膜下滴灌技术在农业节水灌溉中的应用

赵玉龙

（瓜州县榆林河灌区水利服务所，甘肃 瓜州 736115）

农业是保证我国经济稳定建设的前提条件，也是确保农户具有充足个人收入、解决国家“三农”经济问题的主要工作[1]。鉴于此，相关农业研究单位提出了一种可用于农业灌溉膜下滴管技术，指将灌溉中的地膜技术与滴灌技术进行融合，降低在农业灌溉后田间水分的蒸发，提高农作物对水资源的利用率，保证肥料在田间被有效吸收，解决干旱地区农业灌溉水源不足的问题。相比传统的节水灌溉技术，此项技术具有几个方面的主要优势：可以节约灌溉用水，通过地膜技术将水土与大气环境隔离，保证灌溉用水的吸收；灌溉中，可以将农田中的肥料与水体进行融合，以滴灌的方式，使肥料与水体渗透到种植作物的根部，通过延长吸收时间，保证农作物对养分的充足吸收。长期在农业产业中推广此项技术，可以实现对土壤结构与土质环境的改良与优化，保证为农作物与田间植被提供一种更加适宜的生存与生长环境[2]。本文引进膜下滴管技术，对此项技术在农田灌溉中的应用展开研究，通过此种方式，增加地区农民的收入，保证每个农户的基本生活需求，助力我国农业产业的科学发展。

1 膜下滴灌技术的应用

1.1 膜下滴灌管道铺设与工程布置

水资源匮乏是导致农作物产量不佳的主要原因之一，而通过此项技术可以实现对农业的增产与增效[3]。为落实此项工作，引进膜下滴灌技术，对此项技术在应用中的管道铺设方式与工程布置方式进行设计。

膜下滴灌管道铺设方式主要有4 种，对4 种管道铺设方式进行描述，见表1。

表1 膜下滴灌铺设方式Tab.1 The laying method of under-membrane drip irrigation

根据农业节水灌溉的实际需求与地形排布方式，选择合适的膜下滴灌铺设方式[4]。在此基础上，使用四轮牵引设备，进行管路的铺设，布置膜下滴灌的工程，布置流程见图1。

图1 膜下滴灌工程铺设方式Fig.1 The laying method of under-membrane drip irrigation project

按照图1 的流程，铺设膜下滴灌，完成相关设备的安装后，进行滴灌装置的调试，确保装置可以正常运行后即可完成对工程的布置。

1.2 合理规划膜下滴灌技术指标与株行距

完成上述设计后，选择土地坡度在0.3% 以下的地面进行整平处理，对土体进行采样，保证土壤肥力在中等以上后，控制土体的含盐量在0.5%以下。

在此基础上，进行膜下滴灌装置的安装，根据农作物种植的行距、株距等参数，进行管道安装，按照畦宽每畦铺设1～2条滴灌管，将对应的滴头朝上处理后，进行滴管的漏水情况与堵塞情况[5]。确保布设的滴管无异常后，在管道上铺设地膜，结合农作物的种类，采用高畦覆盖的方式进行铺设。

在此基础上，按照“一管三”或“一管四”的方式，进行株行距配置，保证每株农作物之间的株间距在10～11 cm，将滴灌带铺设在下宽中心。按照上述方式，完成膜下滴灌技术指标与株行距的合理规划。

1.3 农业节水灌溉中膜下滴灌运行管理

完成上述设计后，考虑到膜下滴灌技术的应用共涉及施肥过滤、水泵加压滴灌、埋地管道等部分[6]，因此，在膜下滴灌时，还应当做好对滴灌的运行管理。

管理时，将膜下滴灌组织划分为至少4个区，采用轮灌的方式进行合理滴管。根据农作物的灌溉需求，确保单次灌水量在20 m3以上，控制灌水的周期在6～8 d。将主管埋设在田间地层下部80～100 cm，再进行主管与支管的安装，将副管铺设在膜下位置，控制其间距在120 cm 以下，将滴管的副管与主管进行连通处理，在支管的末端加装一个闸阀与堵头，确保对滴灌过程中灌水量的合理控制。

2 实例应用分析

为检验此次研究设计的成果是否具有在农业领域内广泛推广使用的价值与意义，选择瓜州县某农业生产种植区域作为此次试验研究的主要场所。

开展试验前，明确农田灌溉是保证经济市场内农业产业可持续发展的关键措施之一，为解决农业建设与发展存在的问题，提高农田水利灌溉综合水平，各地乡政府纷纷加大了对农田灌溉水利基础设施建设的投入，通过引进现代化技术的方式，完善、优化农业灌溉与排水系统，保证农作物在种植过程中对病虫害与自然灾害的抵御能力。但由于不同区域水土环境存在差异，导致水资源的分布存在严重的不平衡现象，一些农作物主要产区存在严重的水资源匮乏问题，此种问题不仅会对农作物产出效率与生产质量造成影响，还会在一定程度上干预或抑制农业行业的可持续发展。因此，由实验单位安排专门的地质勘查人员，对该地区进行地质考察，掌握农业种植区域的地质情况。经过大量的勘查掌握如下所述的地质成果：本次所研究的地区位于甘肃省酒泉市瓜州县，根地处安敦盆地内，地形南北高，逐渐向盆地中央疏勒河谷地倾斜。根据地方气象局反馈，该地区具有季节、气候分明，日照充足、温差较大、年均降雨量少等特点，根据近年来统计的数据可知，在去年瓜州县的年降雨量不足50 mm，但年均蒸发的雨水量＞1 500.0 mm。综合该地区的地质情况可知，瓜州县的农业灌溉水资源十分匮乏，在地区农户中素有“十年九旱”之称。查阅该地区历史资料可知，虽然瓜州县现有的水资源存储量约为2.4×108m3，是甘肃省最大的农业灌溉水库，但从降雨量和蒸发量来看仍然属于极度干旱地区。

此次所研究的农业种植区占地面积约19.56×104hm2，其中有效灌溉面积为3.58×104hm2，由于水资源储备量不足，导致地区农业经济的发展长期处于滞后状态。而随着地区经济建设工作的持续推进，农业用水量持续增加，这一趋势不仅加剧了全地区的用水危机，更是对地区农户个人收入与日常生活造成了较大的困扰。水资源不足、节水灌溉技术落后、农业生产效率低下等问题，已严重制约了地区经济的发展。而要解决瓜州县地区经济发展问题，实现基于地区农业建设助力经济建设，应合理使用灌溉技术，缓解地方水资源不平衡的问题。综上所述，选择该地区作为此次试验的重点研究场所是十分可行的。

根据地区种植农作物的种类，在与地区农户进行交涉后，按照设计的内容，进行膜下滴管技术的应用部署。

在农业灌溉部署中，先进行膜下滴灌管道铺设与工程布置，根据地区农业种植需求，此次研究选择加压膜下滴灌方式，采用复合式管道进行灌溉区域的全面部署。在此基础上，合理规划膜下滴灌技术指标，保证灌溉中技术应用的合理性，根据种植的农作物种类，配置农业节水灌溉中株行距，结合部署装置的运行与田间用水情况，进行农业节水灌溉中膜下滴灌运行管理。

为确保试验结果具有可比性，将农业灌溉区域划分为A～H，共8 个区域，根据不同区域在生产中的需水量，分析并计算不同区域的灌溉用水量。将灌溉过程中的实际用水量与蒸发水量作为对比指标，以此种方式，掌握使用膜下滴管技术后，农作物对水资源的利用率。在田间设置排水通道，使用“灌溉量”减去“排水量”，可以得到农业种植用水量，以此种方式掌握农作物对水源的利用率。

按照上述统计方法，统计A区域～H区域灌溉水量与排水量。将统计结果绘制成表格，见表2。

表2 A区域～H区域灌溉水量与排水量统计Tab.2 The statistics of irrigation water amount and displacement in region A to H

使用不同区域的灌溉用水有效利用量÷灌溉水量，即可得到A区域～H区域灌溉水利用率，统计基于膜下滴灌技术的灌溉用水利用率，见表3。

表3 A区域～H区域膜下灌溉技术灌溉水利用率Tab.3 The irrigation water utilization rate of under-membrane drip irrigation in region A to H

从上述表2 与表3 所示的试验结果可以看出，A 区域～H区域在应用了膜下灌溉技术，进行农业灌溉后，可以实现将灌溉水利用率控制在90.0% 以上，即降低灌溉过程中的水资源损失，实现灌溉过程中的节水效果。

3 结语

为解决农业灌溉中水资源不平衡或用水短缺等问题，本文从膜下滴灌管道铺设与工程布置、合理规划膜下滴灌技术指标、农业节水灌溉中株行距配置、农业节水灌溉中膜下滴灌运行管理等3 个方面，对此项技术的应用展开了研究。选择瓜州县某农业生产种植区域作为此次试验研究对象，应用本文设计的膜下灌溉技术开展试验研究。通过试验结果证明了，本文此次提出的技术在，可以实现将灌溉水利用率控制在90.0% 以上，即降低灌溉过程中的水资源损失，实现灌溉过程中的节水效果。要注意进行田间管道铺设时，做到对田间排水的处理，避免由于田间排水不畅或由于环境寒冷引起的管道冻裂问题，有必要的情况下，应在建设中做好对输水管道的保养与维修，保证相关工作的实施可以在投入使用后发挥更高的效果，以此种方式，保证农业种植收益的最大化。