目前,我国温室已普及推广以管道输水灌溉为基础的各种灌溉方式,包括直接利用管道进行的管道输水灌溉,以及具有节水、省工等优点的滴灌、微喷灌、渗灌等先进的灌溉方式。此外,为满足温室环境或栽培特殊作物的需要,喷雾、喷灌等灌溉方式也开始应用在温室中。温室中使用的灌溉系统有多种,可依据温室灌溉系统中所用灌水器的形式进行区分。每种灌溉系统有自身的性能和特点,应该了解各种形式的温室灌溉系统的优缺点,才能根据温室生产的需要合理选用。 1.管道灌溉系统 管道灌溉系统是直接在田间供水管道上安装一定数量的控制阀门和灌水软管,并手动打开阀门、用灌水软管进行灌溉的系统,这是目前温室中最常用的灌溉方法。多数情况下,一根灌水软管可以在几个控制阀门之间移动使用以节约投资。灌水软管一般采用软质塑料或橡胶管,如PE软管、PVC软管、橡胶软管、涂塑软管等。如果需要,还可以在软管末端加上喷洒器或喷水枪以获得特殊的喷洒灌溉效果。 管道灌溉系统具有适应性强、安装使用简单、管理方便、投资低等突出优点,而且灌溉系统堵塞问题几乎不存在,只需要采用简单的净化过滤措施即可,对水源的水质要求不高,因此在温室中被广泛采用。但单纯依靠管道灌溉系统进行灌溉,存在着劳动强度大、灌溉效率低、难以准确控制灌水量、无法随灌溉施肥和加药等不足,因此温室生产中应该将管道灌溉与滴灌等其它灌溉系统结合使用,才能获得很好的灌溉效果。 温室管道灌溉系统的设备选配较为简单,一般情况下用户可自行解决。需要注意的是,为温室配置管道灌溉系统时,一般每公顷栽培面积需要的供水量应不低于25立方米/小时,才能满足生产要求。
2.温室滴灌系统 滴灌系统是指所用灌水器以点滴状或连续细小水流等滴灌形式出流浇灌作物的灌溉系统。滴灌系统的灌水器常见的有滴头、滴灌管、滴灌带、多孔管等。滴灌系统一般布置在温室地表面,也有采用将滴头或滴灌管埋入地下30cm深的地下滴灌系统。 滴灌是最先进的温室灌溉方式之一,低温季节在温室中采用滴灌,能够避免其他灌溉方法灌水后温室内湿度过大而易使作物染病的弊端,因此滴灌可以说是绝大多数生产温室中灌溉系统的最佳选择。在温室中采用滴灌具有省工、省水、节能、优质、增产、适应范围广、易于实现自动控制等优点,还可以配合施肥设备精确地对作物进行随水追肥或施药等作业。滴灌的不足之处是设备投资较高、系统的抗堵塞性能差,因此滴灌对水质要求较高。选用滴灌系统应根据水质情况配置完善的水源净化过滤设备,并在使用中注意采取必要的维修保养措施,谨防系统堵塞。滴灌系统因堵塞问题造成灌溉质量下降甚至系统报废是当前温室滴灌系统应用中的最主要问题。 温室生产中,宜将滴灌系统与微喷灌或管道灌溉结合使用,低温季节采用滴灌系统进行灌溉,高温干燥季节结合微喷灌或管道灌溉进行降温加湿、调节温室田间气候,才能获得更好的收获。 3.温室微喷灌系统 微喷灌系统是指所用灌水器以喷洒水流状浇灌作物的灌溉系统。常见微喷灌系统的灌水器有各种微喷头、多孔管、喷枪等。温室中采用微喷头的微喷灌系统,一般将微喷头倒挂在温室骨架上实施灌溉,以避免微喷灌系统对田间其他作业的影响。 温室中采用微喷灌系统具有省工、省水、节能、能随水追肥或喷药、易于实现自动控制等优点。同时因喷洒水与空气接触面积大,采用微喷灌能够显著增加温室内湿度、降低温室内温度、调节温室田间气候,有利于高温干燥季节作物的连续生长。但由于温室是一个封闭的生产环境,完全依靠微喷灌系统进行温室作物的灌溉,在低温潮湿季节则容易产生温室内空气湿度过高而使作物病害机会增加的问题,同时某些作物开花或坐果期间也忌讳明水浇灌作物,因此应该有限制地使用温室微喷灌系统。通常,将温室微喷灌系统与温室滴灌或管灌系统结合在一起使用,以滴灌或管灌系统为主要灌溉系统,微喷灌系统作为补充灌溉或调节温室田间气候使用。 温室中使用的微喷头有旋转式微喷头和散射式微喷头,旋转式微喷头主要用于补充灌溉使用,散射式微喷头常被称为雾化喷头,并有折射式雾化喷头和离心式雾化喷头之分。折射式雾化喷头工作压力低、水滴平均直径150 um,一般适用于加湿降温和灌溉兼顾的场合;离心式雾化喷头(十字四喷嘴雾化喷头)工作压力高、水滴雾化好(水滴平均直径70um)、且雾化均匀度高,适用于温室的加湿降温。温室中使用的微喷头应带有防滴器,并注意选择高质量的产品,以防止微喷头或管件连接处的滴漏水对作物的危害。
4.温室自行走式喷灌机 温室自行走式喷灌机实质上也是一种微喷灌系统,但它是一种灌水均匀度很高、可移动使用的微喷灌系统。工作时,自行走式喷灌机运行在悬挂在温室骨架上的行走轨道上,通过安装在喷灌机两侧喷灌管上的微喷头实施灌溉作业。温室自行走式喷灌机通常还配有施肥或加药设备,以便利用其对作物进行施肥或喷药作业;同时采用可更换喷嘴的微喷头,以便根据作物或喷洒目的的不同选择合适的喷嘴进行喷洒作业。此外,喷灌机上所用喷头也必须有防滴器。 由于投资较高,温室自行走式喷灌机多用于穴盘育苗、观叶性花卉栽培等有特殊灌水要求的温室生产中。
5. 温室多孔管微灌系统 多孔管微灌系统是采用多孔管作为灌水器的灌溉系统。多孔管是一种直接在可压扁的薄壁塑料软管上加工出水小孔进行灌溉的灌水器,这种多孔管的特点之一是可用作滴灌、也可用作微喷灌。将其覆盖在地膜下、利用地膜对水流折射可以使多孔管出水形成类似滴灌的效果,将其直接铺设在地面多孔管出水可形成类似细雨的微喷灌效果。温室中,低温季节将其覆盖在地膜下作为滴灌用、高温季节揭开地膜就可作为微喷灌用,是一种经济实用的温室灌溉设备,尤其适合在塑料大棚、日光温室等对灌溉要求不高的生产性温室中。 多孔管微灌系统的优点是抗堵塞性能好、不需用很好的水源净化过滤设备、能滴能喷、投资低等,缺点是其灌水均匀度较低、使用年限短。
6. 温室喷雾系统 温室喷雾系统是指工作时能产生雾滴平均直径在20um以下微雾的灌溉系统,这些微雾能很快在空气中蒸发。实际上,温室中使用喷雾系统的目的不是灌溉,而是用于高温季节的温室降温,通常将温室喷雾系统与通风机配合共同使用,可快速降低温室内的空气温度。 温室中常用的喷雾系统有高压喷雾系统、低压空气雾化系统两种。高压喷雾系统中采用的是高压喷嘴,系统工作压力为3.5~6.0MPa,所喷洒的微雾平均粒度在10um以下;高压喷雾系统因工作压力很高、且对水质要求也很高,一般应为其配置专用高压水泵、高等级的水净化过滤设备以及高压供水管道和管件。低压空气喷雾系统利用压缩空气雾化喷洒水形成微雾,喷洒出的微雾平均粒度在15um以下。低压空气喷雾系统供水压力只需要0.2~0.4MPa,与常规微喷灌系统压力类似,且对水质要求与微喷灌系统也相同,因此这种系统中可采用普通灌溉用PVC塑料管道和管件,安装和维护简单方便;但低压空气喷雾系统因需要另外配置供气的气源(通常用空气压缩机)和供气管道(普通气管或PVC塑料管),因此增加了设备和运行的投资。 7. 温室屋顶喷淋系统 温室中的屋顶喷淋系统并不是作为灌溉作物使用,而是通过喷淋系统将水喷洒在温室外的屋顶上,达到降低温室内空气温度、或冲洗屋顶灰尘以提高温室透光率之目的。屋顶喷淋系统中的灌水器可选择屋顶喷淋专用喷头,也可采用大田喷灌用的喷头替代。喷淋系统的管道和喷头多安装在温室外的天沟处。 温室灌溉系统的选用 温室生产中主要应根据其中的作物种类、种植方式、灌溉要求等作物情况来选用灌溉系统,同时还应参考当地的水质情况、供水供电条件、投资能力、作物附加值高低等因素,确定所用灌溉系统的具体形式。
1. 塑料大棚 塑料大棚多用于早春或秋延作物的栽培,冬季低温或夏天高温季节一般不再用塑料大棚进行生产。这种类型的温室本身投资很低、所种作物的附加值不大,因此对灌溉系统的要求不高,因此应根据所种作物的类型,选用投资较低灌溉系统,参见表2
表2 塑料大棚灌溉系统的选用 栽培作物 | 低档配置 | 中档配置 | 高档配置 | 果菜类作物 | 管道灌溉 | 管道灌溉+多孔管滴灌或滴灌带滴灌 | 管道灌溉+滴灌带滴灌+微喷头微喷灌 | 叶菜类作物 | 管道灌溉 | 管道灌溉+多孔管微喷灌或微喷头微喷灌 | 管道灌溉+自行走式喷灌机 |
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2. 日光温室 日光温室多用于秋冬茬作物栽培,以秋冬低温季节栽培为主,春夏高温季节一般不再用日光温室进行生产。这种类型的温室本身投资较高、所种作物一般有较高的附加值,因此应根据所种作物的类型,选择适中的灌溉系统。为防止低温季节灌溉后温室内湿度过高产生病害,栽培果菜类作物或行栽花卉的日光温室一般都应选配滴灌系统,参见表3。 表3 日光温室灌溉系统的选用 栽培作物 | 低档配置 | 中档配置 | 高档配置 | 果菜类作物行栽花卉果树 | 管道灌溉+多孔管滴灌或滴灌带滴灌 | 管道灌溉+多孔管滴灌或滴灌带滴灌+微喷头微喷灌 | 管道灌溉+滴灌管滴灌+微喷头微喷灌 | 叶菜类作物育苗 | 管道灌溉 | 管道灌溉+微喷头微喷灌 | 管道灌溉+自行走式喷灌机 | 盆栽花卉 | 管道灌溉 | 管道灌溉+滴箭滴灌 | 管道灌溉+滴箭滴灌+微喷头微喷灌 |
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3. 连栋温室 连栋温室多采用周年生产方式,无论秋冬季低温或春夏季高温连栋温室都可以进行生产。这种类型的温室本身投资很高、温室配套设备齐全,所种作物必须有很高的附加值才能维持其运行费用,因此应根据所种作物的类型,选择优质可靠的灌溉系统,参见表4。 表4 连栋温室灌溉系统的选用 栽培作物 | 低档配置 | 中档配置 | 高档配置 | 果菜类作物行栽花卉 | 管道灌溉+滴灌管滴灌 | 管道灌溉+滴灌管滴灌+微喷头微喷灌 | 管道灌溉+滴灌管滴灌+微喷头微喷灌+喷雾系统+喷淋系统 | 叶菜类作物育苗 | 管道灌溉+微喷头微喷灌 | 管道灌溉+自行走式喷灌机+微喷头微喷灌 | 管道灌溉+自行走式喷灌机+微喷头微喷灌+喷雾系统+喷淋系统 | 盆栽花卉 | 管道灌溉+微喷头微喷灌 | 管道灌溉+滴箭滴灌+微喷头微喷灌 | 管道灌溉+滴箭滴灌+微喷头微喷灌+喷雾系统+喷淋系统 |
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温室滴灌系统的对比 滴灌系统是温室中最常用的灌溉系统,温室中可以使用的滴灌系统种类多,性能和价格也有很大差异,因此有必要对各种类型的滴灌系统做进一步的了解。 温室中常用滴灌系统的灌水器有滴头、滴灌管、滴灌带、多孔管等。 滴头和滴灌管(带)类型有压力补偿式(滴头流量受供水压力影响较小)和 (滴头流量受供水压力影响较大)两大类。前者灌水更均匀,但造价高、使用年限短;后者灌水均匀度稍低,但造价低、使用年限长。因温室面积一般不大,用非压力补偿式的灌水器即可。 滴头根据其与给水毛管的连接型式可分为管上式、管侧式、管间式3种。管上式滴头直接安装在毛管的外壁上(如纽扣式滴头、蜗流式滴头等),管侧式滴头通过旁通和微管安装在毛管上(如滴箭、发丝滴头等),管间式滴头的两端均与毛管相连(如重力滴头、内螺纹管式滴头等)。 滴灌管是将滴头镶嵌在毛管内制成一体、同时具有输水和灌溉功能的灌水器。常用的有内镶片式滴灌管、内镶管式滴灌管。 滴灌带是在可压扁的薄壁毛管内镶嵌滴头、或直接在可压扁的薄壁毛管一侧热合出迷宫形状滴头,而形成的同时具有输水和灌溉功能的灌水器。常见的有内镶片式滴灌带、迷宫式滴灌带。 采用滴头的滴灌系统,因造价高、安装复杂在温室中很少使用,一般只应用在特殊需要或无法使用滴灌管(带)的场合。而采用滴灌管、滴灌带、多孔管的滴灌系统,因灌水器和供水毛管出厂时已制成为一体,安装使用方便、造价可低可高,因此已成为目前各类温室生产所用灌溉系统的主流。 温室滴灌系统的特点、性能、价格、适应性与系统中所用灌水器密切相关,不同滴灌系统一般也依据其所使用的灌水器名称进行区分。现将温室中常用的滴灌管滴灌系统、滴灌带滴灌系统、滴箭滴灌系统、多孔管滴灌系统、重力滴头滴灌系统等几种滴灌的性能对比列入表供参考
表1 温室常用滴灌系统的性能对比 形式 | 水质要求 | 供水要求 | 投资大小 | 灌溉效果 | 抗堵塞性 | 使用年限 | 滴灌管滴灌系统 | 高 | 高 | 中等 | 好 | 差 | 长 | 滴灌带滴灌系统 | 高 | 高 | 低 | 好 | 差 | | 滴箭滴灌系统 | 中等 | 中等 | 高 | 一般 | 一般 | 长 | 多孔管滴灌系统 | 低 | 低 | 低 | 差 | 好 | 短 | 重力滴头滴灌系统 | 高 | 高 | 中等 | 一般 | 差 | 长 | 注:水质要求高指水源中污物、泥砂、矿物质等杂质含量少;供水要求高指能够长时间提供稳定的供水压力和流量。 |
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