浅谈滴灌在密云区蔬菜大棚中的应用

刘录飞

（北京密云区水务局，北京 101500）

北京市农业的定位是现代都市型农业，发展的主要方向为将地下水严重超采区和重要水源保护区确定为重点区域，减少地下水的开采量，提高农业灌溉用水效率，同时保证农作物产量和农民收入。密云区是北京市的重要水源（包括地表水，地下水）区，由于近些年持续干旱，该区降水量低于多年平均降水量，随着人口的增长，社会经济的发展，居民生活用水和工农业生产用水量大幅增加，因而加大了地下水的开采力度，导致地下水位持续下降，由此产生了水质下降、破坏生态环境等一系列的负面影响。

在调整农业结构时，需要对灌水设施进行升级改造，建设高效节水灌溉设施。优化水资源配置，提高水资源利用率，保护和合理利用有限的水资源，提高人们的生活质量，使国民经济得到健康、持续、稳定的发展，对建设社会主义新农村，构建和谐社会都起到了积极的推动作用，具有良好的社会效益。

1.密云基本情况

密云区坐落于北京市的东北部，三面环山，有得天独厚的地理位置，整个区域不仅环境优美，而且空气也较为清新，将气候与地理位置进行综合分析，并结合当地地形可以进一步研究植物的生长特点，其中平原面积263.4km²，占总面积的11.8%；山区面积1771.75km²，占总面积的79.5%；水面面积194.3km²，占总面积的8.7%；是北京市远郊区面积最大的区县。全区耕地面积26.2万亩，粮食总产量6519万公斤，蔬菜总产量16962.6万公斤。

密云区是北京的生态涵养发展区，是首都重要的水源保护区，生态环境良好，地理位置便捷，拥有设施农业发展的自然优势，近几年来全区设施农业得到了较快发展。2017年8月，北京市委主要领导到密云区调研，再次强调“要把保水作为首要政治责任，作为密云立区之基”。为此，密云区也提出“构建保水工作大格局”，实施农业产业结构调整，向多元化农业发展，温室蔬菜大棚在密云区迅速发展，大棚蔬菜的兴起，极大地推动了农业产业结构调整的步伐，促进了当地农村的发展，取得了明显的经济效益和社会效益。

2.蔬菜大棚采用滴灌的必要性和可行性

2.1 蔬菜大棚采用滴灌的必要性

蔬菜是人们日常生活中必不可少的食物之一，是人类生存的特殊商品。蔬菜生产需水量较大，但密云区可利用水资源总量为1.95亿m³，人均水资源量444.2m³，低于国际公认的1000m³的下限，属于资源型重度缺水地区。再加上随着密云人口的增长，社会经济的发展，无论是在日常的居民用水方面，还是在工农业生产过程中，用水量都明显呈上升趋势，很多人群逐渐将目光放在了地下水开采，但是也直接造成了地下水位的持续下降，不仅影响到了附近乡镇的地下水位深度，而且也直接降低了各类农产品的质量。在此背景下，为了解决实际的用水需求，迫切需要引入灌水技术，科学合理进行用水的安排，采用滴灌方式能够提高蔬菜的种植质量。

2.2 蔬菜大棚采用滴灌的可行性

在密云区的农业发展过程中，最大的问题是水资源的缺乏，植物的生长过程需要大量的水分支持，在以往的蔬菜大棚灌溉中，并没有采取节水式的灌溉模式，是一项非常严重的水资源浪费现象。在科技的不断发展与进步中，越来越多的人群意识到水资源的重要性，逐步接受了科学灌溉模式，节水型灌溉已得到农民群众的普遍认可，特别是大棚蔬菜、露天蔬菜采用滴灌后，经济效益十分可观，大大调动了农户的积极性。加之近几年密云区实施果园滴灌及蔬菜大棚滴灌的逐步实施，已积累了一定的实践经验，培养和造就了一批从事节水灌溉工程施工及管理的人才。伴随着新农村建设步伐的加快，农村种植产业结构的调整，以蔬菜为主的产业快速发展，为发展蔬菜大棚滴灌创造了极为有利的条件。从近几年密云区蔬菜大棚采用滴灌的实践证明，在蔬菜大棚采用滴灌是切实可行的。

3.蔬菜大棚滴灌的优点

3.1 省水

在地面灌溉、喷灌、滴灌三种灌溉方式中，滴灌属全管道输水和局部微量灌溉，具有无输水损失，无地面径流损失，深层渗漏损失小，田间蒸发损失低的特点，因此，水分利用率非常高。将滴灌用水与传统的地面灌溉方式相比较，滴灌用水仅占据地面灌溉用水的1/3，在大棚蔬菜种植过程中，引入滴灌用水方式能够进一步拓展棚内的种植面积，减少不必要的水资源浪费，全面改善蔬菜的生长环境。

3.2 省肥

灌溉和施肥可方便地结合起来，把化肥溶解后注入灌溉系统，由于化肥同灌溉水结合在一起，肥料养分直接均匀地施到作物根系层，真正实现了水肥同步，大大提高了肥料的有效利用率，同时又因是小范围局部控制，微量灌溉，水肥渗漏较少，可节省化肥施用量，减轻污染，可使肥料的利用率高达80%，节省肥料30%以上。

3.3 节能

与喷灌相比，滴灌要求压力低，灌水量少，抽水量亦少，减少了能量消耗。

3.4 可减少病害，提高蔬菜品质

膜下滴灌垄沟内基本没有水，作物根部呼吸顺畅而不腐烂，不打湿蔬菜叶面，空气湿度小，棚膜上基本没有水滴，抑制了病菌对蔬菜的危害，使蔬菜品质提高。

3.5 可提高产量

滴灌能适时适量向蔬菜根区供水供肥，使棚内土壤水分保持在最佳水平，便于蔬菜吸收水分和养分。同时，土壤水分运动主要借助于毛细管作用，不破坏土壤团粒结构，因而能保持土壤有良好的通气状态，有利于土壤养分的活化，从而使蔬菜产量得到提高，一般较大水漫灌提高20%-50%。

3.6 可控湿度

以往畦灌及温室灌溉通常采用一次大量灌水的方式，保证地表长时间潮湿。但在温室大棚中，一旦气温上升，会导致地面蒸腾量加大，导致温室地面湿度过高，极容易出现种植作物病虫害频发的问题。通过滴灌技术应用后，能够实现局部微灌，保持大部分土壤表面干燥，并且能够采用滴头均匀缓慢供水，使根系土壤层保持湿润，使水分蒸发有效减少，对室内外湿度等有效控制，从而使灌溉湿度可控得以实现。

4.滴灌发展中存在问题分析

4.1 土地分散

因现阶段我国农村普遍存在土地分散的问题，导致高效滴灌节水面积大面积拓展受到影响，造成此局面主要原因为土地承包采用绝对平均搭配的分配方式，使农户承包耕地地块零碎分散。其中各农户承包不仅耕地数量各不相同，并且所承包耕地分布及质量也存在差异性，同时要求各种搭配具有公平和平均，对管理、耕作、规划等造成了制约，并且不利于滴灌工程建设和发展。

4.2 联片种植

发展滴灌工程需要满足相应的土地集中条件，同时要求联片种植作物，对作物进行统一。但现阶段滴灌工程中普遍存在着联片种植规模较小、种植作物缺乏统一性等，导致灌水时间、次序、定额等出现混乱，使管理难度加大，不利于滴灌工程的建设和发展。

4.3 设备及材料质量问题

随着滴灌技术的持续引进、消化和吸收，逐步促进可独立生产、且相对成套的滴灌设备的生产和制造，同时部分滴灌设备产品性能水平已与国外同类产品水平相接近，但部分关键设备仍存在较大差距，尤其是滴灌（带）管、首部枢纽设备等。另外滴灌设备及材料还普遍存在着：过滤器过滤效果不理想，其中国内生产的网式过滤器滤网的过滤效果较差，并且使用寿命较短；滴灌（带） 管滴头易堵塞、滴水不均匀，导致滴水效果不理起，并且容易出再滴灌管爆管等现象。

4.4 田灌溉制度

作为先进灌溉方式，滴灌需要结合先进灌溉制度，才能使其优越性充分发挥。因此应从种植作用、土壤类型、生育期等的差异入手，分析和明确灌水定额、灌水起始点、灌水次数、灌水时间等方面。另外由于滴灌工程缺乏足够研究经费，导致灌溉制度不完善，并且缺乏科学指导，导致无法实现预期滴灌效益。

5.蔬菜大棚滴灌的实施

密云区内蔬菜大棚多数长度为50-80m，跨度为8m，以密云区平头村蔬菜大棚滴灌工程为例，平头村蔬菜大棚种植区面积为70亩，内地势平坦，共有18栋大棚，每个棚长50m，跨度8m，地块内有一眼机井，水质良好，出水量40m³/h，动水位45m。经校验，符合使用需求。水源井至大棚采用φ90PVC管道，一栋大棚作为一个灌溉区，首部枢纽在每个大棚内布置（闸阀-水表-施肥罐-过滤器等）与支管相连，大棚内支管用φ50PE管沿大棚方向布置，出地管在中间，分支管两侧布置，一侧长25m末端用φ50PE堵头封堵。毛管沿蔬菜种植方向布置，长8m。毛管布置间距0.375m，末端用φ16PE堵头封堵。毛管上滴头间距0.3m。毛管选用内镶式滴灌带，流量为2.5L/h。

5.1 施肥与过滤

在开始阶段蔬菜大棚的设置特点是集中连片，每户与每户是独立经营的，每户根据自身需求进行种植，不同的蔬菜种类施肥的量也不同，因此集中施肥并不能够满足不同种植户的需求，集中施肥的装置也无法发挥出真正的作用。

5.2 水源与加压

在蔬菜大棚滴灌建设中，密云区主要以水源井为灌溉水源，其中以大口井和机电井为主。滴灌带的工作压力由变频水泵控制。

5.3 滴灌运行管理

5.3.1 蔬菜大棚滴灌灌溉时，先打开棚内支管道堵头，冲洗3分钟，再将堵头装好。要经常清洗过滤器内的滤网，防止过滤器堵塞。检查过滤器是否完好，发现滤网破损要及时更换，滴灌管网发现泥沙应及时打开堵头冲洗。5.3.2适量灌水，每次滴灌时间长短要根据缺水程度和蔬菜品种决定，一般控制在1-4个小时。5.3.3施肥时，将尿素等可溶性化肥溶于施肥罐中，随水施入作物根部。施肥完成后，再用不含肥料的水滴灌30分钟。

5.4 滴灌运行过程中注意事项

5.4.1 定期对管网系统进行维修与维护，严禁超设计压力运行系统。

5.4.2 每次灌水完成后，对施肥罐、过滤器内残留的肥料及杂物进行清洗处理。

5.4.3 滴灌所用的肥料应选用滴灌专用肥或速溶性肥料，不易溶解的肥料应先倒入清水中进行溶解，待溶解后再放入施肥罐。

5.4.4 施肥时，待滴灌系统运行正常后再开启施肥阀进行施肥，施肥过程中，对施肥罐进行细致观察，防止施肥罐堵塞等情况造成施肥不均匀及施肥不足，影响作物施肥效果。若发生供水中断，应立即关闭施肥阀，以防止肥料倒灌。

6.蔬菜大棚滴灌的效益分析

滴灌是蔬菜大棚最理想的灌溉模式，与大水漫灌相比，滴灌技术自动化程度较高，可以实现精确灌溉、精确施肥，具有节水、节肥、节药、节地和省土、改善土壤及微生态环境等优点。

6.1 经济效益

蔬菜大棚滴灌增收效益显著，不仅可以节省劳动力，降低劳动强度，缓解农村劳动力紧缺的状况。同时可以节约水电费用，提高农作物品质，增加作物产量，从而实现农民的增产增收，促进密云地区农村经济发展。

6.2 社会效益

目前密云区农业用水占全区用水总量的约70%，而高效节水灌溉是实现农业节水的重要措施，也是实现社会节水的基础。蔬菜大棚采用先进的滴灌技术，灌溉用水量大幅降低，减轻了水利工程的供水压力，有效缓解了水资源供需矛盾，缩短了灌溉周期，提高了灌溉保证率。通过农业高效节水项目的建设，可以为项目区周边起到示范带动作用，进而提高社会的节水意识。

6.3 生态效益

6.3.1 能大幅度降低蔬菜大棚内湿度，调节了棚内的小气候，有效地抑制了蔬菜病虫害的发生和蔓延，提高了蔬菜品质。6.3.2改善了土壤的理化性质，促进蔬菜根系发育及生长。温度也比大小漫灌棚高，可使蔬菜提前半个月上市。6.3.3滴灌施肥可使氮肥当季利用率达60%以上，与地面灌溉相比，节肥28%左右，减少了水向深层的渗漏及移动性强的营养元素如氮素的流失，减轻了对地下水的污染。6.3.4滴灌工程实施后可以大大降低农田灌溉用水量，在水资源日益紧缺的情况下，该工程的实施将发挥重要的节水效益，减少水资源的开采。实现水土保持的功能，涵养地下水源，促进水资源的可持续利用。并将大力促进农业种植结构的调整，为该地区农业向生态农业、立体农业、节水农业方向的发展起到重要的作用。

7.结论

密云区是一个农业区，同时又是一个水资源匮乏的地区。滴灌具有节水、节药、节地和省工、改善土壤及微生态环境等优点，在密云区蔬菜大棚生产中势必会有很好的发展趋势。近年来，密云区生产的绿色无公害蔬菜因品质好，已销往市里及周边各大超市。对丰富市民的菜篮子，增加农民收入，提高人民生活水平都具有十分重要的意义。而滴灌工程的节水效益，进一步促进了密云区节水农业的发展，对于这个保水生态区来说，是非常必要的。