畜牧家禽網(wǎng)首頁(yè) > 技術(shù)中心> 灌溉運(yùn)用技術(shù) > 國(guó)內(nèi)外微孔滲灌管發(fā)展概況
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滲灌是一種地下節(jié)水灌溉方法,也有人稱之為地下滴灌。具有顯著的節(jié)水、節(jié)能、省工、增產(chǎn)和提高產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。其主要問(wèn)題是淤堵嚴(yán)重,難以克服。其實(shí)施方法很多,大致可以分為點(diǎn)式和線式兩種,點(diǎn)式(又稱孔口式)就是用不透水的塑料管將水送到作物根部,然后通過(guò)一種埋在地下可以慢慢滲出水的滲頭進(jìn)行灌溉。線式(又稱全壁型)是采用埋在地下可慢慢向外滲水的管道直接進(jìn)行灌溉。而這種滲水管又分為多孔管和微孔管兩種。多孔管是在管壁上打很多小孔(孔徑為 1-2mm)或5~10mm長(zhǎng)的縱縫,微孔管是用特殊的材料(廢舊輪胎回收的橡膠、塑料等)拉成的管道,管壁上有無(wú)數(shù)泡沫狀的微孔。當(dāng)管內(nèi)充水時(shí)就會(huì)逐漸象出汗一樣滲出,進(jìn)行灌溉。本文著重介紹線式的微孔滲灌管的發(fā)展概況。
美國(guó)從七十年代初期開始進(jìn)行地下滲灌研究。1984年利用廢舊輪胎回收的橡膠和聚乙烯及一些特殊的添加劑,經(jīng)過(guò)科學(xué)配方和特殊加工工藝(不是加發(fā)泡劑和吹塑劑)制成了新型的Aquapore多孔滲灌管[8,管壁上分布許多肉眼看不見的細(xì)小彎曲的透水微孔,質(zhì)地柔軟,這種管子可用10-15年,在 0.1~0.2MPa壓力下水便從透水微孔中滲出。每米管上可供給流量1.5m3/h。供水后不久,滲灌管周圍的土壤便達(dá)到飽和狀態(tài)。此后,滲灌管周圍土壤毛細(xì)管力將成為影響滲灌管滲水量的主要因素之一。美國(guó)格亞公司委托的試驗(yàn)結(jié)果表明,100m長(zhǎng)的滲灌管首端和尾端滲水量幾乎相同,而與鋪設(shè)在地表的測(cè)試結(jié)果差別很大,其主要影響因素是土壤毛細(xì)管力的作用。八十年代,美國(guó)各地分別進(jìn)行過(guò)用地下滲灌種植棉花、小麥、西瓜、黃瓜、玉米、西紅柿等作物的可行性研究,從1980年至1992年之間Phene等人在美國(guó)的加利福利亞州,對(duì)地下滲灌能否節(jié)水或高效利用水等基本問(wèn)題,作過(guò)系統(tǒng)的研究和論證。美國(guó)亞利桑那州Sundance農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行20多年的農(nóng)業(yè)地下滲灌研究。
法國(guó)生產(chǎn)的滲灌管是由廢塑料(低密度PE)加發(fā)泡劑和成型劑混合后擠出成形,稱為TURORZX管。管壁內(nèi)有無(wú)數(shù)個(gè)泡狀微孔。管徑有幾種,用于農(nóng)業(yè)上的管徑多為13mm,壁較厚,約2-3mm。使用時(shí)可以埋入地下,也可以鋪設(shè)于地表,當(dāng)系統(tǒng)供水時(shí),水沿泡孔狀的管壁滲出或沿管壁均勻地噴出極細(xì)的水流,滲水量的大小及滲水均勻度主要取決于運(yùn)行壓力,泡孔的孔徑和材料的均勻性。包括全部自動(dòng)化系統(tǒng)每公頃投資約85500元。管道的使用壽命可達(dá)10年以上。目前,法國(guó)的滲灌管在日光溫室和一些經(jīng)濟(jì)作物方面得到了廣泛應(yīng)用。日本、以色列、意大利、澳大利亞、中東等國(guó)也對(duì)滲灌做了大量研究和廣泛應(yīng)用。
我國(guó)很早就開始采用滲灌。河南省濟(jì)源縣的地下暗管灌溉至今已有一、二百年歷史了。七十年代山西省運(yùn)城地區(qū)萬(wàn)榮縣就讓水無(wú)壓通過(guò)瓦管的微孔,從管周圍緩緩滲出浸潤(rùn)附近的土壤進(jìn)行滲灌。80年代北京塑料研究所和北京水利科學(xué)研究所對(duì)法國(guó)1987年4月贈(zèng)送的滲灌設(shè)備進(jìn)行了田間試驗(yàn)和水力性能測(cè)試,同時(shí)進(jìn)行了聚乙烯滲灌管的研究和仿制,并于1989年通過(guò)了試驗(yàn)成果鑒定,但由于技術(shù)和設(shè)備等客觀因素的限制,仿制產(chǎn)品出水均勻度低,難以投入生產(chǎn)使用[5]。1993年河北省石家莊市農(nóng)業(yè)局和辛集市農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)協(xié)會(huì)、郊區(qū)農(nóng)業(yè)局合作引進(jìn)日本滲灌設(shè)備,用于灌蔬菜、果園,得到了節(jié)水增產(chǎn)的效果。但存在投資大,購(gòu)買運(yùn)輸不方便等問(wèn)題。1995年沈陽(yáng)泓儂應(yīng)用技術(shù)研究所根據(jù)美國(guó)的經(jīng)驗(yàn),開始研制微孔滲灌管。1997年6月20日通過(guò)了沈陽(yáng)市科委組織的專家鑒定[4]。以后就在沈陽(yáng)市郊區(qū)用于灌溉綠菜花、蕃茄、黃瓜、草莓、甜瓜、芹菜等,得到了農(nóng)戶的稱贊。大棚試驗(yàn)結(jié)果表明滲灌比滴灌可節(jié)水73%以上,增產(chǎn) 11.7%,棚內(nèi)地溫平均提高2℃;番茄晚疫病病株率少80%,而且省工省時(shí),明顯減小病蟲害。
1996年以后新疆自治區(qū)人事廳智引辦公室對(duì)引進(jìn)美國(guó)滲灌技術(shù)給予了熱心的支持。曾補(bǔ)助經(jīng)費(fèi)組織多批人員到美國(guó)參觀學(xué)習(xí),資助經(jīng)費(fèi)先后在石河子、吐魯番、鄯善、阿克蘇建設(shè)多處試點(diǎn)進(jìn)行示范(面積有數(shù)百畝),但據(jù)了解均告失敗。
河北省也于1993年引進(jìn)并在日光溫室內(nèi)使用了美國(guó)的滲灌管,多次請(qǐng)國(guó)外滲灌專家進(jìn)行技術(shù)交流和指導(dǎo)。1996年石家莊塑料總廠曾派人到美國(guó)去考察,沒(méi)有引進(jìn)生產(chǎn)線,只是曾騁請(qǐng)美國(guó)專家到廠指導(dǎo),研制成功了發(fā)泡塑膠微孔滲灌管。1997年獲國(guó)家新產(chǎn)品稱號(hào),并已形成批量?,F(xiàn)在每米售價(jià)1.20 元,每年產(chǎn)量只有十余萬(wàn)米。主要由于市場(chǎng)需求不足,這是因滲灌管堵塞較嚴(yán)重,農(nóng)民傾向于使用滴灌帶”[6]。據(jù)廠家說(shuō)一般農(nóng)民不重視水的過(guò)濾,一般只用一年就堵塞了,而科研單位則可用五年以上。除此之外,山東萊蕪塑料制品有限公司、河南濟(jì)源市滲灌設(shè)備廠、山西候馬市第二塑料廠、北京北航潤(rùn)土科技有限公司等也都生產(chǎn)微孔滲灌管,由于市場(chǎng)不大所以都是以銷定產(chǎn)。產(chǎn)品多數(shù)售給研究單位,作為試點(diǎn)與試驗(yàn)之用。
中國(guó)灌溉排水技術(shù)開發(fā)培訓(xùn)中心于1994年通過(guò)與日本國(guó)際協(xié)力事業(yè)團(tuán)從日本間接引進(jìn)美國(guó)的此項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)時(shí)從美國(guó)引進(jìn)了三、四千米微孔滲灌管,安裝在平谷縣節(jié)水灌溉試驗(yàn)場(chǎng)的日光溫室內(nèi)試用,并做了地面流量測(cè)試,但結(jié)果不理想,該管不同段落不同時(shí)刻流量都在變化,沒(méi)有任何規(guī)律可循,所以此一項(xiàng)目無(wú)疾而終。
北京水利局曾經(jīng)做過(guò)了100多畝的小麥田間灌溉試驗(yàn),效果還好,北京郊區(qū)的順義林場(chǎng)等地一共有2000畝左右各種作物做了試驗(yàn)。外地也有一些地方連續(xù)用了五年,效果還好。幾年前北京有關(guān)單位曾要求將引進(jìn)國(guó)外生產(chǎn)滲灌管(發(fā)泡膠管)技術(shù)的項(xiàng)目列入948的項(xiàng)目,都已經(jīng)過(guò)專家論證,但是水利部認(rèn)為該項(xiàng)目國(guó)外也不之成熟而不同意引進(jìn)。
1997--1999年山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所在山西省浮山縣張莊鄉(xiāng)東郭坡曾用候馬市第二塑料廠生產(chǎn)的塑料滲灌管進(jìn)行了旱地小麥滲灌研究[7]。管子埋在地表下35-40cm處,管子間距為80-100cm。試驗(yàn)證明采用滲灌比不灌可增產(chǎn)19.4%。
1998年11月20日中國(guó)灌排技術(shù)開發(fā)培訓(xùn)中心等七個(gè)單位聯(lián)合編制的《滲灌管企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》通過(guò)專家審定并己報(bào)請(qǐng)北京市技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn),于1999年10月20日正式發(fā)布實(shí)施。
有些人認(rèn)為滲灌是一種最有發(fā)展前途的高效節(jié)水灌溉技術(shù),其關(guān)鍵技術(shù)是研制微孔滲灌管。微孔滲灌管適合于溫室、果樹、蔬菜、庭院草坪和一些免耕的大田經(jīng)濟(jì)作物(非免耕地區(qū)大田作物采用微孔滲灌技術(shù)的適宜性需進(jìn)一步試驗(yàn))。但是目前還存在一些問(wèn)題,最主要問(wèn)題是淤堵,經(jīng)對(duì)淤堵物的分析,滲水孔除了固體微粒堵塞外,主要是生物堵塞。美國(guó)的滲灌管已具有較好的抗泥沙堵塞性能,主要的堵塞威脅也是生物堵塞。對(duì)此首部采取了細(xì)致的過(guò)濾,使用前后進(jìn)行高壓沖洗,但是,仍然不能完全解決生物堵塞問(wèn)題。其次是畝投資較大,一般為噴灌的四倍。第三是檢查、維修都比較麻煩。因此,使其應(yīng)用推廣的速度較慢,但科技含量愈來(lái)愈高,許多理論實(shí)踐問(wèn)題相信會(huì)在不久的將來(lái)得到解決。
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