微灌技術初探

徐遠軍

摘要：微灌技術節水效果明顯，是我國節水灌溉重點推廣技術。闡述微灌技術的概念和分類，介紹微灌技術的國內外應用情況，比較滴灌、微噴灌、涌流灌3種微灌技術的優缺點和適用范圍，分析微灌技術的發展空間。

關鍵詞：節水灌溉；微灌；滴灌；微噴灌；涌流灌；應用

中圖分類號：S275 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）01-0069-02

微灌作為農田水利工程的重要技術，以其節水效果明顯成為我國節水灌溉推廣的未來技術方向。微灌技術在國外已發展成熟并得到推廣，但在我國尚處于起步階段。隨著節水增糧工程等政策扶持力度的加大，微灌技術將在國內獲得巨大的發展空間。

1 微灌技術概述

1.1 微灌技術的概念

微灌是微潤灌溉技術的簡稱，是膜技術（高分子半透膜材料）在節水灌溉上的應用。其技術內容是以地下給水方式，在微潤管內外水勢梯度差驅動下，實現對植物全生育期的持續灌溉。這種微潤管是以微量、緩慢釋放的方式對作物實施續灌，因此基本不存在深層滲漏和地表無效蒸發的現象，從而使整個灌溉周期實現高效節水。

1.2 微灌技術的分類

目前，我國市場上應用較多的節水灌溉技術主要包括渠道防滲、管灌、噴灌和微灌四大類，前兩類的節水效果一般不足50%，噴灌技術通常節水60%以上，而微灌技術節水效果可達80%～85%。因此，以滴灌為代表的微灌是當前和今后農業節水效果最好、市場上發展最快的灌溉技術。

2 微灌技術的應用

微灌技術已在世界范圍內廣泛應用。近20 a來，全球微灌面積以年均33.0%的速度增長，總面積已近400萬hm2，其中以色列、德國、奧地利三國的微灌面積最大。我國農田灌溉面積比重不足10.0%，傳統的渠道防滲方式仍為灌溉技術的主流。而我國滴灌面積更小，只占有效灌溉面積的6.7%，相比節水農業發達國家的80.0%的比例存在很大差距。如果把我國滴灌面積占有效灌溉面積的比重從6.7%提高至20.0%，則對應的灌溉面積將增加0.08億hm2。

我國水資源分布不均，干旱現象始終威脅農業生產發展，威脅國家的安全基礎。在我國頒布的《全國農業節水綱要（2012—2020）》中，提出到2020年，全國新增節水灌溉工程面積0.2億hm2（3.0億畝），其中新增高效節水灌溉工程面積0.1億hm2（1.5億畝）以上，主要應用噴灌和微（滴）灌技術。同時，微灌工程的實施需要大量的U-PVC管材、U-PE管材、滴頭、滴灌帶、管件等，這些材料的成本占全部滴灌工程造價的80%以上。隨著微灌技術的大面積推廣，將拉動相關產業數百億元的巨大需求。

3 微灌技術的對比分析

隨著科技的發展，微灌的方式也從最初單一的滴灌發展成為包括滴灌、微噴灌、涌流灌、滲灌等多種方式的灌水技術，主要應用于溫室大棚、果園和經濟作物及草坪的灌溉上。部分干旱缺水地區利用窯窖蓄水，在大田糧食作物灌溉上也使用滴灌技術。

3.1 滴灌

滴灌是將具有一定的壓力水過濾后，經滴灌系統及滴水器，均勻而緩慢地滴入植物根部附近土壤的局部灌溉技術。滴灌主要適于果樹、蔬菜、花卉、溫室大棚等經濟作物和水源極缺的地區、高揚程抽水灌區、地形起伏較大地區，以及透水性強、保水性差的砂質土壤和咸水地區的灌溉。

滴灌具有以下優點：1） 節約用水?？筛鶕魑锏男枰_地進行局部灌溉，一般比地面灌省水30%～50%，有些作物可達80%左右，比噴灌省水10%～20%。2） 灌水均勻?？捎行Э刂泼總€滴頭的出水量，灌水均勻度達80%～90%。3） 節省能耗。滴灌的工作壓力低，比噴灌減少很多抽水量，相應地降低了抽水的能量消耗，這在高揚程灌區效果明顯。4） 適應性強。滴灌對土壤和地形的適應性強，幾乎適應任何復雜的地形。同時，較低的灌水強度可適應入滲率低的粘性土壤，而對透水性很大的沙性土壤也不會產生嚴重的深層滲漏。5） 增加產量。滴灌有利于保持穩定的土壤濕度，適時適量向作物根部供水施肥，不易土壤板結，為作物增產提供了水分和養分保障，并可提高產品品質。6） 便于管理。采取自動控制方式施水、施肥，可節水節肥，節省勞動力，便于科學管理。滴灌的缺點主要是投資較高，容易堵塞，對水質要求高。

3.2 微噴灌

微噴灌是介于噴灌與滴灌之間的一種灌水方法。其優點為：1） 節約用水。微噴灌是采用灌溉管道進行輸水，靠近地面噴灑，局部灌溉，可大大減少水分蒸發損失、輸水損失和部分土壤無效耗水。2） 灌水質量好。相對整個田塊而言，微噴灌水并不均勻，但可把水直接噴灑到作物的根部，能夠滿足作物的全部需水，灌水質量較好。3） 適應性強。微噴灌對土壤、地形和作物有著廣泛的適應性，幾乎適應各種復雜地形。采用管道輸水，管道中的水一直送達作物附近，可實現局部灌溉。與滴灌相比，微噴灌的濕潤面積比滴頭大得多，避免了大流量滴頭在粘土土壤中發生地表徑流和形成水洼的問題，以及透水性很大的沙土的深層滲漏問題。4） 防堵塞性能好。微噴頭的孔徑比滴頭大得多，不易堵塞，防堵塞性能好，對水質的過濾要求比滴灌低，相應地降低了一些成本。5） 增加產量。微噴灌可結合作物葉面施肥、噴藥等使用，噴水時霧化程度高，有利于增加作物濕度，調節土壤溫度，且對作物打擊強度小，對花卉、木耳等溫濕度有特別要求的作物具有明顯的增產作用。6） 裝點環境。微噴灌可用于各種地形、土質下的果樹、花卉及苗圃、城市園林綠化等的灌溉，同時還可以作為獨特的景觀。

3.3 涌流灌

涌流灌又名小管出流灌溉，是針對微灌系統使用中灌水器易堵塞的難題而采取的一種新的灌溉方式。它采用超大流道，擴大了微灌灌水器流道的截面積（一般直徑為0.5～1.2 mm），以PE塑料小管替代滴頭，并輔以田間滲水溝，形成一套以小管出流為特色的微灌系統。

涌流灌具有以下優點：1） 節約用水。涌流灌只濕潤滲水溝及其兩側作物根系活動層的部分土壤，是一種局部灌溉技術，可起到節水的效果。2） 抗堵塞。涌流灌的灌水器流道直徑比滴頭、微噴頭的流道或孔口的直徑大很多，這種大口徑、大流量的灌水器可以解決滴灌系統灌水器用久后易堵塞的難題。3） 降低能耗。涌流灌的流道相對較大，過濾器及灌水器的局部水頭損失小，因此運行過程中所需的工作壓力較低，節省能量消耗。4） 適應性強。涌流灌系統包括干管、支管、毛管、灌水器（流量調節器）及滲水溝。其中，流量調節器是關鍵部件，安裝在涌泉灌的出水口處，使各出水點配水均勻。流量調節器過流斷面大，抗堵塞性能好，工作壓力為60～500 kPa，水壓的變化對其出流量幾乎沒有影響。涌泉灌的灌水器因其流道較大、流量適中，既適于地表水和高含沙水以減少堵塞，減少微灌系統對水質的特殊過濾要求，提高工程安全性和保證率，又適于各地形、土壤的果樹和寬行蔬菜及大田作物使用。

4 結語

在我國耕地面積減少和水資源日益短缺的情況下，節約用水是保證農業生產和國家糧食安全的當務之急。從改變傳統農業灌溉方式入手，大力推廣微噴等高效節水灌溉方式，具有長遠的意義。在我國農業節水灌溉方式中，每種灌溉方式各有所長、也各有不足，應結合本地區實際，選擇適用的灌溉技術，服務于農業生產，提高農業綜合生產能力。