痕灌

痕灌

中國現有常用節水灌溉方法包括渠道防滲、噴灌、微噴灌、滲灌和滴灌等,均為人為控制灌溉時機和灌水量,屬於“被動式”灌溉模式。以色列滴灌技術被公認為目前效果最好的節水灌溉技術,中國自上世紀70年代末引進以來,取得了長足發展。 “痕灌”是受化學上微量元素與痕量元素概念啟發而取名,主要指能在超微流量向作物長久供水,痕灌單位時間的出水量可達到滴灌的百分之一到千分之一。 華中科技大學痕量灌溉研究中心主任諸鈞介紹,痕灌技術的核心節水部件是痕灌控水頭,由具有良好導水性能的毛細管束和具有過濾功能的痕灌膜組成,控水頭埋在作物根系附近,毛細管束一端與充滿水的管道相連,另一端與土壤的毛細管相連,感知土壤水勢的變化。作物吸水導致根系周圍的水勢降低,即發出需水信號,控水頭內的水不斷以毛細管水的形式流向根系周圍,直至作物停止吸水;控水頭內的痕灌膜可防止毛細管束因雜質而堵塞,保證系統長期穩定工作。

技術經濟特性

1、技術原理。灌溉水由貯水箱依靠水重力輸送到地埋毛管內,經過毛管中的控水頭自動將水或營養液輸送到植物根系區,控水頭一端的毛細管束置於土壤中,利用土壤毛細力根據植物生長需要自動吸取水分,以極小的速率植物可以連續不斷地獲得水分或營養液,滿足生長需要,不產生灌溉水地下滲漏,也不產生土壤表面的水分蒸發。

2、關鍵技術。主要是控水頭,由痕灌膜和毛細管束組成,痕灌膜是一種高分子超濾膜,起到灌溉水過濾的作用,毛細管束(類似燈芯)是一種纖維材料,間隙很小,起到毛細管的作用。

3、技術指標。與滴灌相比,(1)不需要動力設備,只需要保持0.5米水位的貯水箱;(2)不需要首部過濾設備,對水質要求不高,但水中不能有油性物質;(3)控水頭比普通滴頭抗堵性強;(4)控水頭(滴頭)流量0.2L/h(主要是與貯水池水位、土壤濕度、作物生長要求相關),以一季草莓為例,痕量灌溉用水量為153立方米/畝,而普通滴灌用水量為281立方米/畝,比普通滴灌節水47%,也可相應節約肥料;(5)毛管鋪設極限長度可達600米,而滴灌帶一般在50-100米左右;(6)作物產量與滴灌沒有差別。

4、工程造價。痕量灌溉系統由貯水箱、地下毛管、控水頭組成,結構比較簡單。但由於痕量灌溉管生產是半機械化,生產規模不大,價格較高,痕量灌溉管每米造價5-6元(滴灌帶0.2-1.0元/米),畝投資是2000-3000元(果樹),4000-5000元(溫室),而滴灌畝投資在600-1000元。

5、經濟性。痕量灌溉系統節水效果十分明顯,無動力,運行費用低,不需每年更換毛管,地埋毛管可用5-10年,同時由於系統流量很小,管道沿程水力損失小,主、乾、支管徑小,隨著加工工藝改進,生產自動化程度提高,痕量灌溉管價格可降低,畝投資將來可能會有較大的下降空間。

6、灌水模式。痕量灌溉系統在作物生育期需每天24小時運行,沒有灌水周期。灌溉耗水規律還正在試驗中。

推廣套用

該項技術是2003年專利發明人進行研發,2004年成立公司進行產品生產,2007年在試驗示範區套用。已完成和正在進行的試驗示範的作物有:馬鈴薯大田作物,蔬菜(番茄、黃瓜、青花菜、球莖茴香、生菜、甜椒)、水果(草莓)和花卉(百合、地被菊)等3大類9種溫室作物,桃樹、葡萄、蘋果、梨、大櫻桃、甘蔗等露地水果,以及植樹造林等領域。因控水頭生產現階段還是手工加工,沒有實現工業化生產,推廣面積沒超過1000畝,該技術在特別乾旱的西北地區有一定的推廣價值。

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