劉煜祥 方海龍 翟婭萍

毛管帶供水技術(shù)在設(shè)施園藝栽培中的應(yīng)用初探

劉煜祥 方海龍 翟婭萍

我國水資源短缺的形勢十分嚴(yán)峻，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，推廣節(jié)水灌溉，形成節(jié)水型社會是我國一項長期的基本國策。國內(nèi)不少地區(qū)對設(shè)施節(jié)水灌溉技術(shù)開展了試驗研究，在節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用推廣方面也取得了長足的進(jìn)步。目前，常用的節(jié)水灌溉方法主要有噴灌、微噴灌、滲灌和滴灌等，但均為人為控制灌溉時機(jī)和灌水量，都屬于“被動式”灌溉模式，主動“吸水”的節(jié)水灌溉模式還較少。

毛管帶供水技術(shù)屬于底面供水中的新興技術(shù)，是無土栽培與工程節(jié)水相結(jié)合的新栽培模式，為日本田正治等人的研究成果。該栽培模式省力、省資源，又無廢液，是環(huán)境負(fù)荷低的灌水方法,被定位為“環(huán)境友好型農(nóng)法”。該技術(shù)自2009年引入我國以來，主要進(jìn)行了葡萄等林果作物的節(jié)水應(yīng)用研究，在設(shè)施蔬菜栽培上使用毛管帶供水的栽培研究報道還較少。

1 技術(shù)特性

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成主要包括施肥罐、貯水箱、浮球閥、供水管道（包括主管和支管）、毛管帶和栽培箱。

1.2 技術(shù)原理灌溉水由貯水箱依靠水的重力勢能輸送到調(diào)節(jié)水平的浮球閥箱，經(jīng)U形管傳送到供水主管中，并散布于供水支管中，通過插在支管中的毛管帶將水或營養(yǎng)液送入栽培箱內(nèi)植物根系區(qū)的基質(zhì)中。利用毛管帶“毛細(xì)作用”吸上來的水潤濕基質(zhì)，以較小的水分供應(yīng)速率使植物獲得連續(xù)不斷的水分或營養(yǎng)液，滿足生長需要。

1.3 關(guān)鍵技術(shù)毛管帶是由遮根透水膜包裹“氈墊”形成，具有良好的吸水性，并能防止根系侵入毛管帶阻斷供水。

1.4 栽培、灌水模式采用“草炭+珍珠巖”作為基質(zhì)的無土栽培，毛管帶供水技術(shù)沒有灌水周期，在作物生育期每天24小時運(yùn)行。

1.5 經(jīng)濟(jì)性①毛管帶供水技術(shù)節(jié)水效果十分明顯，無需動力支持，運(yùn)行費(fèi)用低。②毛管帶供水速率主要是與上水高度、基質(zhì)濕度、作物生長需求及基質(zhì)表面蒸騰耗水量有關(guān)，比普通滴灌節(jié)水約25%左右，也可相應(yīng)節(jié)約肥料。③作物產(chǎn)量與種類有關(guān)。普通葉菜產(chǎn)量與滴灌沒有差別；果菜因種類不同，產(chǎn)量有一定差別，辣椒、茄子產(chǎn)量較穩(wěn)定，番茄產(chǎn)量略有減少，減少原因正在進(jìn)行下一步研究。甜瓜產(chǎn)量正常。

2 操作要點

2.1 供水系統(tǒng)的架設(shè)

1）貯水箱。貯水箱在整個系統(tǒng)中起到緩沖動力水的作用，能夠更好的發(fā)揮浮球閥在供水系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)作用。貯水箱容積可在1m3左右，能供應(yīng)面積1畝左右的地塊；放置時應(yīng)高于浮球閥40～50cm，以增加水勢，防止水位下降導(dǎo)致浮球閥上水能力減弱。同時在生產(chǎn)過程中要求用黑色遮陽網(wǎng)遮蓋儲水桶，以防止滋生綠藻，阻斷系統(tǒng)正常供水。

2）浮球閥。選擇浮球閥是應(yīng)盡量選擇流量較大，反應(yīng)靈敏的設(shè)備。浮球閥在放置時應(yīng)仔細(xì)調(diào)試，確保其所能達(dá)到的最高水位不高于供水支管上的毛管帶插口，以免造成浪費(fèi)。

3）供水管道。供水管道應(yīng)選擇質(zhì)量較好的PVC管，但管徑不得小于5cm。根據(jù)U形管原理，供水主管可略低于浮球閥最高供水位及供水支管；供水支管上水位則需與浮球閥最高水位保持水平，并根據(jù)栽培箱的大小，及放置距離，安排毛管帶插口的開口位置。

4）栽培箱。栽培箱可以選擇適合的專用箱或者栽培桶等。以栽培箱為例：長度可在45cm左右，寬度30～35cm，高度可在30cm左右；同時根據(jù)箱體大小設(shè)置1～4個毛管帶接入口。接入口位置應(yīng)設(shè)在高于箱體底面5～7cm處。

5）毛管帶。用于設(shè)施蔬菜栽培的毛管帶寬度在5cm左右，長度在45cm左右。毛管帶在栽培箱上的插入口應(yīng)略高于供水支管約3cm左右；毛管帶在栽培箱內(nèi)的部分應(yīng)略高或平行于栽培箱底面。毛管帶裸露在空氣中的部分應(yīng)以塑料布包裹，包裹長度以20cm左右為宜。

2.2 栽培基質(zhì)選擇栽培基質(zhì)可采用草炭、珍珠巖按3∶1的比例配比，加入一定量的多菌靈，適當(dāng)潤濕后混合而成。

2.3 毛管帶鋪設(shè)鋪設(shè)毛管帶前，需在栽培箱內(nèi)填入一定基質(zhì)，基質(zhì)厚度以略高于毛管帶插入口為宜。毛管帶需穿過栽培箱插口，一段平鋪于栽培箱內(nèi)基質(zhì)中，另一端插入供水支管上對應(yīng)的毛管帶插口。

2.4 營養(yǎng)液施用利用動力水源將施肥罐內(nèi)的營養(yǎng)液送入貯水箱內(nèi)，隨自壓水流緩慢施入。

2.5 定植準(zhǔn)備及要求定植前需要等待基質(zhì)浸潤至適宜定植的濕度，需要3～5天不等。定植時盡量在遠(yuǎn)水端定植，防止根系進(jìn)入毛管帶與塑料之間的夾層，進(jìn)而深入供水支管內(nèi)。

3 技術(shù)優(yōu)勢

3.1 與滴灌相比膜下滴灌技術(shù)是一種結(jié)合了以色列滴灌技術(shù)和國內(nèi)覆膜技術(shù)優(yōu)點的節(jié)水灌溉技術(shù)。據(jù)大量研究報道，該技術(shù)較常規(guī)灌溉省水50%左右,省肥20%,省農(nóng)藥10%,增產(chǎn)10%～20%,增加綜合經(jīng)濟(jì)效益40%以上，現(xiàn)為我國北方地區(qū)設(shè)施園藝生產(chǎn)中普遍采用的節(jié)水灌溉技術(shù)。與滴灌節(jié)水灌溉模式相比，毛管供水帶技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。

1）不需要動力設(shè)備。水泵是滴灌系統(tǒng)常用的供壓設(shè)備，通過水泵增加水壓以確保滴灌面積及滴灌效率。毛管供水帶技術(shù)可以僅依靠0.5m以上的重力水通過浮球閥調(diào)節(jié)水平。

2）不需要首部過濾設(shè)備，對水質(zhì)要求不高；無論何種滴灌帶，都需要較潔凈的水，否則極易造成滴頭阻塞。而毛管帶供水技術(shù)則不需要任何過濾設(shè)備，只要水能順利送入供水支管，就能被毛管帶吸入栽培箱內(nèi)。

3）灌水后不破壞基質(zhì)結(jié)構(gòu)，能為作物提供良好的土壤和水分環(huán)境。

4）供水管道鋪設(shè)好之后，無需更換，可連續(xù)使用10年以上。滴灌帶因管壁較薄，易老化，同時易受人為破壞，正常使用年限僅2～3年。

5）無土栽培模式可降低病蟲害的發(fā)生，消除作物的連作障礙。毛管帶供水技術(shù)采用“草炭+珍珠巖”作為基質(zhì)，具有較好的持水性，經(jīng)（多菌靈等）藥劑處理后的基質(zhì)可以重復(fù)使用，每茬重新配置總量的1/4補(bǔ)充損失，每2年全部更換一次，確保作物栽培無土傳病蟲害，適應(yīng)連作要求。灌溉系統(tǒng)流量小，壓力低，可顯著減少動力消耗，節(jié)約能源。

3.2 與滲灌相比滲灌法(浸灌法、地下灌水方法)利用修筑在地下的專門設(shè)施（管道或鼠洞等）將灌溉水引入田間耕作層，借毛細(xì)管作用自下而上濕潤土壤灌溉作物。毛管供水帶技術(shù)是滲灌法的一種變異形式，運(yùn)用了與滲灌相同的節(jié)水灌溉理念，但所用設(shè)備更加具體化，操作性更強(qiáng)。與滲灌相比，毛管供水帶技術(shù)基本具備滲灌技術(shù)的優(yōu)勢，同時在一定程度上彌補(bǔ)了滲灌的缺點。首先，運(yùn)用栽培箱生成的根域限制栽培，不會產(chǎn)生滲漏，造成營養(yǎng)及水分損失。其次，所有節(jié)水栽培設(shè)施均為外部可見設(shè)備，易于管理維修。

4 實施難度

4.1 實施過程中存在的問題

1）毛管帶供水技術(shù)是一項新近引入我國的節(jié)水灌溉技術(shù)，只在上海等少數(shù)科研院所及大型集團(tuán)公司有研究應(yīng)用，因此國內(nèi)毛管帶制造廠家較少，制作成本偏高。

2）設(shè)施栽培前期投入大，推廣應(yīng)用困難。發(fā)展毛管供水帶技術(shù)是一項系統(tǒng)工程，其推廣應(yīng)用涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、流通等各個方面，必須依靠政府的支持來實現(xiàn)，同時企業(yè)必須和政府結(jié)合在一起，做好示范推廣工作，以使毛管帶節(jié)水技術(shù)順利推廣。

4.2 技術(shù)操作中的難點

1）水平調(diào)節(jié)。鋪設(shè)供水管道時一定要保持所有供水支管在同一水平線上，否則后續(xù)工作很難開展。

2）毛管帶維護(hù)。在果菜長達(dá)3個月的生長期內(nèi)，毛管帶會因綠藻滋生發(fā)生阻塞現(xiàn)象，需用清水提前清洗。

3）根系侵入供水支管。由于茄果類蔬菜生長周期較長，根系依然能夠穿過塑料膜與毛管帶之間的夾層，伸入供水支管內(nèi)，不僅會阻礙水分供應(yīng)，還會造成根系腐爛。

略）

劉煜祥，方海龍，翟婭萍，新疆吐魯番地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,郵編838000。

基于毛管供水帶技術(shù)的設(shè)施園藝節(jié)水研究應(yīng)用（自治區(qū)國際科技合作計劃20126006）。

2013-10-31