果树灌溉新技术

喷灌、微喷灌、滴灌、渗灌、膜下滴灌、智能化控灌等灌溉方法，是国内外发展和广泛应用的高效节水灌溉技术。近20年，这些先进的灌溉技术，尤其是微喷灌、膜下滴灌等灌溉技术在我国果树、园林、棉花等作物灌溉中得以推广应用。灌水器是微灌系统的核心技术和重要出流部件，其结构性能决定微灌系统出流特征和灌溉方式，微灌系统工作的质量高低、工作可靠性很大程度上取决于灌水器性能及其工作方式，因而，国内外将微灌系统灌水器的防堵塞、灌溉水均匀出流等问题作为研究重点并已解决和应用。

随着经济结构调整，新疆特色林果业面积快速发展，果树采用现有微灌技术面临新问题，由于果树不同生长阶段需水量和需水规律的特殊性，成龄果树采用微灌技术时常出现减产、耗能耗水多、灌溉水温低、运行费用较高等问题。为此，自主创新出一种蓄流分离式灌溉新技术，解决了果树灌溉节水增产，节能低耗，用水自控和提升灌溉水温的技术难题，同时为我国节水灌溉新技术新产品研发拓展了空间。

核心提示

蓄流分离式灌溉，是我国近年基于果树类作物需水特性和要求，自主创新研究的一项节水灌溉新技术，在探索研究农业节水增产、节能降耗、定额用水、提升水温及灌溉均匀性等关键问题上取得了新进展，为我国节水灌溉领域拓展了新空间。

———概念解析———

什么是蓄流灌溉？

蓄流分离式灌溉的基本理念是基于供水与灌溉不连续、不同步、相互独立用水机理，将田间作物灌溉水量，通过供、输水方式输至田间分离式蓄流灌水器之中，作物灌溉用水由灌水器中的水量在自重作用下，自行释放自流灌溉，即一种供水“蓄”与作物自流灌溉的“流”之间彻底分离的蓄流灌溉方法。可以说，蓄流分离式灌溉突破了灌区传统的供水与灌溉用水同步和连续性方式，是一种创新灌溉模式。

———技术解析———

关键设备：蓄流灌水器

基于蓄流分离式灌溉原理，作物实施灌溉是由蓄流灌溉系统中的关键技术设备———蓄流灌水器实施自流灌水。蓄流灌水器可视为接纳灌溉用水的有压容器，由管径较大的进水软管、充水排气小孔、管径微小的灌溉导流微管等构成。蓄流灌溉运行过程中，蓄流灌水器容积内的灌溉水流进、出表现为由恒定出流向非恒定流变化，当蓄流灌水器在水流输入充满完成时为恒定出流，当灌水器充水完成并终止供输水时，则为非恒定出流。因此耕种帮建议蓄流灌水器的充水与泄空两个过程所需时间是不同的。

———专家解读———

解读人：中国管理科学研究院特约研究员、新疆水利厅水管总站高级工程师周和平

新疆水利水电科学研究院高级工程师张胜江

优点一：节水增产效果明显

周和平：蓄流分离式灌溉技术具有明显的节水增产效果，因为既有喷灌、微灌等灌溉技术所共有的节水方式，也有其灌溉运行特点，节水主要通过以下方式实现。

首先是管网化供水系统节水。蓄流灌溉系统的田间均为封闭式管网供水，如同喷灌、微灌等灌溉系统一样，在供水过程中不会产生输水渗漏损失浪费，系统供水效率高。

再者是细流渗灌充分节水。蓄流灌溉与喷、滴灌灌水方式不同，喷灌是以喷洒方式灌水；滴灌是以滴头滴水的方式进行作物根区局部土壤湿润灌水。蓄流灌溉则是以分离式蓄流灌水器为条件，灌水器中的水量在自重作用下，通过微管出流导管自行释放缓慢出流进入作物根部灌水入渗器皿中，以细流灌溉方式渗透作物根系区域土壤，解决了果树类作物喷灌过程中水分飘移、蒸发损失等问题。

还有蓄流灌水器定额水量自控节水。蓄流灌水器具有作物灌水定额自控及自动出流等功能，果树等作物用水量多少事先设计确定，实现了作物灌水定额及用水计量的自控。解决了喷灌、微灌等节水灌溉工程由于人为管理不当而产生的管理过程中浪费用水现象。

优点二：低水头灌溉均匀

灌溉水均匀度是微灌节水技术的重要指标。为满足作物均匀灌溉需要，供水系统通常以消耗较多的能源而获得系统较大工作压力。若是低水头微灌管网供水系统，很难满足作物均匀灌溉需要。目前常用方法有：一通过若干个轮灌区设计，集中使用和消耗有限的供水压力；二选择使用性能较好的灌水器。但对于自流灌区自然低水头微灌供水系统水头压力过小，尽管将灌溉系统划分成多而小的轮灌区，但灌溉均匀性仍差，蓄流灌溉解决了这一技术难题。

张胜江：以蓄流灌水器为特征的蓄流灌溉方式，对于一个轮灌区内只要满足灌水器的充水要求，就能够实现该轮灌区内作物用水量和灌溉水的均匀性要求，解决了灌区因水头不足而产生的灌溉不均匀问题，为解决目前微灌系统以高水头为代价获得灌溉系统工程布局和均匀灌溉问题，提供了可行的技术途径。

优点三：节能降耗显著

常规灌溉系统从供水到某次灌水完成，自始至终连续、同步持续供水能耗。为解决能耗过多问题，应以减少作物灌水时间着手，将灌水耗时及能源供应尽可能地向非能源消耗方面转化。蓄流灌溉技术分三阶段为解决这一问题提供了可行的方法。

在灌区管网独立供、输水阶段，开启轮灌区供水开关，向本轮灌区供水干管、分干管及田间输水毛管三级管网供、输水。

在蓄流灌水器充水和管网供、输水终止阶段，当管网系统加压运行后，分布在田间输水毛管上的蓄流灌水器，在供水压力作用下灌水器容积水量很快充水完成，蓄流灌水器中蓄贮水量即为作物的灌水定额。此时，关闭本轮灌区的供水开关，表明本轮灌区供、输水任务已经完成，意味着能源供应结束。

而在田间灌溉独立完成阶段，在停止供水非耗能情况下，蓄流灌水器容积水量，在水量自重作用下，自由水能转化为出流，经过蓄流灌水器微小导管出流，逐步浸润作物根系局部土壤，实施细流渗水的节水灌溉方式，这意味着田间灌溉与轮灌区管网供输水彻底分离。

蓄流灌溉系统供水在很短时间内相对独立的完成供水任务，作物需水量一次性输送到田间作物用水处的蓄流灌水器之中，作物灌溉是一个自行释放的过程，灌溉耗时和作业均自动相对独立在田间完成。因此耕种帮建议蓄流灌溉有效地减少灌水历时省时节能低耗。

周和平：蓄流灌溉系统供水在很短时间内相对独立的完成供水任务，作物需水量一次性输送到田间作物用水处的蓄流灌水器之中，作物灌溉是一个自行释放的过程，灌溉耗时和作业均自动相对独立在田间完成。因此耕种帮建议蓄流灌溉有效地减少灌水历时省时节能低耗。

优点四：提升灌溉水温效应

适宜的灌溉水温有利于作物正常生长，这对于利用地下水或春季灌溉水温较低灌区尤显重要，而蓄流灌溉模式则具有明显的灌溉水增温效应。

张胜江：蓄流灌水器相当于一个天然的太阳能吸热板，它将供水、贮蓄水、灌溉水出流通过“灌水器吸热板”连接，以达到灌溉水升温效果。

观测结果表明，四五月份正值石榴果树果实生长初期，果树生长对灌溉水温要求敏感，适宜灌溉水温有利于果实的生长。

据该时段观测，对照区提取井水灌溉水温17℃，采用蓄流灌溉方式灌溉水温21℃，灌溉水温增加4℃提高23.5%%，具有明显提升灌溉水温作用。