苜蓿地下滴灌技术研究

摘要：种植滴灌苜蓿具有节水、节省劳力，节省机力，不需要人工灌水等优势，减轻了劳动强度，节省了成本，田间没有渠埂占地，提高了土地利用率。采用滴灌方式种植苜蓿虽然增加了支付管、毛管等滴灌设施的投入，但经济效益、生态效益、社会效益十分显著。因此，本文对苜蓿地下滴灌技术进行了研究。

关键词：苜蓿 地下 滴灌技术 研究

中图分类号：S275.6文献标识码：A

1.项目区概况

项目区地势南高北低，平均坡降3.6‰，海拔1200～6360米，局部地区地势起伏较大，有山丘分布，总面积2000亩，全部种植苜蓿，行×株距为2.0×0.5米，种植方向为南北走向。项目区属温带、暖温带大陆性气候，气候干燥，降水稀少、蒸发量大，光照充足，无霜期长，昼夜温差大，春季多大风，有沙暴，全年盛行西北风。本项目区土壤以灌淤土和潮土为主，土壤土层较厚， 土壤肥力较高，质地适中，结构良好，有机质含量低、氮少、缺磷、富含速效钾，适宜耕作、栽植。工程区地表水量缺乏。

2.工程任务及内容

工程具体任务：为2000亩苜蓿基地建设配套的灌溉设施。项目工程建设内容包括：苜蓿基地灌溉系统工程建设、配套工程建设及其他工程建设。配套项目包括泵房、过滤装置、管网以及相应的土建工程；生产道路采用碎石面层铺设以利于农业机械化作业，满足盛果期苜蓿的采摘及外运的实际需求。

3.方案设计

3.1灌溉方式的选择

项目区目前采用渠道常规灌溉，田间工程均为土渠，渗漏、蒸发量较大。灌区年灌溉需水总量为171.15万立方米，全年缺水37.66万立方米，属于季节性缺水，一般集中在3～6月份。规划年采用高新节水滴灌灌溉方式，可以明显改善缺水现状，虽然一次性投资大，但是收效快。滴灌全部采用管道输水，灌水均匀，减少损失，因而可以节约灌溉用水。由于滴灌没有喷灌时水珠的蒸发飘移损失，与地面灌溉相比，滴灌一般可节约用水50%～70%，在透水性强、保水能力差的土地上省水效果更为明显。在干旱缺水地区、高扬程灌区和井灌区，省水就意味着节省能耗和扩大灌溉面积。同时，滴灌可实现灌溉机械化和自动化操作管理，降低灌水的劳动强度，节省大量劳动力。同时可改变杂草生长的环境，节省田间管理的工时。

3.2灌溉水源的选择

项目区地表水季节性缺水严重，蒸发、渗漏量较大，水处理困难，并且沉沙池要清淤，首部需经常排沙，人工、维护费用增加，沙粒对节水滴灌系统和滴头的损害严重，缩短了系统的使用寿命，水源保证率低。而地下水可开采量为208×104立方米/年，灌溉用水量为86.32×104立方米/年，因此水源选用地下水。经过现场勘测，确定单井出水量为125立方米/小时，依据《机井技术规范》，进行管网水力计算并考虑项目区的实际情况，最终确定在项目区布设4眼机井。

3.3滴管方案设计

针对滴灌工程建成后可使用多年的特点，选用“PE de75支管+ de16滴灌管”的布置方式，项目区管网依次为主干管、分干管、支管和毛管，管网呈“田字形”结构布局。管网结构主要包括：潜水泵——过滤器（施肥罐）——主干管——分干管——出地竖管——支管——毛管（滴灌管）。其中主干管与分干管、分干管与支管、支管与毛管均采用“丰”字形布置，降低能耗。系统主干管、分干管均采用压力等级为0.6MPa的PVC-U管，掩埋深度在冻土层以下，出地管压力等级为0.6MPa的PVC-U管。支管、毛管铺设于地面，支管采用75薄壁PE管，毛管采用“丰”字形布置。每个滴灌系统东西向布置主干管，南北向布置分干管，垂直于主干管。在分干管东西两侧布置支管。在分干管尾部地势低处设置排水井。本设计毛管根据作物的种植方向布局，对称分布在支管两侧。毛管铺设长度50米，铺设于枣树旁边，毛管之间的间距为2.0米，滴头间距为0.5米。滴头设计流量取3.2升/小时。在管道末端、转弯、分岔和阀门处应设镇墩，镇墩采用C20砼，干管三通位置镇墩尺寸：长×宽×高=0.6×0.6×0.6米。为保证系统管网的正常运行，需在管路上安装控制和保护装置。管道埋深根据地面荷载和机耕要求，同时考虑冻胀破坏，干管埋深1.2米，为控制各分干管的运行，分干管首部设控制阀，尾部设泄水阀。在水泵的出口处安装D200逆止阀。各干、支管进口处安装控制阀门，在每条支管的末端安装堵头。

3.4滴管系统工作制度

项目区苜蓿灌溉方式多采用轮灌，具体工作制度为：灌区分成4个系统，根据管网布置形式和大田滴灌运行管理经验，本工程轮灌组编组方式采用每次同时开启分干管上的5条支管，使系统总水量分流到控制的所有支管中，减少管道中的流量， 降低水头损失，从而减小管径。

4.案例对比

传统苜蓿种植采用大水漫灌，不但水肥利用率低，产量低，而且种植户没有积极性，制约了苜蓿产业的发展。

4.1试验材料与方法

滴灌苜蓿试验地选择在农11连82#第三年生紫花苜蓿地，品种为三得利，漫灌苜蓿地选择农11连72#50亩第三年生紫花苜蓿地设为对照。

4.2结果与分析

（1）滴灌与常规灌水肥运筹

表1：滴灌苜蓿水肥管理 （单位：月.日，方，kg/亩）

由水肥运筹表1和表2可以看出，苜蓿种植采用节水滴灌技术后，产量构成发生了很大的变化。漫灌条件下在每茬苜蓿进头水前，人工撒施尿素，10kg/亩一次性施入，撒施不均匀，导致苜蓿长势不整齐，而且不能保证一茬苜蓿生长全期的养份供应；滴灌苜蓿水肥的利用率和均匀度得到提高，滴灌条件下，随水带肥，每次滴施尿素5kg/亩，每茬投肥两次，肥料溶解均匀，直接滴到植物根层，滴施均匀，水肥利用率大大提高，苜蓿全生长期都能有充足的水肥供应，生长发育进程加快，收割茬数由常规灌溉模式下的二茬增加到四茬，单产由516 kg/667m2，增加到1593 kg/667m2，而且一二茬的产量明显提高。

（2）增产分析

过去苜蓿种植采取地面大水灌溉，灌溉水以地表径流的方式为作物生长提供水分，不但用水量大，而且受土地平整度，土壤类型等因素制约。造成水肥不均匀、产量低，职工承包积极性不高。苜蓿滴灌种植改变了传统的灌水和施肥方式，肥水耦合通过滴灌首部压力系统和地下、地面管网系统，封闭式直接运送到土壤植物根层，避免渠系蒸发、渗漏和地表径流、水肥渗透不均匀、田间跑水等现象，提高了水肥利用率和均匀度，有利于苜蓿生长，产量增加显著。采用滴灌方式加快了苜蓿生长发育进程，收割茬数由原来的两茬增加到现在的四茬。大水漫灌模式下由于采用宽浅毛渠地面灌溉，毛渠不但占用了一定的土地，而且不利于机械收割和打捆，收割后茬高超过15cm，收割质量差，浪费大，影响产量。采用滴灌技术后，不用开毛渠灌水，土地利用率提高3～5%，土地平整，收割茬高降低到5～8cm ,收割、打捆速度快、质量好，增产效果显著。

4.3滴灌苜蓿经济效益分析

（1）效益分析

滴灌苜蓿成本为787.45元/亩，（其中：种子、全层施肥、滴灌带和滴灌系统折旧按三年分摊）。2012年，滴灌苜蓿单产1593kg/667m2,单价按市场收购价1.1元/kg，产值1752.3元/667m2，综合效益964.85元/667m2。与大水漫灌相比，虽然成本增加了350.66元/667m2，但是产量增加了1077kg/667m2，效益增加了834.04元/667m2，经济效益十分显著。列出2012年滴灌与漫灌苜蓿经济效益分析情况。（见表3）

漫灌与滴灌模式下经济效益分析表3 计量单位：元、kg

（2）前景分析

紫花苜蓿不但产量高、品质好、营养丰富、适口性好的优等饲料，而且还具有抗旱、耐盐碱、固氮改土、保持水土等作用。因此，大力发展苜蓿种植，对当地发展畜牧养殖业，改善土壤结构和生态环境，带动地方经济等方面具有重要的现实意义和战略意义。莫索湾垦区近几年畜牧业发展迅速，逐渐成为农业经济支柱产业，但饲草供应量不足是制约畜牧发展的瓶颈之一。苜蓿种植推广节水滴灌技术后，苜蓿产量和经济效益大幅度提高，不但满足本地饲草的需要，而且还向周边团场供应优质饲草，发展前景十分广阔。

参考文献：

[1] 何华,康绍忠.地下滴灌的经济与环境效益研究综述[J]. 西北农业大学学报. 2000(03)

[2] 段守明,欧阳向龙.地下滴灌规划设计与应用中应注意的几个问题[J]. 新疆农垦科技. 2009(04)