高效设施农业中的水分调控与节水灌溉技术概要

据文献报道[8～18], 各种蔬菜对设施内空气湿度的要求是不相同的。其中, 黄瓜和芹菜要求空气湿度较高, 达90%左右; 番茄、辣椒、西葫芦和豆类等要求空气湿度70%左右; 西瓜、50%已足够～90%, 样。其中, 原产南方的花卉移植北方后, 必须提高设施内的空气湿度, 以防叶片因干燥而表面粗糙, 失去光泽, 甚至焦边、黄枯。花卉在其生长发育的各个时期对空气湿度的要求也有差异。一般在扦插、嫁接或分株繁殖时, 需80%以上的空气湿度才能防止凋萎, 提高成活率。花卉在冬季养护阶段, 设施内空气湿度不宜过高, 以防徒长和病虫害[19～21]。

设施内空气湿度过高时, 主要采用通风换气、加湿和固体材料强制吸湿以及地膜覆盖、覆草和控制灌水等措施降低空气湿度。增加设施内空气湿度的措施主要是灌水, 简陋设施可采用洒壶洒水, 近年来设施农业发展实践证明[4, 5, 13, 15～18], 对于集约化程度高的大规模设施农业大都采用现代化微灌技术。2. 3 设施内土壤湿度的调控

设施内环境处于半封闭或全封闭状态, 空间较小, 气流稳定, 又隔断了天然降水对土壤水分的补充。因此, 设施内土壤表层水分欠缺时, 只能由深层土壤通过毛细管上升水补充, 或进行灌水弥补。

蔬菜和花卉都是需水较多的植物, 比一般农作物对水分的反应更敏感。但不同种类的蔬菜和花卉以及其各生育时期的需水要求并不相同, 这主要取决于其地下部分对土壤水分的吸收能力和地上部分对水分的消耗量。同一种蔬菜和花卉的不同生育时期对土壤水分的要求也不一样。

蔬菜幼苗期组织柔嫩, 对土壤水分要求较严格, 如黄瓜幼苗期土壤过湿, 容易徒长; 土壤缺水, 幼苗组织木栓化, 形成老化苗。一般果菜类从定植到开花结果, 土壤湿度应低, 以免茎叶徒长。但开花和采收期, 如土壤水分不足, 会抑制子房发育, 导致落花和

3 对高效农业设施中水分环境的调控

由于设施内的特殊环境, 以及种植在设施内的蔬菜、花卉、苗木等对环境水分条件的要求与大田作物、露地蔬菜和果树等完全不同, 因此与其相适应采用的灌溉技术也有差别。但是, 无论选用何种灌溉技术都必须以有利于设施内植物, 为设施内植物创造良好的水分环境为重要依据。3. 1 对设施内灌溉技术的基本要求

为有效调控设施内的水分环境, 设施内采用的

( 29灌溉技术必须满足下述基本要求[22～26]:(1 依植物需水要求, 遵循灌溉制度, 按计划灌水定额实施适时适量灌水; (2 田间水有效利用率高, 一般不低于0. 90; 灌溉水有效利用率滴灌不低于0. 90, 微、喷灌不低于0. 85; (3 保证获得高效、优质、高产和稳产; (4 灌水劳动生产率高, 灌水用工少; (5 灌水简单经济, 易于操作, 便于推广; (6 灌溉系统和装置投资小, 管理运行费用低。

3. 2 灌溉技术的合理选择

长期以来, 设施内大多采用传统的沟、畦等地面灌水技术。常规地面灌水虽不需要专门设备, 小, 运行费用低, , 握, , 。因此, 近年来设施内普遍推广各种节水灌溉新技术。

通过近年来设施农业建设实践, 笔者认为目前设施内采用的灌溉新技术应以微灌技术为主, 选用滴灌技术和微喷灌技术, 以及由其派生出的一些现代化、自动化程度高的灌溉新技术。微灌技术一般一次性投资较高, 但省水、节能、高产效益十分显著, 并可节省打畦、筑埂、开沟和灌水的劳动力, 减轻劳动强度。据文献[22, 23, 25, 26]报道, 微灌系统全部由管道输配水, 无沿程渗漏和蒸发损失; 微灌属局部灌溉, 一般只湿润植物根部附近土壤, 灌水流量小, 能适时适量依植物生长需要供水, 完全避免地表径流和深层渗漏, 所以一般比地面灌省水50%～70%, 比喷灌省水15%～25%。微灌灌水器在低压下运行, 一般工作压力为50～150kPa , 比喷灌低, 可节能。微灌灌水均匀度高, 一般可达80%～90%, 又可结合灌水施肥或施农药, 还可调节植株间的温度和湿度, 因而可实现高产稳产, 提高产品质量, 一般微灌比其他

灌水方法增产30%～50%。

据各地示范推广中应用的实践经验[9, 10, 12, 15～18], 目前我国设施内微灌系统主要采用下述几种:(1 地面上固定式滴灌系统, 其灌水器多采用带有迷宫式消能和抗堵塞长流道的边缝式和贴壁式滴灌带, 其次是有压力补偿和无压力补偿的内镶式滴灌管以及其他钮扣式滴头, 主要适用于蔬菜灌溉。(2 悬吊式向下喷洒、插管式向上喷洒的固定, 、, 、苗圃、盆栽和、果树或要求环境湿度较大的观赏植物或高架植物。大多数蔬菜要求设施内空气湿度不宜过高, 否则会使蔬菜生长受阻, 并易发生病虫害, 因此以选用滴灌技术为最好, 一般不宜采用微喷灌技术。对花卉、苗木、无土栽培植物、盆栽和观赏植物往往需要设施内湿度较高, 则应以选用微喷灌技术为宜。

4 结 论

1 设施农业在我国虽起步较晚, 但发展较快, 随

着我国经济形势和现代化、产业化农业的发展, 设施农业将在西部大开发中发挥重要作用。

2 调控设施内的水分状况就是要调控其空气相对湿度和土壤湿度, 目前国内这方面的研究尚不充分, 报道也较少。调控设施内的水分状况应依蔬菜、花卉等植物种类、品种的不同及各生育时期对环境水分状况的要求不同, 采取适宜的灌溉或排水技术措施。

3 设施内蔬菜应主要采用以滴灌带和滴灌管为主要灌水器的滴灌技术和滴灌系统; 而花卉等植物则应主要选用微喷灌技术和微喷灌系统。

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