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各位领导、专家大家下午好:
近年来,我们浙江华水管道科技有限公司,紧紧抓住农业高效节水灌溉市场发展机遇,充分利用企业自身发展优势,与甘肃大禹节水集团股份有限公司,这个目前在国内生产规模最大,节水灌溉产品齐全,技术水平领先,经济优势强,专业化的节水灌溉上市公司,双方紧密合作,结诚为企业战略联盟,并联合推出华水.大禹高效节水灌溉品牌。双方在产品研发、工程设计、产品销售、施工安装等方面,利用合作品牌,优势互补,朝着产业化、标准化、规模化方向发展。众多灌溉项目选择了华水的产品与服务,如:义乌福式蔬菜种植微灌工程、义乌园林苗木培育滴灌工程、义乌多地的枣树、蓝莓、火龙果滴灌工程、义乌高档药材种植微喷工程以及安吉县小型农田水利重点县灌溉示范工程、台州农业节水改造工程、浦江长风果园微喷工程等,都取得了比较好的效果。
现就膜下滴灌系统基础从以下三个方面做介绍,不妥之处请指正。
一、膜下滴灌技术节水增产原理 1.膜下滴灌技术改善作物生长环境
滴灌技术正是通过把溶解有肥料的水滴入作物根部的土壤中,发挥了地膜增温保墒特性及滴灌按需灌溉的特点,使作物生长环境的“水、肥、盐、光、温、气”保持协调,促进作物在良好的农业环境下得到生长,从而达到节水增产目的。其主要表现在以下方面:
(1)水。传统灌溉方式下,灌溉水是不可控的,不仅造成水资源浪费严重,单方水的生产能力降低,而且在作物需水的关键时期不能充分保证持续供水。滴灌技术使灌溉水从时间和量上得到控制,做到及时灌溉、按需灌溉,土壤湿润深度由常规灌溉的80cm以上,降低到湿润作物主要根系的40cm左右,提高了水分利用率。对一般农作物而言一般节水40%以上,灌溉周期由传统的15~20天缩短到5~10天,由于采取局部灌溉,控制土壤的含水量在20%~80%之间,保证了作物的有效生长时间,并抑制病菌滋生,滴灌不产生地面径流,各种病害不随水传播传染。
(2)肥。在传统施肥技术中,肥料提前施入土壤中,与土壤混合,期间部分肥料发生分解,不能达到水肥同步,影响了肥效的发挥。而滴灌条件下利用测土配方施肥,化肥随水溶解后直接施入作物根系范围,作物吸收肥料的能力提高,田间试验数据表明:氮肥利用率从30%~40%提高到47%~53%,磷肥利用率从12%~20%提高到18.7%~26.3%,肥料利用率提高30%以上。因此滴灌条件下肥料通过管网随时施入,保证了作物所需的各种有机质和无机质的及时供给。
(3)盐。滴灌对作物是浸润灌溉,可对土壤中的盐分产生洗淋作用,同时滴灌所滴入土壤的水量,绝大部分被作物蒸腾所消耗,几乎没有深层渗漏,避免了因地下水位抬高所引起的地表大量积盐问题,可有效抑制土壤次生盐碱化的发生,形成一个良好的作物生长环境。
(4)光。通过滴水时间和量的控制,使作物植株形态得以控制,从而确保农田的通风透光性,提高作物光合作用效率,达到增产增效。
(5)温。滴灌有两个明显的特点,一是地膜覆盖起到增温作用,二是在滴灌时,灌溉水在管道内进行输送的过程中,时间是可控的,进入田间的水温的高低是人为可控的,且由于灌溉水的减少、湿润深度的降低,保证作物在适宜的土温下进行光合作用。
(6)气。膜下滴灌技术采用局部浸润型的非充分灌溉,土壤易于保持团粒结构,保证了土壤的透气性,提高了地温,保证了作物根部的呼吸和降低病虫害的发生,提高了作物的品质。
2.膜下滴灌技术提高作物产量品质
良好的生长环境,使得农作物生长发育较适应,促进了作物增产和品质的改善。以棉花为例,采用滴灌技术后,提高产量品质主要表现为株数增加、根系发育好、干物质增加、叶面积指数(LAI)增大、成果率提高,具体为:
(1)滴灌棉田收获株数高。在常规灌溉种植条件下,常因春季气候干燥多风,土壤水分散失极快,部分棉田必须适墒提早播种,加大了遭受霜冻的可能性,且由于棉田墒情差,棉籽萌发困难,难以做到一播全苗。在应用滴灌技术后,可采取干播湿出或补墒出苗的方法,不但保证了“霜前播种,霜后出苗”目标的实现,而且可以做到出全苗,为留匀苗培壮苗打下基础。据田间调查资料显示:膜下滴灌棉花的出苗率为90%~95%,收获株数为理论株数的85%~90%,比常规灌溉棉田提高10%~15%。
(2)滴灌作物的根系较常规灌溉明显增加。试验结果表明,在棉花苗期和蕾期,沟灌棉花根系发育快于滴灌,而花铃期滴灌棉花根系发生量超过沟灌棉花,滴灌棉花根系发生量可达76g/m3左右,比沟灌棉花多40%左右,因而营养体形成早,为丰产搭起架子。
(3)采用滴灌作物的干物质积累增多。滴灌可以保证在农作物水分需要最敏感时期供水需求,此期间,水分对作物生长发育及产量的影响十分明显。采用滴灌保证了作物水分持续正常供应,协调农作物干物质积累及其分配,为作物的高产打下基础。试验结果,在同等条件下,滴灌作物干物质积累比常规增加20%~40%。
(4)采用滴灌作物叶面积指数(LAI)明显高于常规农田。采用膜下滴灌栽培的农田,田间土壤水分含量适宜,利于提高地温,促使苗期早生快发,加快了苗期的生长速度,使进入叶面积指数高值持续期的时间较常规农田提前,且持续时间长于常规农田,为提高作物的经济产量打下了坚实的基础。
二、膜下滴灌的技术特点
经过田间试验示范和大田生产实践结果表明,滴灌技术具有节水、节肥、抑盐碱、提高土地利用率、节省机力、提高产量品质和劳动生产率等技术特点。其特点主要表现在以下方面:
1.节水
滴灌是局部灌溉,通过管道输水,无深层渗漏,节水效果十分明显。节水40%-50%以上,灌溉周期缩短到5~10天。
2.抑制土壤盐碱化
膜下滴灌可使滴水点周围的湿润峰外围形成盐份积累区,湿润峰内形成脱盐区有利于作物生长。由于地膜覆盖,大大减少了棵间蒸发,避免了地表集盐。在0~100cm土层平均含盐率2.2%的重盐碱地上,经过3年连续膜下滴灌作物,土壤耕作层盐份降至0.35%。
3.提高肥料的利用率
采用膜下滴灌技术,可溶性化肥随水直接施入作物根系范围,使肥料利用率大大提高,同时解决了因作物中后期供肥不足造成的早衰问题。
4.提高土地利用率
由于膜下滴灌系统采用管道输水,田间不修农渠、毛渠,土地利用率可提高5%~7%。特别是山区、丘陵、坡地,滴灌可发挥作用更加明显。
5.减少机耕作业,降低机耕成本
由于滴灌改变了传统沟灌所需的田间渠灌系统,且垄间无水,杂草少,因此可减少中耕、开沟、机力施肥等作业,节省机力费20%左右。
6.提高作物产量和品质
采用膜下滴灌技术后促进作物苗齐、苗壮,增加收获株数,并为作物生长创造了良好的水、肥、气、热环境,可使作物增产30%左右,并提高了农产品品质。7.提高劳动生产率、提高农民(工)收入
常规灌溉农民(工)管理定额为30亩/人,采用膜下滴灌后,减少了作业,降低了劳动强度,使作物管理定额提高到60~80亩/人,农民(工)收入也相应增加。
三、膜下滴灌技术的效益分析 1.膜下滴灌技术的经济效益
膜下滴灌技术的经济效益以主要推广应用的棉花、加工番茄、玉米、线辣椒、哈密瓜、圆葱、甘蔗及大棚蔬菜为例进行分析:
(1)棉花。而膜下滴灌技术与常规沟灌相比,通过节约水电、节省机力、提高肥料利用率和省工,增产的都是效益。膜下滴灌棉花比常规沟溉棉花每亩增产70.0kg,增产25.0%。
(2)加工番茄。加工番茄膜下滴灌系统的投入及运行成本与棉花膜下滴灌系统相近,膜下滴灌种植加工番茄可节水55.6%,节肥22%,膜下滴灌栽培番茄经济产量达到8t/亩,传统灌溉产量为5t/亩,产量增加3t,增产幅度37.5%。
(3)玉米。东北大庆种植的玉米亩密度由原来的3000多株,增加到6000多株,玉米亩产量由常规灌溉的600kg,增加到滴灌的1100kg,增产83.3%,膜下滴灌玉米比常规灌溉节水22.24%。
(4)线辣椒。滴灌线辣椒,与常规灌溉相比较,干辣椒的亩产量由原来310kg,增加到523kg,增加213kg,增产68.71%,每亩纯收入增加773.90元。膜下滴灌比常规灌溉节水15.21%,水产比为0.67kg/m3,比常规灌溉高0.34kg/m3。
(5)哈密瓜。在新疆哈密种植的滴灌哈密瓜,由于不开沟,采用平播,缩小了行距,亩株数由800株增加到1200株,使每亩商品瓜增产1.2吨/亩左右,增效1200元/亩左右;同时节水 40%左右。
(6)圆葱。在东北大庆种植的滴灌圆葱,节约水费46元,节约人工费5元/亩,保苗率提高15%,单株增产20g左右,亩单产提高700kg。
(7)烤烟。在东北大庆种植的滴灌烤烟,亩节水55%,亩增产23kg,增产11.7%,促进早熟、在香气、气味、燃性、颜色等品质方面均有显著改善,上等烟叶的比例提高18.8%。
(8)甘蔗。在广西种植的滴灌甘蔗,采用地下滴灌栽培技术与传统种植模式比较,由传统的4.5吨,增加到7.1吨,亩增产2.61吨。
(9)大棚滴灌。在山东种植的滴灌大棚蔬菜,较地面畦(沟)灌节水50%~70%,提高产量20%以上,一般9m×60m大棚滴灌黄瓜较常规灌溉增加效益1447.2元。
2.膜下滴灌技术的社会效益
一、是膜下滴灌生产技术的应用显示出巨大的生产力水平,带来了巨大的社会变革,并产生了明显的社会效益。对减轻农工负担,提高了农民收入,使小农场专心搞好农业生产,大大提高了劳动力生产水平,有利于大农场搞好社会化服务,有利于土地流转,走农业产业化道路。农民的生产和生活方式发生了根本性的转变,农业的专业化分工进一步加强,加快了农村城镇化建设的步伐。
二、是带动了相关产业的发展。膜下滴灌技术的应用,为现代农业搭建了技术平台,实现精准农业成为可能,不仅使农业生产上了一个新台阶,而且可实施产业链的纵向一体化,带动了节水灌溉行业为龙头的上下游企业的竞争和发展,诸如地膜、化肥、农业机械、塑料化工、电力、废旧塑料回收、农产品加工企业等,都从节水灌溉的发展中获得了充分的经济活力。
3.膜下滴灌技术的生态效益
膜下滴灌技术的应用还产生了明显的生态效益:
(1)盐碱地改良作用明显。采用膜下滴灌方式灌水时,不断滴入土体的水分对土壤中的盐分有淋洗作用,可将土体中过多的盐分带出主根区范围,在作物主根系生长区形成一个盐分浓度较低的淡化脱盐区。加之覆膜后由于边界条件的改变,土壤蒸发率大大减少,盐分上行受到抑制,土壤返盐率大大降低。另外,由于灌水定额低,不产生地面径流和深层渗漏,能有效的避免地下水位的上升,遏制土壤次生盐碱化的发展。
(2)农作物微观生态环境改善。膜下滴灌直接把水分灌入作物根部,降低了湿润面积,减少了棵间蒸发,改变了作物的农田生态小气候,使作物根系生长有良好的水、肥、气、热生态环境,使作物得到较好的生长环境。
(3)有利于防治作物病虫害。采用膜下滴灌技术,依据作物在生长期内灌水10次以上,水量小且灌水时间分散,田间土壤湿度保持相对稳定,大大减少了病虫害发生概率。并且由于膜下滴灌是一个相对封闭的系统,灌水施肥是通过管道直接滴入作物根系土层,减少了病虫害的传播途径,同时为病虫害的防治提供了便利条件。随水滴施杀虫剂既有效又不伤害天敌,安全可靠,不污染环境,不会对农产品构成严重污染。
(4)减轻了地膜、化肥和农药对土壤的负面影响,形成了安全的农业生态环境。膜下滴灌技术实现了水、肥、药同步进行,既节约了这些要素的投入,又提高了利用效率,从而减少了化肥和农药在土壤中的残留量,对改良土壤和减少对土壤负面影响都起到较大作用。采用膜下滴灌技术,易揭膜回收,防止地膜造成的白色污染。