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经济型喷滴灌技术

花匠小妙招
2024-09-17 13:51

    摘要余姚市提出“经济型喷滴灌”新思路，采用聚乙烯管代替钢管、河网代替主管道、缩小灌区单元、水泵机组移动等措施，降低造价50%以上；利用库水、雨水作水源，为绿色食品生产提供优质的灌溉水；灌溉竹笋、果树、蔬菜等多种作物，并用于养禽场降温，增加了农民收入。
    关键词 经济型；喷灌；滴灌；效益
    余姚市位于杭州湾南岸，人均水资源1300m3，北部平原，人均水资源430m3，南部山区，无法地面灌溉，加之时间和空间降雨分布不均，需要人工灌溉，特别需要节水型的喷灌滴灌灌溉技术。早在1975～1984年间建设固定喷灌85hm2，但由于造价高（1.8万元/hm2），1985年以后基本停止发展。2000年开始探索适合南方气候、地形、作物条件，造价较低的经济型喷滴灌技术，取得了较好的经济效益。
1 技术措施
1.1 降低管道造价
    喷滴灌工程造价中，管道占60%～70%，要降低造价，降低管道成本是关键。我们采取了以下的技术措施。
    1）河道代替主管道。余姚平原河流较多，利用河道代替主管道，用移动水泵机组代替泵站，轮流为支管供水，成为半移动形式，可节省主管45m/hm2，相应省去了支管闸阀。
    2）缩小灌区单元面积。在水源允许的条件下，每个灌区面积在6～7hm2，减小管道直径，降低管道单价。
    3）塑料管代替钢管。如今塑料技术成熟，塑管代替钢管有价格优势，经过比较确定选用聚乙烯（PE）管。聚乙烯管不含有毒的氯，具有柔性好、可适应复杂的地形，热溶性好、便于联结等优点。
    4）钢管与塑料管混合应用。山区90%是小水库自压喷灌，当高差大于100m时，主管道用钢管，支管用塑管。
1.2 选用经济型灌水器
    经过对国内市场的调查，特别是对余姚市喷滴灌产品的使用比较，选定技术性能好，价格低廉的灌水器。常用产品性能及价格见表1，其中塑制的中型喷头15元/个，微喷水带0.35元/m，单翼式滴灌带0.28元/m，仅常规产品的25%。
表1 常用灌水器性能及价格表

名称

规格（mm）

压力（Mpa）

射程（m）

流量（L/h）

参考价（元/只/m）

产地

金属喷头

0.3~0.4

4500

余姚

塑料喷头

0.3~0.4

1200

余姚

微喷水带

0.1~0.15

1~2

0.35

建德

旋转式微喷头

—

0.15~0.35

3~4

35~90

4.7

余姚

折射式微喷头

—

0.15~0.35

0.8~1.4

35~90

3.7

余姚

单翼式滴灌带

0.05~0.1

—

1.8~2.8

0.28

北京

重力式滴灌管

0.05~0.12

—

2.3

0.80

余姚

1.3 利用附近优质水源
    就近利用附近的优质水源，缩短管道铺设长度。
    1）水库。山区利用小水库或溪道的水，水质纯洁，而且利用自然高差建成自压喷灌、不消耗能源。
    2）雨水河。平原大田喷灌利用河水，水质有污染地区则设立蓄雨河道拦截污水，仅储蓄当地降雨径流用于灌溉。
    3）雨水池、雨水罐。温室大棚则建雨水池、设雨水罐，收集大棚雨水，用作棚内作物滴灌、微喷灌的水源。
2 喷滴灌型式
    余姚市因地制宜形成7种喷滴灌型式
    1）移动喷灌。适用于平原灌区（河网密度高），大田作物如蔬菜。代表性的移动机组配水泵及12PH柴油机，10喷头，250m塑料软管，可灌面积5～7hm2。
    2）半移动微喷灌。水带或微喷头、支管固定铺设，不设总管，水泵等首部设备移动使用。适用于稀植作物，例如西瓜。
    3）半移动滴灌。水管、水泵等设备的铺设同半移动微喷灌，只把微喷水带换成滴灌管，用于水源特别紧缺或田间小气候需要干燥的作物，如葡萄。
    4）半移动喷灌。山区水源在水库，往往远离灌区，采用引水管固定，支管移动。平原则反之，水源为河流，主管取消，支管固定，移动喷灌机组供水。
    5）固定滴灌。水源远、引水管长，温室内作物支管不便移动，就采用全固定型式。
    6）固定微喷灌。地理条件同固定滴灌，作物要求小气候湿度高，即需这一型式，采用水带或微喷头。
    7）固定喷灌。主管、支管泵站都固定，且主管较长，造价最高。
    在实际应用中以半固定为主，平均投资约7605元/hm2（表2）。从表中看出经济型喷滴灌造价仅是普通固定型的42%，平均年效益7680元/hm2，静态分析，当年即可收回投资。
表2 经济型喷滴灌型式及经济性

型式

移动喷灌

半移动

固定

平均或合计

禽舍微喷灌（元/m2）

微喷

滴灌

喷灌

微喷

滴灌

喷灌

造价（元/hm）

1500

3300

6450

6750

10500

8250

11250

7605

4.5

代表性作物

蔬菜
花卉

西瓜

蔬菜

竹笋
园林

花卉
蔬菜

葡萄

竹笋
茶园

面积（hm2）

160

313

323

874

面向比（%）

17.5

2.5

2.3

35.8

2.5

2.4

100

平均净收益（元/hm2）

7185

8100

7365

8745

8400

12000

6450

7680

7.8

3 应用实例及效益
余姚市把经济型喷滴灌应用于竹笋、蔬菜、蜜梨等9类作物，到2004年底发展面积874hm2，是南方喷滴灌面积最大的县级市，不同作物面积见表3。同时把微喷灌用于兔场、鸡场降温，获得很好的经济效益（表2）。
表3 喷滴灌作物面积分布

作物

竹笋

蔬菜

梨

园林

茶

花卉

西瓜

杨梅

葡萄

养禽场

面积（hm2）

419

137

101

1.92

3.1 竹笋喷灌
    “雨后春笋”说明水与竹笋生长有特别密切的关系，竹子全年可产笋，无论那个季节少雨都影响产量。余姚已建竹笋喷灌419hm2，喷灌区40个，用的都是水库水，其中35个是自压，最高一处落差高达320m。据对比测产调查，仅鞭笋就增产1245kg/hm2，增收8745元/hm2。
3.2 蜜梨喷灌
    低塘街道14.6hm2梨园，2003年初建成喷灌，遇上干旱高温，采用喷灌后，提高了产量、质量，增产5250kg/hm2，且果色好，价高，增产、优质、省工三者合计，净收入增加14940元/hm2。
    朗霞街道梨园面积近70hm2，是本省最大的蜜梨基地，2004年初设计固定喷灌，有8座泵站，后用4套移动机组代替。除了梨增产增收，8月底还能套种一茬包菜。
3.3 葡萄滴灌
    临山镇有葡萄400hm2。2003年3家农户率先安装了滴灌，造价8250元/hm2，以前每年挂果期要施13～14次农药，现年仅施2次，光农药费就从4200元/hm2减少到450元/hm2，更重要的是实现了“绿色食品”。增产15%，裂果减少，价格也提高15%，节省灌水、施肥、破板结等劳动力成本，合计效益23655元/hm2。
3.4 庭院喷滴灌
    临山镇一农户建了1只50m3的水池，储蓄屋面和地面的雨水，2003年在0.3hm2土地上安装了喷滴灌设备：梨树、柿子树装喷灌，葡萄棚下装滴灌，蔬菜地则装微喷灌。当年就有效益：20多株柿子树、果大价高卖了2000元，是往年的3倍；多种700m2芥菜，增收2100元；梨树下套种500m2白菜，收2000kg，多收入2000元，葱和葡萄都增产，卖上好价钱，全年共增加收入近1万元。
3.5 西瓜微喷灌
    老方桥镇一农户在大棚西瓜内安装微喷灌，投资3000元/hm2，一年种两茬西瓜，平均每茬增产5625kg/hm2，增幅11.7%，增收2.7万元/hm2，同时减少人工费、农药费，全年增收节支3.3万元/hm2。
3.6 茶园喷灌
    三七市镇一位农民，3hm2茶园，2001年安装半固定喷灌：主管道埋于地下，设置3只进水栓和13只给水栓，成本不到6000元/hm2，在茶叶灾年的2003年获得了好收益。
    喷灌能防霜冻，茶民对此比灌水还重视。2004年年底前河姆渡镇的4个茶场都安装了喷灌，在严寒天气时陶徐冯有机茶场大胆试验，连续喷水15次，尽管出现冰冻，但对茶树、茶芽的伤害比霜冻轻。
3.7 兔场微喷灌
    陆埠镇一兔场2003年在兔舍顶上安装了微喷灌，投资1.8万元，高温季节，喷水降温，舍内温度降到35℃以内。兔子死亡率从12%降到3%，年减少经济损失8万余元。
3.8 鸡场微喷灌
    城区舜丰鸡场，2003年夏天因高温死鸡1549只，10多人用喷雾器降温，手忙脚乱，还是顾此失彼，最多一天死鸡470只。2004年4月在鸡棚顶上（外）面装微喷灌，棚内装“雾灌”，降低棚内温度6～7℃，不但避免鸡只死亡，而且产蛋率从31%提高到43%，孵化率从86.6%提高到92%，当年减灾增效11万元。
4 结语
    造价高阻碍了喷灌、滴灌这项新技术推广，余姚市2000年前25年间发展年均不到4hm2。而在21世纪初的5年间年均发展175hm2，是前者的40多倍，2004年达到440hm2。实践证明，采用多种技术措施降低造价，是加快喷滴灌技术推广、提高水利用效率、加速农业现代化进程，增加农民收入的关键。