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毛管带供水技术在设施园艺栽培中的应用初探

发布日期:2014-06-14 08:50:55     我来说两句
我国水资源短缺的形势十分严峻,大力发展节水农业,推广节水灌溉,形成节水型社会是我国一项长期的基本国策。国内不少地区对设施

我国水资源短缺的形势十分严峻,大力发展节水农业,推广节水灌溉,形成节水型社会是我国一项长期的基本国策。国内不少地区对设施节水灌溉技术开展了试验研究,在节水灌溉技术的应用推广方面也取得了长足的进步。目前,常用的节水灌溉方法主要有喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等,但均为人为控制灌溉时机和灌水量,都属于“被动式”灌溉模式,主动“吸水”的节水灌溉模式还较少。

毛管带供水技术属于底面供水中的新兴技术,是无土栽培与工程节水相结合的新栽培模式,为日本 田正治等人的研究成果。该栽培模式省力、省资源,又无废液,是环境负荷低的灌水方法,被定位为“环境友好型农法”。该技术自2009年引入我国以来,主要进行了葡萄等林果作物的节水应用研究,在设施蔬菜栽培上使用毛管带供水的栽培研究报道还较少。

1 技术特性

1.1 系统构成 主要包括施肥罐、贮水箱、浮球阀、供水管道(包括主管和支管)、毛管带和栽培箱。

1.2 技术原理 灌溉水由贮水箱依靠水的重力势能输送到调节水平的浮球阀箱,经U形管传送到供水主管中,并散布于供水支管中,通过插在支管中的毛管带将水或营养液送入栽培箱内植物根系区的基质中。利用毛管带“毛细作用”吸上来的水润湿基质,以较小的水分供应速率使植物获得连续不断的水分或营养液,满足生长需要。

1.3 关键技术 毛管带是由遮根透水膜包裹“毡垫”形成,具有良好的吸水性,并能防止根系侵入毛管带阻断供水。

1.4 栽培、灌水模式 采用“草炭+珍珠岩”作为基质的无土栽培,毛管带供水技术没有灌水周期,在作物生育期每天24小时运行。

1.5 经济性 ①毛管带供水技术节水效果十分明显,无需动力支持,运行费用低。②毛管带供水速率主要是与上水高度、基质湿度、作物生长需求及基质表面蒸腾耗水量有关,比普通滴灌节水约25%左右,也可相应节约肥料。③作物产量与种类有关。普通叶菜产量与滴灌没有差别;果菜因种类不同,产量有一定差别,辣椒、茄子产量较稳定,番茄产量略有减少,减少原因正在进行下一步研究。甜瓜产量正常。

2 操作要点

2.1 供水系统的架设

1)贮水箱。贮水箱在整个系统中起到缓冲动力水的作用,能够更好的发挥浮球阀在供水系统中的调节作用。贮水箱容积可在1 m3左右,能供应面积1亩左右的地块;放置时应高于浮球阀40~50cm,以增加水势,防止水位下降导致浮球阀上水能力减弱。同时在生产过程中要求用黑色遮阳网遮盖储水桶,以防止滋生绿藻,阻断系统正常供水。

2)浮球阀。选择浮球阀是应尽量选择流量较大,反应灵敏的设备。浮球阀在放置时应仔细调试,确保其所能达到的最高水位不高于供水支管上的毛管带插口,以免造成浪费。

3)供水管道。供水管道应选择质量较好的PVC管,但管径不得小于5 cm。根据U形管原理,供水主管可略低于浮球阀最高供水位及供水支管;供水支管上水位则需与浮球阀最高水位保持水平,并根据栽培箱的大小,及放置距离,安排毛管带插口的开口位置。

4)栽培箱。栽培箱可以选择适合的专用箱或者栽培桶等。以栽培箱为例:长度可在45 cm左右,宽度30~35 cm,高度可在30 cm左右;同时根据箱体大小设置1~4个毛管带接入口。接入口位置应设在高于箱体底面5~7 cm处。

5)毛管带。用于设施蔬菜栽培的毛管带宽度在5 cm左右,长度在45 cm左右。毛管带在栽培箱上的插入口应略高于供水支管约3 cm左右;毛管带在栽培箱内的部分应略高或平行于栽培箱底面。毛管带裸露在空气中的部分应以塑料布包裹,包裹长度以20 cm左右为宜。

2.2 栽培基质选择 栽培基质可采用草炭、珍珠岩按3 ∶ 1的比例配比,加入一定量的多菌灵,适当润湿后混合而成。

2.3 毛管带铺设 铺设毛管带前,需在栽培箱内填入一定基质,基质厚度以略高于毛管带插入口为宜。毛管带需穿过栽培箱插口,一段平铺于栽培箱内基质中,另一端插入供水支管上对应的毛管带 插口。

2.4 营养液施用 利用动力水源将施肥罐内的营养液送入贮水箱内,随自压水流缓慢施入。

2.5 定植准备及要求 定植前需要等待基质浸润至适宜定植的湿度,需要3~5天不等。定植时尽量在远水端定植,防止根系进入毛管带与塑料之间的夹层,进而深入供水支管内。

3 技术优势

3.1 与滴灌相比 膜下滴灌技术是一种结合了以色列滴灌技术和国内覆膜技术优点的节水灌溉技术。据大量研究报道,该技术较常规灌溉省水50%左右,省肥20%,省农药 10%,增产10%~20%,增加综合经济效益40%以上,现为我国北方地区设施园艺生产中普遍采用的节水灌溉技术。与滴灌节水灌溉模式相比,毛管供水带技术具有明显的优势。

1)不需要动力设备。水泵是滴灌系统常用的供压设备,通过水泵增加水压以确保滴灌面积及滴灌效率。毛管供水带技术可以仅依靠0.5 m以上的重力水通过浮球阀调节水平。

2)不需要首部过滤设备,对水质要求不高;无论何种滴灌带,都需要较洁净的水,否则极易造成滴头阻塞。而毛管带供水技术则不需要任何过滤设备,只要水能顺利送入供水支管,就能被毛管带吸入栽培箱内。

3)灌水后不破坏基质结构,能为作物提供良好的土壤和水分环境。

4)供水管道铺设好之后,无需更换,可连续使用10年以上。滴灌带因管壁较薄,易老化,同时易受人为破坏,正常使用年限仅2~3年。

5)无土栽培模式可降低病虫害的发生,消除作物的连作障碍。毛管带供水技术采用“草炭+珍珠岩”作为基质,具有较好的持水性,经(多菌灵等)药剂处理后的基质可以重复使用,每茬重新配置总量的1/4补充损失,每2年全部更换一次,确保作物栽培无土传病虫害,适应连作要求。灌溉系统流量小,压力低,可显著减少动力消耗,节约 能源。

3.2 与渗灌相比 渗灌法(浸灌法、地下灌水方法)利用修筑在地下的专门设施(管道或鼠洞等)将灌溉水引入田间耕作层,借毛细管作用自下而上湿润土壤灌溉作物。毛管供水带技术是渗灌法的一种变异形式,运用了与渗灌相同的节水灌溉理念,但所用设备更加具体化,操作性更强。与渗灌相比,毛管供水带技术基本具备渗灌技术的优势,同时在一定程度上弥补了渗灌的缺点。首先,运用栽培箱生成的根域限制栽培,不会产生渗漏,造成营养及水分损失。其次,所有节水栽培设施均为外部可见设备,易于管理维修。

4 实施难度

4.1 实施过程中存在的问题

1)毛管带供水技术是一项新近引入我国的节水灌溉技术,只在上海等少数科研院所及大型集团公司有研究应用,因此国内毛管带制造厂家较少,制作成本偏高。

2)设施栽培前期投入大,推广应用困难。发展毛管供水带技术是一项系统工程,其推广应用涉及工业、农业、流通等各个方面,必须依靠政府的支持来实现,同时企业必须和政府结合在一起,做好示范推广工作,以使毛管带节水技术顺利推广。

4.2 技术操作中的难点 WwW.gUoSHu123.cn

1)水平调节。铺设供水管道时一定要保持所有供水支管在同一水平线上,否则后续工作很难 开展。

2)毛管带维护。在果菜长达3个月的生长期内,毛管带会因绿藻滋生发生阻塞现象,需用清水提前清洗。

3)根系侵入供水支管。由于茄果类蔬菜生长周期较长,根系依然能够穿过塑料膜与毛管带之间的夹层,伸入供水支管内,不仅会阻碍水分供应,还会造成根系腐烂。

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