鄒小陽, 全天惠, 周夢娜, 楊慶理, 石 懿

(1.中國科學院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100; 2.深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司, 廣東 深圳518000)

微潤灌溉技術(shù)研究進展及展望

鄒小陽1, 全天惠2, 周夢娜2, 楊慶理2, 石 懿2

(1.中國科學院水利部水土保持研究所,陜西楊凌712100; 2.深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司,廣東深圳518000)

[目的] 對近年來國內(nèi)外關(guān)于微潤灌溉技術(shù)的研究成果進行綜述，探討微潤灌溉的未來研究方向，為微潤灌溉制度和灌溉參數(shù)的制定及該節(jié)水技術(shù)的推廣提供依據(jù)。 [方法] 總結(jié)微潤灌溉的發(fā)展歷程和應(yīng)用現(xiàn)狀，微潤灌溉條件下土壤水分運動規(guī)律，微潤灌溉對作物生長的影響，并分析微潤灌溉技術(shù)的不足之處。 [結(jié)果] 微潤灌溉是一種新型地下灌溉技術(shù)，以連續(xù)灌溉方式不間斷地向作物根系供應(yīng)適量水分，使植物吸水過程與田間灌溉過程具有同步性，灌水量與植物耗水量相匹配，實現(xiàn)無脅迫灌溉，改善作物品質(zhì)和產(chǎn)量。該技術(shù)已成為國際領(lǐng)先的仿生型連續(xù)灌溉系統(tǒng)，在干旱半干旱地區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。 [結(jié)論] 今后應(yīng)加強的研究領(lǐng)域主要包括：微潤灌溉對土壤養(yǎng)分運移的影響；微潤灌溉對不同種植模式作物生長的影響；微潤灌溉對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放的影響。

微潤灌溉; 應(yīng)用現(xiàn)狀; 水分運移; 作物生長

文獻參數(shù)： 鄒小陽, 全天惠, 周夢娜, 等.微潤灌溉技術(shù)研究進展及展望[J].水土保持通報，2017,37(4)：150-155.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.025； Zou Xiaoyang, Quan Tianhui, Zhou Mengna, et al. Progress and prospects of moistube irrigation technology research[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(4)：150-155.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.025

微潤灌溉是一種新型地下灌溉技術(shù)，微潤管壁分布著數(shù)量巨大的微孔，微孔孔徑達到納米級(10～900 nm)，水分透過半透膜管微孔緩慢滲出，輸送至植物根區(qū)土壤；其主要驅(qū)動力為膜內(nèi)外水勢差，微潤管出水量根據(jù)土壤含水率變化可精準調(diào)節(jié)，有效減少田間蒸發(fā)和提高灌溉水利用率，在干旱半干旱地區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景[1-3]。微潤灌溉模擬植物24 h不間斷吸水過程，以連續(xù)灌溉方式不停地向作物根系供應(yīng)適量水分，使植物吸水過程與田間灌溉過程實現(xiàn)時間上的同步性，灌水量與植物耗水量相匹配，實現(xiàn)無脅迫灌溉，改善作物品質(zhì)和產(chǎn)量，該技術(shù)已成為國際領(lǐng)先的仿生型連續(xù)灌溉系統(tǒng)[4-5]。此外，微潤灌溉技術(shù)運行的驅(qū)動能量為水位能和土壤勢能，不需動力設(shè)備，運行成本較低。由于微潤灌溉技術(shù)具有較高的節(jié)水效益、改善農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境、運行成本較低和抗堵塞性能強等優(yōu)勢，總結(jié)現(xiàn)有關(guān)于微潤灌溉技術(shù)的研究成果，探討微潤灌溉的未來研究方向，對于制定微潤灌溉制度和灌溉參數(shù)及推廣該節(jié)水技術(shù)具有重要意義。

1 微潤灌溉的發(fā)展歷程和應(yīng)用現(xiàn)狀

微潤管是由深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司于2007年研制出的一種新型節(jié)水灌溉產(chǎn)品，研制初期也稱為“水纜灌溉”或“半透膜灌溉”[6]。微潤管第一代產(chǎn)品為薄納米孔膜，外有無紡布套層保護，具有雙層結(jié)構(gòu)的第一代產(chǎn)品在園林綠化，農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域具有高效的節(jié)水效果。隨著微潤管應(yīng)用范圍及應(yīng)用面積的不斷擴大，要求微潤管安裝更加簡單方便，可操作性更強，特別是在沙漠治理、生態(tài)恢復方面需要更可靠更穩(wěn)定的微潤管產(chǎn)品，因此研究出了第二代微潤管，其為單層的厚薄膜納米管，厚度約為1 mm。第二代微潤管較第一代產(chǎn)品的優(yōu)勢有：出水量穩(wěn)定、抗高溫高寒、機械強度高、安裝和維護簡單方便等，在西部地區(qū)嚴峻的沙漠環(huán)境以及山丘地區(qū)中應(yīng)用具有突出優(yōu)勢。第三代微潤管是在第二代的基礎(chǔ)上進行了改造，其出水穩(wěn)定性、抗堵性進一步加強。第一代微潤管至最新的第三代微潤管如圖1所示。

第一代微潤管 第二代微潤管 第三代微潤管

圖1不同類型微潤管

微潤灌溉技術(shù)已廣泛應(yīng)用于中國湖北、新疆、貴州、云南、內(nèi)蒙古等地區(qū)，在促進蔬菜、果樹和玉米等作物增產(chǎn)方面發(fā)揮了不可替代的作用。張立坤等[7]研究了微潤灌和滴灌兩種灌溉方式對娃娃菜生長的影響，發(fā)現(xiàn)地下微潤灌溉適宜作為溫室作物的灌溉方式。史麗艷等[8]以盆栽玉米為研究對象，分析了微潤灌對玉米生長、葉綠素含量、光合速率和蒸發(fā)速率等生理指標的影響。湯英等[9]研究了桃樹微潤灌溉條件下土壤水分入滲和水分變化特征，期望將微潤灌溉技術(shù)引入果樹種植。何玉琴等[10]以膜下滴灌為對照，研究微潤管不同埋設(shè)深度、間距和壓力對玉米生長和產(chǎn)量的影響。魏鎮(zhèn)華等[11]研究了交替灌溉與微潤灌溉對番茄耗水和產(chǎn)量的調(diào)控效應(yīng)，以探明微潤灌溉技術(shù)在西北干旱區(qū)的適用性。韓慶忠等[12-13]研究了微潤灌水肥一體化在湖北省三峽庫區(qū)臍橙園的適用性。姚付啟等[14]對比了微潤灌溉、常規(guī)灌溉和雨養(yǎng)灌溉對臍橙生長過程中生理生態(tài)參數(shù)的影響。柳祥林[15-16]介紹了微潤灌溉水肥一體化技術(shù)在湖北省秭歸縣的推廣情況，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)改善了當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)灌溉模式、提高了灌溉水利用效率和灌溉質(zhì)量。張子卓等[17-18]研究了微潤管埋深和壓力對番茄生長的影響，探明了微潤灌溉對番茄株高、氣孔導度和光合速率的影響規(guī)律。薛萬來等[19]對比了微潤灌溉和滴灌兩種技術(shù)對溫室番茄生長的影響，從而證明微潤灌溉技術(shù)更適合于設(shè)施農(nóng)業(yè)。余瑩瑩等[20]分析了微潤灌溉技術(shù)在江蘇省徐州市的應(yīng)用效益，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)具有維護成本低、投資回收期短和經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。巴音克西克[21]分析了微潤灌溉技術(shù)在新疆地區(qū)的推廣前景，發(fā)現(xiàn)微潤灌溉技術(shù)可為葡萄、紅棗提供連續(xù)、充分的水分，微潤灌溉系統(tǒng)生產(chǎn)成本和運行費用較低，在新疆地區(qū)具有廣闊的推廣前景。

深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司自成立初就致力于我國微潤灌溉新技術(shù)的推廣。2012年水利部牧區(qū)水科所在內(nèi)蒙古地區(qū)種植牧草百余公頃，微潤灌溉處理的牧草產(chǎn)量較滴灌增加81%。2013年青海省水科所使用微潤灌溉技術(shù)在鹽堿荒灘種植枸杞，實現(xiàn)了枸杞高產(chǎn)和減輕鹽堿化的雙重目標；微潤灌溉顯著減輕植物的鹽堿脅迫，促進枸杞早熟和生長發(fā)育，且節(jié)水節(jié)能效益高于滴灌。2013年湖北省秭歸縣水利局推廣“雨洪集蓄+微潤灌溉”的農(nóng)業(yè)灌溉模式，廣泛應(yīng)用于柑橘、茶葉和核桃等作物的種植，應(yīng)用面積高達1 000 hm2。2014年湖北省丹江口水利局將微潤灌溉技術(shù)運用于茶葉種植，應(yīng)用面積100 hm2，提高了當?shù)馗咝мr(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)水平，提高了丹江口市農(nóng)業(yè)水資源的利用率。2015年云南省新平木道農(nóng)業(yè)科技有限公司將微潤灌溉技術(shù)大多應(yīng)用于沃柑苗的種植上，使用面積為40 hm2，使用效果與同期采用滴灌處理的幼苗進行對比，發(fā)現(xiàn)采用微潤灌溉后沃柑苗抽梢較滴灌早，新梢生長快，長勢好且更加節(jié)水節(jié)人工，地面雜草少等。2015年廣西省水利廳建設(shè)火龍果微潤灌示范區(qū)，微潤灌溉面積達20 hm2；微潤灌溉明顯促進了火龍果的長勢，較滴灌節(jié)水50%以上，節(jié)省人力物力。2016年建設(shè)了貴州省山區(qū)現(xiàn)代水利微潤灌溉區(qū)，微潤灌溉面積達66.7 hm2，明顯促進了葡萄、桃和杏的生長，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。2016年，內(nèi)蒙古烏拉特國家級自然保護區(qū)引進微潤灌溉技術(shù)，將其應(yīng)用于自然保護區(qū)梭梭林的種植，有效改善了烏拉特梭梭林蒙古野驢國家級自然保護區(qū)生態(tài)壞境，提高保護區(qū)防沙治沙、改善土壤及水資源利用率。目前，微潤灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用集中于我國的西北和西南地區(qū)，正逐步向中部及東北部擴展，微潤灌溉技術(shù)不僅具有高效節(jié)水功能，還具有改善土壤環(huán)境、提高肥效和降低運行成本等優(yōu)勢。因此，在我國濕潤半濕潤地區(qū)應(yīng)加強微潤灌溉技術(shù)的推廣應(yīng)用。

2 微潤灌溉條件下土壤水分運動規(guī)律研究進展

微潤管是利用功能性半透膜材料制成的灌水器，可實現(xiàn)作物根系周圍區(qū)域的實時微壓灌溉。微潤灌溉引入了半透膜仿生技術(shù)，實現(xiàn)微潤管的供水過程在時間上與植物的吸水過程同步，是一種持續(xù)向土壤供水的灌溉方式[22]。微潤管內(nèi)部充水后埋入植物根部附近土壤，因膜外側(cè)相對干燥的根區(qū)土壤水勢較低，膜內(nèi)水勢相對較高，在土壤水勢梯度差的驅(qū)動下，微潤管中的水分透過半透膜向外部運移，實現(xiàn)土壤濕潤的目標。當植物根區(qū)土壤水分被根系吸收后，根區(qū)土壤含水量降低，膜內(nèi)外的水勢差增大，微潤管向土壤滲透水分的速率逐漸加快，增加土壤含水量[8-9]?，F(xiàn)有研究主要通過室內(nèi)土箱和土柱試驗等方法分析微潤灌溉條件下土壤水分運移規(guī)律。張俊等[4]研究發(fā)現(xiàn)，微潤灌溉條件下，濕潤鋒推進速率和地表濕潤時間均隨著土壤初始含水量增加而增大，并與灌水時間呈冪函數(shù)關(guān)系；濕潤鋒體形狀呈圓形，濕潤體內(nèi)土壤水分呈同心圓分布，灌溉均勻系數(shù)隨土壤初始含水量的增加而增大。薛萬來等[23-24]通過室內(nèi)土箱模擬試驗，發(fā)現(xiàn)濕潤鋒運移距離隨土壤容重增加而減小，隨土壤初始含水量和壓力水頭的增大而增大，但與微潤管埋深相關(guān)性不顯著；土壤水分分布范圍隨著壓力水頭的增加而擴大，且土壤含水量也呈增加趨勢。祁世磊等[25]通過室內(nèi)低壓微潤管出流和入滲試驗，發(fā)現(xiàn)微潤管在空氣和土壤中的出流量與壓力存在顯著線性相關(guān)，濕潤鋒運移距離與通水時間呈良好的冪函數(shù)關(guān)系。謝香文等[26]通過室內(nèi)土槽試驗發(fā)現(xiàn)，微潤灌溉形成的濕潤體接近于圓形，濕潤鋒運移距離、運移速度與入滲時間存在良好的冪函數(shù)關(guān)系。史麗艷等[8]研究發(fā)現(xiàn)，微潤灌溉穩(wěn)定后土壤水分主要分布于10—30 cm土層。張珂萌等[27]研究發(fā)現(xiàn)，微潤灌溉條件下，土壤含水量和水勢均呈對稱分布，微潤灌溉的濕潤面積高于地下滴灌。牛文全等[28]研究發(fā)現(xiàn)，礦化度對土壤濕潤體形狀無顯著影響，礦化水濕潤體體積大于清水處理，且微潤灌的累積入滲量隨礦化度增加而增大；壓力水頭是影響微潤管流量的決定因素，濕潤鋒水平運移距離與寬深比均隨埋深的增加而減小，垂直運移距離隨埋深的增加而略微增大。邱照寧等[29]研究發(fā)現(xiàn)微潤管出流量與水溫具有較好的線性關(guān)系，水溫對微潤管出流量的影響程度隨壓力水頭增大而增強。張俊等[5]基于室內(nèi)土箱試驗，發(fā)現(xiàn)微潤灌溉濕潤體是以微潤管為軸心的柱狀體，黏壤土近似為圓柱體，砂土濕潤體的橫剖面為“倒梨”形，微潤灌溉均勻度高達95.62%。李朝陽等[30]研究發(fā)現(xiàn)，微潤灌溉呈立體供水狀態(tài)，灌水均勻度高，且表土層易形成干燥層，0—30 cm土層土壤含水量變異系數(shù)較小。張國祥等[31]發(fā)現(xiàn)，微潤灌溉條件下，土壤水分累積入滲量與土壤黏粒含量呈負相關(guān)關(guān)系，水分運移速率隨土壤黏粒含量增高而減緩。

3 微潤灌溉對作物生長影響的研究進展

現(xiàn)有研究主要關(guān)注微潤灌溉對玉米、番茄、柑橘等作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。微潤灌溉的水分利用率高于其他微灌方式，微潤灌溉有利于玉米籽粒發(fā)育和百粒質(zhì)量的增加，微潤管的工作壓力對玉米產(chǎn)量和水分利用率的影響最大[10]。微潤灌溉條件下番茄根系集中分布于0—30 cm，根系纏繞著微潤管；并增強根系吸收土壤水分的能力，降低番茄耗水量，提高水分利用效率；微潤管壓力水頭180 cm、埋深15 cm處理的番茄株高分別較埋深10和20 cm處理增加9.17%和7.55%，增產(chǎn)率分別為3.24%和7.45%[11]。深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司于2013年在三峽庫區(qū)開展臍橙微潤灌水肥一體化試驗，樹冠直徑和新稍長較降雨灌溉分別增加了8.7%和55.6%，臍橙果徑和單果重分別增大了66.7%和190%，臍橙色澤和口感均明顯好于雨養(yǎng)處理；且臍橙葉片最大光合速率、葉片呼吸強度、表觀初始量子效率、光合補償點和葉片比表面積均優(yōu)于雨養(yǎng)處理[12]。薛萬來等[19]通過微潤灌溉和滴灌培育溫室番茄的對比試驗，發(fā)現(xiàn)微潤灌處理的土壤含水量基本維持在20%，微潤處理的番茄株高、莖粗較滴灌處理分別高于6.36%和3.11%，產(chǎn)量較滴灌處理提高0.49%。董瑾[33]對比了微潤灌溉和常規(guī)滴灌對溫室草莓生長的影響差異，微潤灌溉條件下草莓的品質(zhì)和產(chǎn)量均優(yōu)于常規(guī)灌溉，微潤灌溉處理草莓的VC含量較高；且微潤灌溉處理的草莓平均生長速率、葉片總含水量、根長和根系數(shù)量均高于其他灌溉方式。

傳統(tǒng)的間歇式灌溉方式，如滴灌、噴灌和根系分區(qū)交替灌溉等，是通過灌水量來控制土壤含水量的，而且控制時間僅局限于灌水當時的很短一段時間。水分一旦進入土壤，該控制過程即結(jié)束。間歇式灌溉過程中，受土壤基質(zhì)勢和重力勢的共同影響，水分從灌溉原點進入土壤時隨著時間的不斷推移向周圍區(qū)域擴散[34]。當土壤中的水分分布范圍達到一個合理的范圍才能實現(xiàn)供應(yīng)作物需水和提高灌溉水分利用率的雙重目標。間歇式灌溉條件下，土壤濕潤體內(nèi)的含水量隨濕潤鋒距離的增加而降低，濕潤體臨界邊緣的土壤含水率接近于土壤初始自然風干狀態(tài)下的含水量[35]。灌水流量越大，土壤濕潤體內(nèi)的含水量也相應(yīng)增加，灌溉原點附近的土壤含水率與灌水流量成正相關(guān)關(guān)系[36]。與其他間歇式灌溉方式相比，微潤灌溉不會形成地表積水的問題。滴灌等間歇式灌溉方式的灌水流量不易控制，當?shù)晤^流量高于土壤入滲速率時，滴頭附近易形成地表積水，從而降低灌溉水利用率[37]。間歇式灌溉停止供水后，土壤水分在土壤基質(zhì)勢和重力勢梯度的作用下繼續(xù)運移，從灌溉原點向四周遷移，補充土壤含水率較低的區(qū)域，形成土壤水分再分布過程[38]。土壤水分再分布達到平衡時應(yīng)是整個土體勢能平衡的時刻，在濕潤體整體剖面上任意不同位置的總勢能處處相等。在間歇式灌溉條件下，一般將土壤濕度的上限定為田間持水量θf，下限為萎蔫系數(shù)θp，每一個灌溉周期土壤含水量都經(jīng)歷一次由θf至θp的變化。這種不斷變化的含水量將直接影響植物的生長狀態(tài)及生長速度。大量的研究[32]表明，作物不同生育階段的生長狀態(tài)與土壤含水量密切相關(guān)。

作物生長速度與土壤水分關(guān)系為一極大值曲線，在土壤含水量達到植物理想生長點之前，作物的生長速率或產(chǎn)量隨著土壤含水量的增加而增大。土壤含水量超過理想生長點時，相應(yīng)的作物生長速率下降[32]，植物生長速率達到理想生長點對應(yīng)的土壤含水量低于田間持水量，稱為土壤最佳含水量θa，植物在特定生長期內(nèi)θa為唯一的。將土壤含水量控制在θa水平，就意味著使植物的生長速率達到最高水平。同時，θa水平保持的時間越長，植物的高速率生長時間就越長，干物質(zhì)積累越多。因此，土壤含水率維持在 水平的時間對農(nóng)業(yè)生長而言是很有意義的。微潤灌溉以地下灌溉方式將水分直接送達植物的根部，并根據(jù)作物不同生育期的需水差異控制土壤的含水量。微潤管半透膜與植物根半透膜以土壤為媒介組成一個水分的動態(tài)平衡系統(tǒng)。在灌溉過程中，通過壓力調(diào)節(jié)，準確控制微潤管給水量，使土壤水分處于收支平衡狀態(tài)。大量研究[39-40]表明，通過調(diào)節(jié)灌溉系統(tǒng)的工作壓力，可以獲得不同的土壤含水量水平。在n天的一個灌溉周期中，如果始終保持某壓力 ，則n天內(nèi)土壤含水量將一直保持在θi水平。這說明在微潤灌溉條件下，突破了灌水后的n-1 d土壤含水量不可控難題，實現(xiàn)了全灌溉周期的土壤含水量可控。通過控制可以將土壤水分控制在θa水平，并可在n天內(nèi)穩(wěn)定地保持，使作物在n天內(nèi)一直以理想的最高生長速率生長。

4 微潤灌溉技術(shù)的不足

微潤灌溉技術(shù)具有灌水均勻、節(jié)省勞力、水肥一體化、增溫保墑、抑制病蟲害和便于作物管理等諸多優(yōu)點，但也存在一些不足。

4.1 耗水型植物和植物生長旺盛期的適用性

植物耗水性的差異主要受植物本身的生理結(jié)構(gòu)、代謝能力和環(huán)境因子影響，外界環(huán)境因子包括光照強度、空氣溫度、空氣濕度、土壤含水率和風速等[41]。灌溉條件直接影響土壤含水率，進而影響植物的生長發(fā)育。前人的研究僅關(guān)注了微潤灌溉對番茄、枸杞和娃娃菜等作物生長發(fā)育的影響，而缺少對耗水量較大作物及作物生長旺盛期的影響研究。為適應(yīng)不同需水量作物的種植，深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司于2015年研制的第三代微潤管增加了出水量，通過設(shè)置不同水平的納米孔密度，生產(chǎn)出不同出水量的微潤管。

4.2 微潤灌溉系統(tǒng)鋪設(shè)成本較高

微潤灌溉是一種地下灌溉方式，微潤管需埋設(shè)在地下20～30 cm，鋪設(shè)微潤管所需的勞力較多，增加了微潤灌溉系統(tǒng)的前期投入。為提高微潤管布設(shè)的自動化和降低前期成本，深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司與中國農(nóng)業(yè)大學工學院依托車輛與交通工程試驗中心共同研發(fā)微潤管鋪設(shè)裝置，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的作業(yè)。

4.3 抗堵塞問題

灌溉水中的泥沙顆粒會影響微潤管的出水量，當泥沙顆粒較大時，微潤管易發(fā)生堵塞。微潤灌溉系統(tǒng)堵塞主要是有物理堵塞、化學堵塞和生物堵塞3個方面組成。物理堵塞是因為灌溉水體中的無機物懸浮顆粒、微生物殘體和生物代謝產(chǎn)物引起的[22]?；瘜W和生物堵塞均是由灌溉水中的可溶性鹽分、氫氧化物和硅酸鹽等化學成分及藻類、細菌、微生物分解物等生物成分引起的堵塞[42-43]。通過合理的灌溉系統(tǒng)管理并使用微潤管活化劑(深圳市微潤灌溉技術(shù)有限公司產(chǎn))可有效消除微潤管堵塞問題。

5 結(jié)論與展望

微潤灌溉是一項全新思維和理念的節(jié)水灌溉技術(shù)，首次將高分子半透膜材料引入節(jié)水灌溉領(lǐng)域。微潤管是以聚乙烯為主要材料，納米膜級惰性填料為成孔劑載體，表面活性劑為成孔劑，制成的半透膜材料。水分子透過微潤管管壁上的納米孔向外滲透，濕潤植物的根區(qū)土壤。微潤灌溉可實現(xiàn)持續(xù)低流量灌溉，灌溉水量與作物消耗量相匹配，在時間節(jié)律上與作物吸水的生理過程同步。并且微潤灌溉以地下埋設(shè)方式直接供給植物水分，提高了灌溉水分利用效率，避免了地表蒸發(fā)損失、徑流損失和滲漏損失；使水分和養(yǎng)分直接運移至植物根系，改善作物品質(zhì)，增產(chǎn)增收。微潤灌溉技術(shù)具有諸多優(yōu)點，但現(xiàn)有研究主要關(guān)注微潤灌溉對土壤水分運移和作物生長等方面的影響。為全面揭示微潤灌溉對土壤性質(zhì)和作物生長的交互影響，今后應(yīng)重點關(guān)注以下方面： ① 土壤中水分和養(yǎng)分運移是決定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的2個重要因子，也是評價灌溉技術(shù)優(yōu)劣的重要指標。兩個因子存在緊密的相互依賴性，適宜的水肥條件是實現(xiàn)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)?；诂F(xiàn)有的微潤灌溉對土壤水分運移的大量研究，今后需加強微潤灌溉條件下土壤養(yǎng)分運移規(guī)律的研究，可為制定合理的微潤灌溉制度提供理論依據(jù)，對提高水肥利用效率和減少施肥污染等具有重要意義。 ② 大田試驗和溫室試驗因降雨、氣溫、土壤微生物和病蟲害等因素存在差異，導致微潤灌溉對作物生長的影響程度不同。今后深入研究微潤灌溉對大田作物生長的影響規(guī)律，將有利于探明不同種植模式下微潤灌溉對作物生長影響的差異性，為微潤灌溉技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。 ③ 日益增加的農(nóng)業(yè)源溫室氣體排放是全球農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)主要面臨的環(huán)境問題，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)對灌溉方式等措施的變化具有敏感而強烈的響應(yīng)。今后應(yīng)加強微潤灌溉對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放和碳足跡的影響研究，以探明微潤灌溉技術(shù)在溫室氣體減排方面的優(yōu)勢。

[1] 楊文君,田磊,杜太生,等.半透膜節(jié)水灌溉技術(shù)的研究進展[J].水資源與水工程學報,2008,19(6):60-63.

[2] 劉國強,王鐸,王立國,等.膜技術(shù)處理含油廢水的研究[J].膜科學與技術(shù),2007,27(1):68-72.

[3] Ahmadi S H, Plauborg F, Andersen M N, et al. Effects of irrigation strategies and soils on field grown potatoes:root distribution[J]. Agricultural Water Management, 2011,98(8):1280-1290.

[4] 張俊,牛文全,張琳琳,等.微潤灌溉線源入滲濕潤體特性試驗研究[J].中國水土保持科學,2012,10(6):32-38.

[5] 張俊,牛文全,張琳琳,等.初始含水率對微潤灌溉線源入滲特征的影響[J].排灌機械工程學報,2014，32(1):72-79.

[6] 楊慶理.半透膜灌溉原理與應(yīng)用：水纜及水纜灌溉[C]∥甘肅 天水：第八屆全國微灌大會論文集，2009:245-255.

[7] 張立坤,竇超銀,李光永,等.微潤灌溉技術(shù)在大棚娃娃菜種植中的應(yīng)用[J].中國農(nóng)村水利水電,2013(4):53-55.

[8] 史麗艷,牛文全,張俊.灌水方式對輕度鹽化土壤玉米生長及土壤水分的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2013,31(2):152-156.

[9] 湯英,杜歷,楊維仁,等.果樹微潤灌溉條件下土壤水分變化特征試驗研究[J].節(jié)水灌溉,2014,4:7.

[10] 何玉琴,成自勇,張芮,等.不同微潤灌溉處理對玉米生長和產(chǎn)量的影響[J].華南農(nóng)業(yè)大學學報,2012,33(4):566-569.

[11] 魏鎮(zhèn)華,陳庚,徐淑君,等.交替控水條件下微潤灌溉對番茄耗水和產(chǎn)量的影響[J].灌溉排水學報,2014,33(4):139-143.

[12] 韓慶忠,向琳,王功名,等.三峽庫區(qū)臍橙園微潤灌溉的初步應(yīng)用[J].現(xiàn)代園藝,2013(21):18-19.

[13] 韓慶忠,向琳,姜學枝,等.微灌施肥一體化技術(shù)在柑桔園的應(yīng)用試驗[J].現(xiàn)代園藝,2015(9):8-10.

[14] 姚付啟,劉惠英,李亞龍,等.微潤灌溉對臍橙生理生態(tài)參數(shù)的影響研究[J].南昌工程學院學報,2014,33(6):11-14.

[15] 柳祥林.探索山區(qū)田間蓄水模式推廣微潤灌溉水肥一體化技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2014,34(8):33-33.

[16] 向長海,柳祥林,范擁軍,等.柑桔園田間蓄水和微潤灌溉技術(shù)[J].中國果業(yè)信息,2014,31(11):76-77.

[17] 張子卓,牛文全,許建,等.膜下微潤帶埋深對溫室番茄土壤水鹽運移的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報,2015,23(9):1112-1121.

[18] 張子卓,張珂萌,牛文全,等.微潤帶埋深對溫室番茄生長和土壤水分動態(tài)的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2015,33(2):122-129.

[19] 薛萬來,牛文全,張子卓,等.微潤灌溉對日光溫室番茄生長及水分利用效率的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,2013,31(6):61-66.

[20] 余瑩瑩,朱艷,范敬蘭,等.微潤灌溉技術(shù)在徐州地區(qū)應(yīng)用前景分析[J].江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學院學報,2014,14(3):24-26.

[21] 巴音克西克.微潤灌溉技術(shù)在新疆的推廣價值分析[J].中國農(nóng)業(yè)信息月刊,2014(5):191-192.

[22] 朱燕翔,王新坤,程巖,等.半透膜微潤管水力性能試驗的研究[J].中國農(nóng)村水利水電,2015(5):23-25.

[23] 薛萬來,牛文全,羅春艷,等.微潤灌溉土壤濕潤體運移模型研究[J].水土保持學報,2014,28(4):49-54.

[24] 薛萬來,牛文全,張俊,等.壓力水頭對微潤灌土壤水分運動特性影響的試驗研究[J].灌溉排水學報,2013,32(6):7-11.

[25] 祁世磊,謝香文,邱秀云,等.低壓微潤帶出流與入滲試驗研究[J].灌溉排水學報,2013,32(2):90-92.

[26] 謝香文,祁世磊,劉國宏,等.地埋微潤管入滲試驗研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學,2014,51(12):2201-2205.

[27] 張珂萌,牛文全,薛萬來,等.間歇和連續(xù)灌溉土壤水分運動的模擬研究[J].灌溉排水學報,2015,34(3):11-16.

[28] 牛文全,張俊,張琳琳,等.埋深與壓力對微潤灌濕潤體水分運移的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2013,44(12):128-133.

[29] 邱照寧,江培福,肖娟.水溫對低壓微潤管出流影響的試驗研究[J].節(jié)水灌溉,2015(6):31-34.

[30] 李朝陽,夏建華,王興鵬.低壓微潤灌灌水均勻性及土壤水分分布特性[J].節(jié)水灌溉,2014(9):9-12.

[31] 張國祥,申麗霞,郭云梅.微潤灌溉條件下土壤質(zhì)地對水分入滲的影響[J].灌溉排水學報,2016,35(7):35-39.

[32] 仵峰,彭貴芳,宰松梅,等.灌溉的趨勢:微續(xù)灌[J].節(jié)水灌溉,2008(6):1-3.

[33] 董瑾.新型節(jié)水設(shè)備及其在溫室草莓上的應(yīng)用效果對比[J].農(nóng)業(yè)工程,2013(3):27-30.

[34] 張珂萌,牛文全,薛萬來,等.間歇和連續(xù)灌溉土壤水分運動的模擬研究[J].灌溉排水學報,2015,34(3):11-16.

[35] 彭振陽,伍靖偉,黃介生.采用間歇灌溉進行土壤鹽分淋洗的適用性[J].水科學進展,2016,27(1):31-39.

[36] 呂殿青,王全九,王文焰,等.膜下滴灌水鹽運移影響因素研究[J].土壤學報,2002,39(6):794-801.

[37] 賈運崗,張富倉,李培嶺.大田滴灌條件下土壤水分運移規(guī)律的試驗研究[J].灌溉排水學報,2007,26(6):15-18.

[38] 夏衛(wèi)生,雷廷武,楊文治,等.蒸發(fā)條件下土壤水分再分布的動力學研究[J].水利學報,2002,7(7):7-41.

[39] 楊文君,田磊,杜太生,等.半透膜節(jié)水灌溉技術(shù)的研究進展[J].水資源與水工程學報,2008,19(6):60-63.

[40] Hoogland J C, Feddes R A, Belmans C. Root water uptake model depending on soil water pressure head and maximum extraction rate[C]∥Ⅲ International Symposium on Water Supply and Irrigation in the Open and Under Protected Cultivation119，1981:123-136.

[41] 武維華.植物生理學[M].北京：科學出版社,2006.

[42] 周博,李云開,裴旖婷,等.再生水滴灌灌水器附生生物膜生長對堵塞的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2015,31(3):146-151.

[43] Hills D J, Nawar F M, Waller P M. Effects of chemical clogging on drip-tape irrigation uniformity[J]. Transactions of the ASAE, 1989,32(4):1202-1206.

Progress and Prospects of Moistube Irrigation Technology Research

ZOU Xiaoyang1, QUAN Tianhui2, ZHOU Mengna2, YANG Qingli2, SHI Yi2

(1.Institute of Soil and Water Conservation, CAS & MWR, Yangling, Shaanxi 712100, China; 2.Shenzhen Moisture Irrigation Science and Technology, Shenzhen， Guangzhou 518000, China)

[Objective] The research progress of moistube irrigation technology was reviewed to investigate the future research direction and provide available bases for the formulation of water-saving irrigation system and parameters. In addition, this review would play a key role in popularizing moistube irrigation technology. [Methods] The paper summarized the development history and application status of moistube irrigation technology, soil water movement under moistube irrigation, effects of moistube irrigation on crops growth, etc. and the drawbacks of moistube irrigation technology were analyzed. [Results] Moistube irrigation is an underground irrigation technology, having the advantages of uninterrupted adequate water supply for plant absorption and field irrigation were synchronicity. Moistube irrigation water was matched with plant water consumption. Meanwhile, moistube irrigation can come into being no-stress irrigation. In addition, moistube irrigation plays an important role in improving crop quality and yield. The moistube irrigation technology has become a leading international bionic type continuous irrigation system, and will have broad prospect of popularization in arid and semi-arid region. [Conclusion] This paper reviewed the development history and application status of moistube irrigation, the research progress of moistube irrigation technology mechanism, migration rules of soil water and the effects of moistube irrigation on crop growth, and put forward the key research fields needed to be further study, including the effects of moistube irrigation on soil nutrient migration; the effects of moistube irrigation on crop growth with different planting patterns; the effects of moistube irrigation on greenhouse gas emissions of farmland ecosystem.

moistubeirrigation;applicationstatus;soilwatermovement;cropgrowth

B

： 1000-288X(2017)04-0150-06

： TU991.64， S275

2016-10-24

：2016-11-27

深圳市第五批科技攻關(guān)項目“用于實現(xiàn)精準地下連續(xù)灌溉的新型半透膜材料關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”(重2014-137)

鄒小陽(1993—),男(漢族),江西省新余市人,碩士研究生,研究方向為灌溉理論與節(jié)水技術(shù)。E-mail:1543102669@qq.com。

全天惠(1989—),女(漢族),海南省?？谑腥?碩士,助理工程師,主要從事微潤灌溉節(jié)水技術(shù)研究。E-mail:594429081@qq.com。