出水口位于水箱底部，水箱注水嘴处设有自动控制装置[5]。过滤器采用1.2 in 网式过滤器（120 目），肥料罐为10L 压差肥料罐。整个种植区分为四个旋耕灌区，每个旋耕灌区面积为25 m×7 m，毛管间距为1.2 m，水箱安装高度为3 m，四个温室共用一口水井。

3 综合压力应用模式

3.1 设计原理与参数

图1 水箱位置侧面图

针对温室内草莓、桃子在关键需水期耗水量大、温室内安装空间与水箱容积有限等问题，提出微湿灌溉技术在温室内的综合压力应用模型[5]，在用水量较少的生长期，可采用水箱自压灌溉，在用水量较多的生长期可采用直压灌溉。设计所需参数为作物各生育期用水量、单井出水量、作物种植结构形式等。供水系统有泵和水箱，利用三通、阀门等管件实现综合压力控制，见图2。

图2 阀门控制系统图

3.2 系统组成与管网布置

系统包括水源井、储水箱、自动注水控制装置、潜水泵、化肥罐、控制阀、过滤器、止回阀等。

灌溉管网分三级布置即干管、支管和毛细管，主管、支管、毛细管相互垂直，直接灌溉作物根系，毛管间距根据种植作物种类而定，采用单脊双管，总布置间距为0.8 m、0.4 m、0.8 m（1.2 m垄距间距），毛管敷设长度不超过10 m，灌水器间距为0.3～0.5 m。

100 m 温室一般分为四个轮作灌区，干、支管可采用普通PE 管或薄壁PE 管。为了保证灌溉的均匀性，主、支管道宜采用双向供水，灌水器应向上放置，微湿灌水器主要放置在膜下和表面。

3.3 应用实例

以新民市周坨子乡温室为例。项目区位于周沱子乡周沱子村，地下水丰富。地下水深度一般为7～142 m，含水层厚度约为20 m，含水层岩石为砂质卵石，该区单井产量为15 m3/h，水源条件满足灌溉要求。

整个种植区分为四个轮作灌区，每轮灌溉面积为25 m×6 m，毛细管间距为1.2 m，水箱安装高度为2 m，四个温室共用一口井。

毛细管采用直径16PE 管，主管为直径50PE管，储罐为500L 的PVC 罐，注入口在罐顶，出口在罐底，自动控制装置设置在罐的注入口，水箱进出水管均安装阀门，进出水管之间的主管上设置阀门。过滤器采用1.2 in 网式过滤器（120 目），肥罐采用文丘里施肥机，见图3。

图3 管路布置示意图

4 结 语

传统的地表灌溉周期较长，土壤含水量变化较大，不利于根系吸水和蓄水。同时，地表灌溉土壤过于湿润，易固结，通风不良，缺氧，抑制根系呼吸和利用，该灌溉技术能有效改善农田土壤结构，防止土壤次生盐碱化，有效保护农业由精准农业和向产业化经营转变。