玉米膜下滴灌在大庆市的发展与推广

杨 鹏，郭凤台，徐芳艳

（1.河北工程大学 水电学院，河北 邯郸 056038；2.中国灌溉排水发展中心，北京 100054；3.邯郸水文与水资源勘测局，河北 邯郸 056001）

玉米膜下滴灌在大庆市的发展与推广

杨 鹏1，2，郭凤台1，徐芳艳3

（1.河北工程大学 水电学院，河北 邯郸 056038；2.中国灌溉排水发展中心，北京 100054；3.邯郸水文与水资源勘测局，河北 邯郸 056001）

玉米膜下滴灌技术是覆膜种植与滴灌技术的相结合，初步实现了浇水、施肥一体化和可控化，由传统的大水漫灌，转向了浸润式灌溉。膜下滴灌与常规种植方法相比较，节水、节肥、省工、节地、增产、提质、增效。大庆市在气候特点和社会需要等方面很适合发展玉米膜下滴灌。该文在分析玉米膜下滴灌节水、增产机理的基础上，从大庆市的气候条件，现代农业需要和产生的效益等方面论述了大庆市发展玉米膜下滴灌的必要性。虽然其推广中仍存在一定的问题，但膜下滴灌的优势已经显现。

玉米；膜下滴灌；发展；推广；节水；效益；

1 概述

膜下滴灌是覆膜种植与滴灌相结合的一种先进灌水技术，也是地膜栽培抗旱技术的延伸与深化。它根据作物生长发育的需要，将水通过滴灌系统在作物根系范围内进行局部灌溉，同时可根据需要将化肥和农药等随水滴入作物根系。作为一种新型的节水灌溉技术，与地表灌溉、喷灌等技术相比，有着无可比拟的优点，是目前最为节水、节能的灌溉方式。由于膜下滴灌的配水设施埋设在地面以下，管材不易老化，灌水时土壤表面几乎没有蒸发，避免了水的深层渗漏和地表径流，使作物对水、肥的利用直接有效，提高了作物的产量和品质，实现了增产增效的目的。

我国是农业灌溉大国，也是水资源紧缺的国家，发展节水灌溉，是缓解我国水资源紧缺的战略选择，是保障国家供水安全、粮食安全、生态安全，支撑经济社会可持续发展的迫切需要。黑龙江大庆地区，经过近几年的膜下滴灌探索实践，将膜下滴灌技术应用于玉米种植中，取得了一定成效，并形成了相应的膜下滴灌配套栽培技术，将现代耕作模式、栽培模式、管理模式进行综合，充分发挥膜下滴灌高效节水、节肥、省工、节地、提质、增效和增收的优势。

2 玉米膜下滴灌的节水与增产机理

2.1 节水机理

2.1.1 有效杜绝深层渗漏损失，提高田间水利用率

常规灌溉，如灌水量过多，超出田间持水率的部分在重力作用下入渗成为无效的深层渗漏水。经实际测定，采取沟灌时，耕层40cm以下的渗漏水占灌溉水的35%～50%，而膜下滴灌的水分多集中在40cm以上土层，一般没有深层渗漏现象。

2.1.2 有效抑制田间无效水的蒸发

采用膜下滴灌可改变对作物生长不利的气候因素，滴入膜下土体的水分，仅消耗于植株的蒸腾，抑制了土壤水分的蒸发，保墒效果明显。同时，采用膜下滴灌,通过系统过滤,随水而来的杂草种子无法进入田间,避免了杂草丛生。在整个生育期株间被地膜覆盖,膜内温度高,使原有杂草种子和杂草无法生长,有效抑制了杂草的繁衍，减少了杂草的耗水。

2.1.3 控制土壤次生盐渍化，减少生育期压盐用水量

滴灌以频繁小流量灌水方式使作物根区土壤经常保持在较高含水量状况之下,同时在地膜覆盖下,土壤水的毛细管运动和土壤蒸发减弱,盐分随上升水流积聚地表的机率较少,即使有盐分积累也仅在湿润区边缘,对作物苗生长的危害不大,无须增加太多灌水压盐。

2.2 增产机理

膜下滴灌适时适量供水，调节根区土壤的水、肥、气、热是促进作物生长向着理想株型发展的前提。其增产机理为：

（1）覆膜种植，地温变化较稳定，有利于作物早出苗，出全苗。据大田观测膜下滴灌较常规灌提早出苗2～3d，出苗率高达95%。

（2）根部土壤疏松，形成良好的水、肥、气、热小气候，为作物生长创造了有利条件。

（3）膜下滴灌可适时适量供水，对作物起到有效的促控作用。

（4）保肥效果好，利用率高。

（5）可有效抵抗自然灾害的影响，加快作物的生育进程。

（6）可有效抑制病虫害的传播，作物病虫害发生少。

（7）膜下滴灌有很好的洗盐压碱作用,在滴水补墒的同时使水分纵横向运动，在淡化的湿润区内为玉米根系创造了一个低盐环境,有利于玉米生长,获取高产。

3 推广玉米膜下滴灌的必要性

3.1 气候水文环境所迫

大庆市境内无天然水系，多年平均降水量440mm,蒸发量1600mm,气候特点是“十年九旱”，干旱缺水是制约农业发展的主要矛盾。20世纪90年代以来，在解决干旱问题上，大庆市进行了一系列的探索，经历了打小井、坐水种，解决出苗问题；打深井进行垄灌、沟灌、漫灌，解决苗期干旱问题；配套白龙及输水管，解决长距离输水问题。随着水源井数量的增加，每逢重旱，地下水位就会大幅下降，局部地区地下水补给不足，小井常发生集中掉泵现象，大井虽然能出水，单眼机井的漫灌控制面积仅为4.6hm2。多年实践证明，粗放的灌溉模式成本高、效益差，如果不采取高效节水措施，干旱问题就无法从根本上解决。

3.2 发展现代农业的需要

在发展现代农业的诸多要素中，水是最基础、最关键的因素。发展高效节水农业，特别是发展玉米膜下滴灌技术，有利于加快现代农业的发展。膜下滴灌技术是滴灌技术与覆膜技术有机结合的产物，为了更好地发挥它们结合的效力，需要土地集约化、耕作机械化、品种优质化、管理科学化的强力支撑，以实现提高劳动生产率、增产、增效等目标。因此，推广玉米膜下滴灌技术，是对传统农业生产的一次革命。而统一种子、统一播种、统一施肥、统一灌水，有利于加快土地流转、规模化经营的进程，有利于提高农业生产机械化水平，促进传统种植业向产业化、集约化经营转变。

3.3 效益显著

3.3.1 节水

滴灌由于用水集中和保水长效，每年可减少两次抗旱。滴灌仅湿润作物要系发育区，每个滴灌滴头的浸润半径在40～50cm，属局部灌溉。“输液式”的灌溉方式上，使浇地变成了浇作物，水的利用率明显提高。实验表明，滴灌用水量是漫灌的1/7，是喷灌的1/2。

3.3.2 节肥

膜下滴灌将可溶性肥料溶入施肥缺罐，随水直接注入作物根区的土壤中，膜下滴灌有地膜覆盖，减少了追肥量，施肥量可减少30%～40%，肥效利用率提高三成以上，并且可以做到适时适量供给，保证了玉米始终在适宜肥效下生长。

3.3.3 节电

采用膜下滴灌每亩耗电15kW·h，喷灌是35kW·h，管灌为65kW·h，每度电需0.525元，滴灌比其他两种形式每小时分别节约电费10.5元和26.25元。

3.3.4 省工

减轻劳动强度，提高劳动生产率。膜下滴灌，由于行间无灌溉水分，因而杂草不宜发生，能减少锄草投工。膜下滴灌又不需人工平整土地和开沟打畦，实行自动控制，“推闸、放水、拧龙头”操作简便，大大降低了田间灌水的劳动量和劳动强度。一个标准工管理的定额由1.5hm2增加到6.5hm2，而且开1眼井灌1hm2地，过去需要3个人进行管理，现在只需1个人管理，劳动生产率提高了80%。

3.3.5 节地

膜下滴灌工程不占土地，没有垄行和地沟的限制，田间的干渠、支渠等明渠被地下输水管道和滴灌带所替代，土地利用率提高了6%。

3.3.6 提质、增产

玉米高产品种都是高喜肥、喜水，密植品种。实践证明，玉米膜下滴灌能增加玉米良种所需的有效积温，在玉米关键生育期内可适时适量补水和施肥，改善土壤的理化性能，保证亩出苗株数为4000～4500株，给玉米生长提供了良好的水、肥、气、热生长环境，不但实现了苗齐、苗壮，后期棒粗、粒饱，且含水率低，能够保障玉米优质高产。根据大庆地区推广经验，普通玉米平均亩产量为450kg，实施膜下滴灌后平均亩产量为1000kg。

3.3.7 增收

大庆玉米膜下滴灌试点表明，膜下滴灌平均亩投入成本576元，大田直播平均亩投入成本300元。虽然每亩成本增加了276元，但由于前者比后者每亩玉米可增产500kg以上，故亩净增收可达400元以上。

4 系统模式和栽培模式

4.1 系统模式

4.1.1 系统组成

滴灌系统由水源工程、首部枢纽、输配水管网、灌水器及控制、量测和保护装置等组成。

（1）水源为井水，过滤系统采用离心+网式的组合过滤器，过滤精度120目，施肥装置采用压差式施肥罐，容积根据系统地块大小而定。

（2）输配水管网。干支管铺设在地面，为可拆卸薄壁软管，灌溉时连接软管通水灌溉，灌溉结束后可拆下运回仓库保管。毛管选用单翼迷宫式滴灌带，规格为φ16×300×0.2mm，额定工作压力0.1MPa。

4.1.2 系统投资

滴灌系统一次性投入（材料费）280元/亩，以后每年更换滴灌带等投入100元/亩。

4.2 栽培模式

4.2.1 栽培模式

膜下滴灌玉米采取起垄、宽窄行、穴播种植，株行距配置为30cm＋70cm，平均行距50cm，株距22cm，亩密度6000株，如下图所示，田间种植方式为1膜1管2行玉米，滴灌带铺设在膜下2行玉米中间。

4.2.2 播种模式

机械播种前应对播种机具进行全面维修调试，并安装好滴灌带铺设装置，根据种植模式调整好间距，使播种机达到最佳待播状态。播种时铺带、覆膜、播种一次完成。

机械条播是目前普遍使用的一种方法，可覆膜、施肥、铺滴灌带一次性完成。播种时可不带种肥，灌溉中可随水施肥。

5 玉米膜下滴灌的发展与推广中存在的问题

（1）对设备要求高。进口滴灌设备质量虽好，但价格高。绝大多数滴灌工程主要使用国产设备，但国产的滴头、滴灌带或滴灌管等产品在压力补偿、抗堵塞、灌水均匀度和材质的抗老化等方面质量不稳定，管材配套性差，容易漏水，过滤器以筛网过滤器为主，使用寿命短，过滤效果不理想，容易导致灌水器堵塞，甚至造成工程报废。

（2）缺乏成熟的水肥耦合技术。在水、肥、盐、热运移规律研究方面，对膜下滴灌水、盐、热运移的定性和定量关系研究得不深入，如不同深度的温度和湿度变化规律、湿度梯度对土壤水分运动与保持的影响、土壤层水分和热流运移规律、温度与水分运动、盐分迁移之间的耦合关系等都有待于进行深入的研究。

（3）工程设计尚需进一步改进。玉米是一种可以连作栽培的作物，滴灌的田间输水管路既可全部铺设在地面移动使用，也可埋在犁底层以下固定使用。田间输水管路和滴灌带也可全部采用一次性使用。究竟采用哪种形式更科学、更经济，还需深入研究。

（4）由于滴灌供水量较小，为保证灌溉效果，常采取生育期不揭膜的方式，减少田间蒸发量。冬、春季揭膜效果差，长此以往，造成田间地膜残存量较大，影响作物正常出苗及生长发育。

（5）该项技术推广仍属起步阶段，农民还没有真正掌握其技术要领，没有得到农民的真正认可。

（6）资金短缺。由于农民收入水平低，而膜下滴灌一次性投入资金大，若无各级政府的连续几年的资金支持和强有力的行政推动，推广玉米膜下滴灌仍然存在一定困难。

6 结语

由大庆市发展玉米膜下滴灌经验可知，膜下滴灌具有节水增产、保墒增温、减少蒸发、保土保肥、抑制杂草和防止土壤盐碱化等优点。尽管推广中受经验不足等因素的影响,有些问题尚待进一步研究总结,但从节水增产角度出发,膜下滴灌潜力很大，完全满足大庆地区玉米种植和耕作的要求，为解决干旱和水量不足,缓解春季争水矛盾起关键作用。

玉米膜下滴灌技术不仅适合在大庆地区大面积的发展与推广，这项技术同样也适于北方其他水资源紧缺地区。而且膜下滴灌技术除了应用在玉米外，还可应用在棉花、番茄、小麦、辣椒等30余种作物上，目前已推广到了20多个省、市、自治区。同时，膜下滴灌技术也已成功走出国门，推广到了塔吉克斯坦和巴基斯坦，并且取得了显著效益。可见，膜下滴灌的推广应用前景是十分广阔的。

［1］马丽辉，王春雨，范笑微.膜下滴灌农业节水技术的应用［J］.黑龙江水利科技，2004（4）：53-54.

［2］Vories,E.D.1;Tacker,P.L.2;Lancaster,S.W.3;Glover,R.E.3 Source：Drip irrigation of corn in Northeast Arkansas［J］.Agricultural Water Management,v 96,n 6,p 912-916,June 2009.

［3］Stone,Kenneth C.Bauer,Philip J.,Busscher,Warren J.,Millen,Joseph A.Source：Applied Engineering in Agriculture,v 24,n 4,p 455-464,July 2008.

［4］王立洪，叶含春，陈江山，等.棉花膜下滴灌节水增产的机理与效益分析［J］.中国农村水利水电，2002（10）：9-12.

［5］张大伟.玉米膜下滴灌系统组成及技术应用［J］.云南环境科学，2009，37（3）：90-91.

［6］中国灌溉排水发展中心.东北四省重点地区玉米膜下滴灌发展规划（2011-2015）［R］.

［7］刘一龙.龙江省西部半干旱玉米膜下滴灌节水增产增温效应实验研究［J］.中国农业，2009（10）：75-76.

［8］兰存福.膜下滴灌特征及其研究现状分析［J］.科技情报开发与经济，2010,20（10）：150-151.

［9］孟军，赵宏伟，孙伟，等.黑龙江省西部灌溉区膜下滴灌技术推广运行机制探索［J］.东北农业大学学报，2011，9（11）：5-8.

［10］Mohapatra,B.K.,Lenka,D.And Naik,D.Effects of plastic mulching on yield and water use efficiency in maize ［J］.Annals of Agric.Res,1998,19：210-211.

［11］崔正辉，翟洪占，王茹.玉米膜下滴灌效益分析［J］.黑龙江水利科技，2011，9（1）：35-36.

［12］刘淑珍，黄志刚.2009年建平县马铃薯膜下滴灌技术效益分析［J］.现代农业科技，2010（15）：132-133.

［13］聂为如，张玉莉.棉花膜下滴灌效益及存在问题［J］.新疆农机化，2003，（4）：23-24.

［14］杨金麒.影响膜下滴灌技术应用效益的主要因素及解决办法［J］.新疆农垦经济，2006（5）：59-60.

［15］玉米膜下滴灌前景广阔［N］.大庆日报，2009-09-07.

Development and Promotion of Cron Growing Using Drip Irrigation under Plastic Membrance in Daqing City

YANG Peng1,2,GUO Feng-tai1,XU Fang-yan3
（1.College of Water Conservancy and Hydroelectric Power,Hebei University of Engineering,Handan056038,China;
2.China Irrigation and Drainage Development Center,Beijing1000543,China;3.Hydrology and Water Resourse Survey Bureau of Handan,Handan056001,China）

Cron growing using drip irrigation under plastic membrance is the combination of plastic membrance and drip irrigation technology,it has been made the initial realization of watering,fertilization integrated and controlled,the way of irrigation from traditional flood irrigation turned to be immersion irrigation.Comparing with conventional planting methods,drip irrigation under plastic membrance has more obvious effect on water saving,fertilizer saving,labor saving,field saving,improving quality and increasing production of the corn.Cron growing using drip irrigation under plastic membrance is very suitable to developed in the city of Daqing,because of its climate characteristics and social needs.On the basic of analyzing the principle of water-saving and product increasing,according to the climatic conditions in Daqing,the needs and the effectiveness of the modern agricultural,discussing the necessary for the development of drip irrigation of corn under plastic membrance.Although there are still some problems to resolve,the advantages of drip irrigation is obvious.

corn;drip irrigation under plastic membrance;development;promotion;water-saving;effectiveness

S257.6

B

1672-9900（2011）05-0077-03

2011-06-25

杨鹏（1985—），女（汉族），河北石家庄人，硕士，主要从事节水灌溉研究，（Tel）18701040122。