浅谈温室的地面灌溉技术

[摘 要] 对地面灌溉技术要求保证实现定额灌水、田间灌水均匀度高、高效低耗的灌水成本、节水增产率、田间灌溉效率、灌水劳动生产率、田间灌水成本、田间灌溉效率、田间灌溉水储存率、田间灌水均匀度。

[关键词] 温室地面灌溉 技术要求 技术指标 质量指标

日光温室与大棚的相对封闭的农业生产环境，区别于露地农业生产，自然降水不能被直接利用，作物需要的水分完全依靠人工灌溉。日光温室与大棚生产环境及规格，使灌溉方式的选择，主要考虑因素是，作物栽培方式、水源、动力供应投资能力和使用者的技术知识水平。对灌溉技术要求、衡量标准也区别于露地灌溉。本章主要介绍日光温室及大棚的地面灌溉技术。

1.对地面灌溉技术要求

(1)保证实现定额灌水

各种地面灌水方法，应能保证按作物的需水要求，遵循正确的灌溉制度，按照计划灌水定额，适时供给作物，要求水的有效利用率高。应能在田间灌水的全过程中控制各种水量损失，应能合理而有效地利用灌溉水，节约用水。严禁田面水流跑水、串灌、流失和废泄，避免产生深层渗漏，尽量减少灌水后地表面土壤蒸发。

(2)田间灌水均匀度高

要求灌溉田面受水均匀，渗入田间各点的灌溉水量均匀或者基本相等，湿润计划土壤层的深度大致相同。实施田间灌水时，应避免土壤计划湿润层内，水分过多或者不足，维持适宜的土壤溶液浓度，不使土壤养分流失，从而促进土壤肥力的提高，尽量不冲刷田面表层土壤，不破坏或者少破坏土壤结构，不会使表层土壤板结，保持土壤疏松。

(3)高效低耗的灌水成本

田间工程配套健全，改良灌水工具配水及灌水装置，以使人工灌水、配水的劳动强度减弱至最低限度，提高灌溉效率、田间灌水劳动生产率。灌水用工少，降低灌水用材料、燃料等消耗，占地少，灌水成本低。方便与农业技术措施密切配合，为稳产、高产创造有利的条件。

2.评估地面灌溉技术指标

(1)节水增产率

节水增产率，是指在同样农作物品种、面积和农业技术条件下，温室采用地面灌水方法、某种节水灌溉技术与传统地面灌水方法或灌溉技术间，其平均单位面积所增加的产量百分数，即

Fy= Y1- Y2/ Yl×100

式中，Fy――节水增产率，%；

Y2/ Yl――两种灌水方法或两项灌水技术的平均单位面积产量，kg/667m2。

节水增产率是评估地面灌水方法或灌水技术的一项综合性经济指标，它标志着某种地面灌水方法或某项灌水技术的增产效果及其产量水平。

(2)田间灌溉效率

田间灌溉效率，指某次灌水量，平均一昼夜实际灌溉的面积：

Ff= 86400A/W

式中，Ff――田间灌溉效率，hm2/( m3・s -1・d-1)；

A――一昼夜实灌面积，hm2；

W――进入温室输水渠的流量，或是输水管引入田间的流量，m3/s；

86400――一昼夜计算秒数，若一昼夜按22h计算，则应改为79200s。

田间灌溉效率综合反映田间灌水管理工作的质量，是田间灌水管理的一项重要指标。

(3)灌水劳动生产率

田间灌水劳动生产率是指实施地面灌溉，每个灌水员1班(通常1班为8h或12h)可能灌溉的面积，或者每个灌水员灌溉1个温室或大棚所需要的工时数：

Fw=A/N或Dw= N/A

式中，Fw，Dw――灌水劳动生产率，单位分别为( 667m2)／（人数）和工时/667m2：

A――实际灌溉的面积；

W――灌溉人工数。

(4)田间灌水成本

田间灌水成本是指作物采用地面节水技术灌溉农田单位面积所需要的费用：

C=(CI+C水+C旧+C燃)/A

式中，C――田间灌水成本，元／667m2；

CI――灌水员的工资，元；

C水――水费或水资源费，元；

C旧――灌溉水工具、设备、机具、机电装置以及田间工程设施和土地平整等折旧费用，元；

C燃――燃料费，包括机电用油或用电及照明等的费用，元；

A――实灌面积，单位，667m2。

3.评估地面灌水方法的质量指标

正确设计和实施地面灌水方法，必须制定一套完整的质量指标体系。多年来，国内外许多灌溉专家、学者曾提出了多个分析评估农田灌水方法的田间灌水质量指标。其中，目前最常用的有以下三个。

(1)田间灌溉水有效利用率

田间灌溉水有效利用率是指，应用某种地面灌水方法或某项灌水技术后，储存于计划湿润作物根系土壤区内的水量与实际灌入田间的总水量的比值，即

Ea=Vs/V=(Vl+ V4)/V=(Vl+ V4)/( Vl+ V2+ V3+ V4)

式中，Ea-田间灌溉水有效利用率，%；

Vs――灌溉后储存于计划湿润作物根系土壤区内的水量，m3或mm；

Vl――作物有效利用的水量，即作物蒸腾量，m3或mm;

V2――深层渗漏损失量，m3或mm;

V3――田间灌水径流失水量，m3或mm;

V4――（对于地面灌水方法）主要指作物植株之间的土壤蒸发量，m3或mm；

V――输入田间实施灌水的总水量，m3或mm。

田间灌溉水有效利用率表征应用某种地面灌水方法或某项灌水技术后农田灌溉水充分利用的程度，是标志农田灌水质量优劣的一个重要评估指标。对于旱作物地面灌水，《节水灌溉技术规范》 SL207-1998要求田间灌溉水有效利用率Ea≥90%。

(2)田间灌溉水储存率

田间灌溉水储存率是指，应用某种地面灌水方法或某项灌水技术灌溉后，储存于计划湿润作物根系土壤区内的水量与灌溉前计划湿润作物根系土壤区所需要的总水量的比值，即

Es= Vs/Vn=( V1+ V4)/( Vl+ V4+ VO)

式中，Es――田间灌溉水储存率，%；

Vn ――灌水前计划湿润作物根系土壤区内所需的总水量，m3或mm；

Vo――灌水量不足区域所欠缺的水量，m3或mm；

其余符号意义同前。

田间灌溉水储存率表征某种地面灌水方法、某项灌水技术实施灌水后，能满足计划湿润作物根系土壤区所需要水量的程度。

(3)田间灌水均匀度

田间灌水均匀度是指，应用地面灌水方法实施灌水后，田间灌溉水湿润作物根系土壤区的均匀程度，或者表征为田间灌溉水下渗湿润作物计划湿润土层深度的均匀程度，或者表征为田间灌溉水在田面上各点分布的均匀程度，通常用下述公式表示：

式中，Ed，Vd――田间灌水均匀度，%；

ΔZ――灌水后各测点的实际入渗量与平均入渗水量离差绝对值的平均值，m3或mm；

Zd――灌水后土壤内的平均入渗水量，m3或mm;

M――N个测点的平均入渗水量，m3或mm；

x――等面积测点的点入渗水量，m3或mm;

N――测点数目。

田间灌水均匀度表征应用地面灌水方法，灌水技术实施灌水后，田面各点受水的均匀程度，以及湿润土壤计划层深度内的入渗水量的均匀程度。一般对地面灌水方法应要求Ed≥85%以上，最高Ed=100% =1.0。

由于上述三项评估灌水质量指标共同反映了作物产量和水资源利用程度的影响，所以它们必须同时使用才能较全面地分析和评估某种灌水方法或某种田间灌水过程的灌水效果。目前，农田灌水方法都选用田间灌溉水有效利用率Ea和田间灌水均匀度Ed两个指标作为设计标准。而实施田间灌水则必须采用Ea，Es和Ed三个指标共同评估其灌水质量的好坏，单独使用其中任一项指标都不能较全面和正确地判断田间灌水质量的优劣。