滲灌是一種地下節(jié)水灌溉方法,也有人稱之為地下滴灌。具有顯著的節(jié)水、節(jié)能、省工、增產(chǎn)和提高產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)點。其主要問題是淤堵嚴(yán)重,難以克服。其實施方法很多,大致可以分為點式和線式兩種,點式(又稱孔口式)就是用不透水的塑料管將水送到作物根部,然后通過一種埋在地下可以慢慢滲出水的滲頭進(jìn)行灌溉。線式(又稱全壁型)是采用埋在地下可慢慢向外滲水的管道直接進(jìn)行灌溉。而這種滲水管又分為多孔管和微孔管兩種。多孔管是在管壁上打很多小孔(孔徑為1-2mm)或5~10mm長的縱縫,微孔管是用特殊的材料(廢舊輪胎回收的橡膠、塑料等)拉成的管道,管壁上有無數(shù)泡沫狀的微孔。當(dāng)管內(nèi)充水時就會逐漸象出汗一樣滲出,進(jìn)行灌溉。本文著重介紹線式的微孔滲灌管的發(fā)展概況。
美國從七十年代初期開始進(jìn)行地下滲灌研究。1984年利用廢舊輪胎回收的橡膠和聚乙烯及一些特殊的添加劑,經(jīng)過科學(xué)配方和特殊加工工藝(不是加發(fā)泡劑和吹塑劑)制成了新型的Aquapore多孔滲灌管,管壁上分布許多肉眼看不見的細(xì)小彎曲的透水微孔,質(zhì)地柔軟,這種管子可用10-15年,在0.1~0.2MPa壓力下水便從透水微孔中滲出。每米管上可供給流量1.5m3/h。供水后不久,滲灌管周圍的土壤便達(dá)到飽和狀態(tài)。此后,滲灌管周圍土壤毛細(xì)管力將成為影響滲灌管滲水量的主要因素之一。美國格亞公司委托的試驗結(jié)果表明,100m長的滲灌管首端和尾端滲水量幾乎相同,而與鋪設(shè)在地表的測試結(jié)果差別很大,其主要影響因素是土壤毛細(xì)管力的作用。八十年代,美國各地分別進(jìn)行過用地下滲灌種植棉花、小麥、西瓜、黃瓜、玉米、西紅柿等作物的可行性研究,從1980年至1992年之間Phene等人在美國的加利福利亞州,對地下滲灌能否節(jié)水或高效利用水等基本問題,作過系統(tǒng)的研究和論證。美國亞利桑那州Sundance農(nóng)場進(jìn)行20多年的農(nóng)業(yè)地下滲灌研究。
法國生產(chǎn)的滲灌管是由廢塑料(低密度PE)加發(fā)泡劑和成型劑混合后擠出成形,稱為TURORZX管。管壁內(nèi)有無數(shù)個泡狀微孔。管徑有幾種,用于農(nóng)業(yè)上的管徑多為13mm,壁較厚,約2-3mm。使用時可以埋入地下,也可以鋪設(shè)于地表,當(dāng)系統(tǒng)供水時,水沿泡孔狀的管壁滲出或沿管壁均勻地噴出極細(xì)的水流,滲水量的大小及滲水均勻度主要取決于運行壓力,泡孔的孔徑和材料的均勻性。包括全部自動化系統(tǒng)每公頃投資約85500元。管道的使用壽命可達(dá)10年以上。目前,法國的滲灌管在日光溫室和一些經(jīng)濟(jì)作物方面得到了廣泛應(yīng)用。日本、以色列、意大利、澳大利亞、中東等國也對滲灌做了大量研究和廣泛應(yīng)用。
我國很早就開始采用滲灌。河南省濟(jì)源縣的地下暗管灌溉至今已有一、二百年歷史了。七十年代山西省運城地區(qū)萬榮縣就讓水無壓通過瓦管的微孔,從管周圍緩緩滲出浸潤附近的土壤進(jìn)行滲灌。80年代北京塑料研究所和北京水利科學(xué)研究所對法國1987年4月贈送的滲灌設(shè)備進(jìn)行了田間試驗和水力性能測試,同時進(jìn)行了聚乙烯滲灌管的研究和仿制,并于1989年通過了試驗成果鑒定,但由于技術(shù)和設(shè)備等客觀因素的限制,仿制產(chǎn)品出水均勻度低,難以投入生產(chǎn)使用。1993年河北省石家莊市農(nóng)業(yè)局和辛集市農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)協(xié)會、郊區(qū)農(nóng)業(yè)局合作引進(jìn)日本滲灌設(shè)備,用于灌蔬菜、果園,得到了節(jié)水增產(chǎn)的效果。但存在投資大,購買運輸不方便等問題。1995年沈陽泓儂應(yīng)用技術(shù)研究所根據(jù)美國的經(jīng)驗,開始研制微孔滲灌管。1997年6月20日通過了沈陽市科委組織的專家鑒定。以后就在沈陽市郊區(qū)用于灌溉綠菜花、蕃茄、黃瓜、草莓、甜瓜、芹菜等,得到了農(nóng)戶的稱贊。大棚試驗結(jié)果表明滲灌比滴灌可節(jié)水73%以上,增產(chǎn)11.7%,棚內(nèi)地溫平均提高2℃;番茄晚疫病病株率少80%,而且省工省時,明顯減小病蟲害。
1996年以后新疆自治區(qū)人事廳智引辦公室對引進(jìn)美國滲灌技術(shù)給予了熱心的支持。曾補助經(jīng)費組織多批人員到美國參觀學(xué)習(xí),資助經(jīng)費先后在石河子、吐魯番、鄯善、阿克蘇建設(shè)多處試點進(jìn)行示范(面積有數(shù)百畝),但據(jù)了解均告失敗。
河北省也于1993年引進(jìn)并在日光溫室內(nèi)使用了美國的滲灌管,多次請國外滲灌專家進(jìn)行技術(shù)交流和指導(dǎo)。1996年石家莊塑料總廠曾派人到美國去考察,沒有引進(jìn)生產(chǎn)線,只是曾騁請美國專家到廠指導(dǎo),研制成功了發(fā)泡塑膠微孔滲灌管。1997年獲國家新產(chǎn)品稱號,并已形成批量,F(xiàn)在每米售價1.20元,每年產(chǎn)量只有十余萬米。主要由于市場需求不足,這是因滲灌管堵塞較嚴(yán)重,農(nóng)民傾向于使用滴灌帶”。據(jù)廠家說一般農(nóng)民不重視水的過濾,一般只用一年就堵塞了,而科研單位則可用五年以上。除此之外,山東萊蕪塑料制品有限公司、河南濟(jì)源市滲灌設(shè)備廠、山西候馬市第二塑料廠、北京北航潤土科技有限公司等也都生產(chǎn)微孔滲灌管,由于市場不大所以都是以銷定產(chǎn)。產(chǎn)品多數(shù)售給研究單位,作為試點與試驗之用。