PDF《培训手册》

内蒙古东部地区玉米膜下滴灌综合实用技术 培训手册策划:王勇陈瑞祥 程满金 撰稿:李兴赛音张志珍 李学义 马兰忠 徐红王志勇 妥德宝 徐龙编辑:李兴罗迪汉 前言水资源不仅是基础性的自然资源,也是战略性 的经济资源.

我国是一个水资源严重短缺的国家, 是全球人均水资源量最为贫乏的国家之一,水资源 制约着社会经济的可持续发展.在各用水行业中, 农业用水超过总用水量的 60%,农业生产与粮食问 题关系紧密,粮食安全始终是治国安邦的头等大事, 是关系国计民生的重大问题,更是社会稳定、国民 经济发展的基本保障,粮食产量问题已成为人民经 济生活中不可忽视的热点.受人口增长、工业化和 城镇化的影响,对粮食的需求进入快速增长期.近 年来,随着 四个千万亩节水灌溉工程 、 东北四省 区节水增粮行动 等政策的实施,农业节水与粮食产 量被高度重视.农业用水形势严峻与大水漫灌、水 资源严重浪费现象并存,农民认为灌水量大,灌水 次数多,产量就越大的思想仍然根深蒂固.针对农 业水资源供需矛盾加剧的现状,从社会经济可持续 发展角度出发,大规模发展膜下滴灌技术、水肥一 体化技术对缓解水资源供需矛盾,节水增产具有重 要的现实意义和深远的战略意义. 为建立玉米膜下滴灌综合配套集成技术模式, 保障玉米膜下滴灌工程的顺利实施和大规模推广应 用,达到节水、增产和增收的目的,让基层技术人 员和当地农户了解和应用玉米膜下滴灌配套体系的 基础知识和相应技能.内蒙古师范大学节水农业工 程研究中心、内蒙古农牧业科学院、中国农机院呼 和浩特分院、赤峰市水利技术推广站、松山区水利 局等单位人员编制了该培训手册. 由于编著者水平有限,培训手册中难免存在缺 点和疏漏,恳请广大读者批评指正. 编者

2013 年3月于呼和浩特

1 目录

第一章 国内外膜下滴灌发展概述.1

第二章 膜下滴灌技术的优势及其限制性.4

第三章 膜下滴灌系统的组成及主要设备.8 3.1 水源工程.9 3.2 首部控制枢纽.9 3.3 输配水管网.16 3.4 滴水器.17

第四章 膜下滴灌系统管网布置及灌溉制度.20 4.1 管道布置原则.20 4.2 灌水器的选择.24 4.3 灌水次数与灌水总量.25 4.4 设计灌溉制度.26

第五章 膜下滴灌系统的施工、安装及调试.27 5.1 施工放线和定线标桩.27 5.2 首部枢纽安装.27

2 5.3 输水管道的安装.28 5.4 毛管(滴灌带)的安装.32 5.5 安装注意事项.33

第六章 膜下滴灌系统的运行管理及维护.34 6.1 水源工程和首部枢纽的运行管理.34 6.2 输配水管网运行管理.38 6.3 滴灌带运行管理.39 6.4 入冬前维护.40 6.5 春季灌溉前准备.42

第七章 自动化控制灌溉模式简介.43

第八章 膜下滴灌系统常见故障及处理方法.44

第九章 膜下滴灌玉米农艺措施.50 9.1 适宜膜下滴灌条件下的玉米品种.50 9.2 膜下滴灌玉米高产栽培技术.51

第十章 膜下滴灌玉米农机措施简介.64

1

第一章 国内外膜下滴灌发展概述 膜下滴灌是在膜下应用滴灌的一项集成的高效 节水灌溉技术.这项技术是工程节水滴灌技术和农 艺节水覆膜技术相结合的产物.通俗的讲,是在滴 灌带或滴灌毛管上面覆盖一层塑料地膜用于节水保 墒.膜下滴灌技术是通过能够调控的管道系统提供 水源,通过加压设备将水经过过滤器后,再通过施 肥控制装置和水溶性肥料充分融合,形成水肥溶液, 然后进入输水干管-支管-毛管 (铺设在地膜下的滴灌 带) ,最后通过毛管上的滴头均匀、定时定量地浸润 作物根系区,供其吸收利用,以此达到促进作物生 长并提高作物产量和改善品质的目的. 滴灌技术是以色列最著名的节水灌溉技术,20 世纪

60 年代以色列很早应用了世界上最节约水的滴 灌技术.20 世纪

70 年代以来,滴灌面积发展迅速, 80%以上的农田已经应用了滴灌技术,30 多年来, 以色列农业用水总量一直稳定在

13 亿m3 , 农业产出 却翻了

5 倍.与此同时,滴灌系统在美国、日本、 澳大利亚、新西兰、英国、法国、德国、苏联、丹麦、意大利、墨西哥、南非、中东等国家开始了推 广应用.自20 世纪

70 年代至

20 世纪末分别在以色 列、美国、匈牙利、南非等地召开了

6 次世界滴灌 大会,极大地推动了滴灌事业的发展.我国自

1974 2 年引进滴灌技术,并在北京、山西、河北等地进行 了相关的试验研究,并不断召开国内外滴灌技术经 验交流会,1985 年我国滴灌面积达到 22.5 万亩;

随 着政府、领导对滴灌事业发展的高度重视,滴灌开 始进入了示范推广阶段,1990 年我国滴灌面积达到 49.5 万亩;

1990 年国务院开始引进国外滴灌技术经 验,开始快速在我国农业中应用和推广,1995 年, 在李鹏总理提出的 中国非搞节水农业不可 的指示 后, 全国各地掀起了发展节水灌溉的高潮, 直到

1995 年我国滴灌面积已达到 64.5 万亩;

在中央和地方的 大力支持下,2000 年我国滴灌面积达到了 250.5 万亩;

2004 年我国滴灌面积达到了 400.5 万亩;

2007 年我国滴灌面积达到了

1050 万亩;

2010 年我国滴灌 面积超过

2000 万亩.目前,我国膜下滴灌技术除新 疆外,内蒙古、黑龙江、湖北、安徽、宁夏、海南、 广西、辽宁等多个省区也已开始大面积推广应用. 应用范围主要包括棉花、番茄、大豆、小麦、玉米、 马铃薯、苜蓿、甜瓜、西瓜、辣椒、豆角、打瓜、 药材、水稻、果树、树木等众多领域.

2013 年,赤峰市将继续实施好

1571 工程,玉 米膜下滴灌总面积要达到

300 万亩以上,设施农业 总面积要超过

80 万亩,完成牧区节水种草

60 万亩, 肉牛存栏超过

220 万头,继续抓好谷子膜下滴灌、 马铃薯和露地蔬菜节水种植试验和推广技术.

3 自2010 年以来, 赤峰市松山区被国家确定为高 效节水灌溉工程重点项目区,2011 年,国家为松山 区投入近

6000 万元项目资金,发展松山区膜下滴灌 面积

14 万亩,按照高效节水的效果,每亩节约用水

240 m3 ,松山区

14 万亩玉米膜下滴灌全部完成后可 节约水资源

3400 万m3 左右,对于半干旱地区,特 别是松山区在地表水、地下水总量还不足

4 亿m3 , 人均不足

800 m3 的水资源短缺情况下,发展膜下滴 灌高效节水技术对松山区农业无疑具有显著的经济 效益、社会效益和生态效益,为周边地区发展高效 节水农业起到了良好的示范作用. 随着国家 节水增粮行动 计划项目在北方

4 省 的启动,内蒙古新增四个千万亩节水灌溉工程科技 支撑项目的实施,赤峰市委市政府

1571 工程的推 行,保证了膜下滴灌技术的迅速示范推广和应用.

4

第二章 膜下滴灌技术的优势及其限制性 目前,膜下滴灌技术以其绝对的优势,处于飞 速发展的示范推广阶段,其优势主要表现在以下几 个方面: (1)节水 膜下滴灌是一种能够控制的局部灌溉,每次定 额灌溉后,每个滴头的浸润半径在 40-50cm,仅湿润 作物根系发育区,用水集中,大大减少了棵间蒸发, 将水分直接作用于作物,明显提高了水分利用效率. 根据不同滴灌类型,膜下滴灌较常规灌溉节水率达 到25%-65%. (2)省肥 利用膜下滴灌技术将可溶性肥料通过施肥罐随 水直接进入作物根系发育区,不仅防止了肥料的降 解损失和深层渗漏,也提高了肥料的利用效率,同 常规施肥方式比,在相同产量的条件下,一般可节 约肥料 30%左右.另外,实现了水肥一体化,节约 了单独施肥造成的开支. (3)节电 采用膜下滴灌每亩平均消耗电费 18.5 元,喷灌 每亩平均消耗电费为 31.5 元,管道灌溉平均消耗电 费为 40.0 元,膜下滴灌与喷灌、管道灌溉相比,亩 均节约电费 13.0 元、21.5 元.

5 (4)省工 膜下滴灌技术因行间无灌溉水分,杂草较少, 能减少锄草投工.还能够减轻土壤板结,减少中耕 松土次数,也能减少劳动用工,减轻劳动强度.每 年平均每亩减少劳动用工费

20 元左右.另外,以往 灌溉

15 亩,需3人管理,膜下滴灌技术实施后只需

1 人管理,明显提高了劳动生产率. (5)操作方便,自动化程度高 滴灌系统较其他灌溉系统更易于实现自动化控 制,实现自动化控制有利于提高设备利用率,降低 基础建设投资. (6)减少病虫害 运用膜下滴灌技术,由于地膜的覆盖作用,可 降低田间湿度,减轻病虫害,进而减少了农药开支. (7)增产 由于膜下滴灌技术能够改善作物生长的微气候 环境,为作物生长提供良好的条件,另外,膜下滴 灌能自主调控水、肥的时间和量,可有效控制作物 生长.不仅大大提高了出苗率,也提高了作物的生 长质量.与地面灌溉相比,膜下滴灌能使粮食作物 增产 20%-30%,水果增产 50%-100%,蔬菜增产 1-2 倍. (8)提高了土地利用率 一般滴灌干管、支管埋入地下,不占地表土地,

6 也没有垄行和垄沟的限制,土地利用率提高了 6%左右. (9)对轻度盐碱地具有排盐作用,提高土壤质量. 膜下滴灌将水均匀地滴入土壤中,使土壤在松 弛状态下浸润,不易造成土壤板结,透气性好,能 更大程度地减少土壤中水分的蒸发,降低土壤水盐 运移,有效地抑制了返盐量,具有改良土壤、防止 土壤次生盐碱化的作用. (10)可利用咸水灌溉 膜下滴灌时,作物根系土壤保持高含水量状态, 使土壤中盐分处于稀释状态,盐分随着土壤水分向 远离根系的干土区运移.因此,膜下滴灌使用含盐 量(3g/l)较高的水源灌溉时,作物仍然能够正常生 长,并获得高产. 膜下滴灌技术的出现,引起了节水农业深刻的 变革,但膜下滴灌技术在大力推广应用的同时,也 存在很多缺点,主要表现在以下几个方面: (1)工程建设投资大 滴灌系统需要管材较多,尤其对于质量要求较 高的滴灌带和管道,一次性建设膜下滴灌系统投资 大,农民难以承受. (2) 滴灌器易堵塞 滴灌系统滴头直径一般不足 1mm,加之水源中 存在微细沙粒和杂质,会引起滴头堵塞.造成滴头

7 堵塞的类型主要有物理堵塞、化学堵塞和生物堵塞. 物理堵塞一般指灌溉水体中含有无机或有机悬浮物 而造成的堵塞;

化学堵塞是指溶解在水体中的化学 物质在一定条件下发生了化学变化生成了难溶性或 不溶性沉淀,并不断累积而造成的堵塞;

生物堵塞 是指水体中藻类、细菌等生物在适当的温度、光照 等条件下生长繁殖形成大体积团体而造成的堵塞. (3)引起盐分累积 在含盐量高的土壤上滴灌或使用咸水滴灌时, 盐分会积累在湿润区的边缘,引起盐害.因此,在 没有冲洗条件下的区域或秋季降雨量小的地方,不 要在高含盐量的土壤上滴灌或使用咸水滴灌.另外, 随着滴灌年限的不断增加,土壤中盐分将出现增加 的趋势,这需要科学合理的灌溉方式使得土壤中盐 分达到平衡. (4)限制根系的发展 滴灌只湿润部分土壤,而作物根系具有向水性, 将导致作物根系整体向湿润区生长,因此,要求正 确布置灌水器. (5)白色污染严重 随着膜下滴灌应用面积逐年增大,加之现有聚 乙烯制作的地膜不容易降解,播种时不能将地膜完 全清理干净,导致破碎残膜留在土壤中,不仅影响 了土壤结构,不利土壤呼吸,也会影响作物的产量.

8

第三章 膜下滴灌系统的组成及主要设备 滴灌技术经历了几十年的历史,作为一种先进 的灌溉技术................