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膜下滴灌技术及其机理

不同 灌溉 方式 肥料 分布 影响 示意 图
省农药:水在管道中封闭输送,避免了水对 病虫害的传播。另外,地表无积水,田间地 面湿度小,不利于滋生病菌和虫害。因而除 草剂、杀虫剂用量明显减少,可省农药 10%~20%。
省地:由于田间全部采用管道输水,地面无常规灌溉 时需要的农渠、中心渠、毛渠及埂子,可节省土地 5%~7%。
降解膜
(1)光降解膜: 在吹塑过程中混入一定量的“促老化材料” 制成地膜。这种地膜经过一定时间(40、60、80天)后, 能自行老化降解破碎成小块,进一步降解成粉末掺混于土壤 中,不造成污染,对土壤结构无不良影响。这种地膜在光的 照射下降解,但是被埋入地下的不能够降解。 (2)生物降解膜:依靠微生物的活动来分解。把淀粉均匀 的撒在膜内,依靠微生降解淀粉的同时把地膜降解掉。生物 降解膜的主要缺点是强度不够,容易被撕破。
在聚乙烯树脂中加入2~3%的碳黑制成。
优点 膜透光率很低,阳光大部分被膜
吸收,膜下杂草因缺光黄化而死,具 有较好的灭草作用。
缺点 对土壤的增温效果不如透明膜,一
般可使土温升高1~3℃。而且自身较易 因高温而老化。
应用适用于夏季覆盖,在蔬菜棉花、甜菜、
西瓜、花生等作物上均可应用。
黑白条带膜
• 中间为白色,利于 土壤增温;两侧为 黑色,可抑制垄帮 杂草滋生。
由于覆膜增加了群体内反射光,对促进作物光合作用、 增加干物质积累,对提高产量是有利的。
7.抑制了土壤返盐、抑制杂草、减少虫害
覆膜后一般全盐含量降低30.9%~42.7%,盐化重的 土壤效益更明显。
由于覆膜后膜下地表温度可达40~50℃,可使杂草枯 萎闷死。覆膜使播期、生育期提前,可躲过害虫发生的 高峰期,因而减少了虫害。
膜下滴灌技术及其机理
一、膜下滴灌的概念及来源
1、问题的提出
兵团棉花膜下滴灌技术始于石河子垦区,地处新疆 天山北麓,全国第二大沙漠-古尔班通古特沙漠的南缘。 该区年降雨量100-200mm,蒸发量高达2000-2400mm, 属干旱-干涸地带,没有灌溉就没有农业。
本区属新疆工农业经济发达的天山北坡经济带,但 水资源相对匮乏。要维持当地经济可持续发展,维护生 态平衡,唯一的出路就是节水。由于农业用水量比高达 95%,因此,节水的首要对象是农业节水。
传统种植和膜下滴灌种植密度对比
品质、质量提高:膜下滴灌营造了良好的生长和环境 条件,因而,不但产量高,而且品质好。以棉花为例: 棉花的成熟度好,纤维长度增加0.4-0.7mm,纤维的 整齐度高,外观光泽好。
传统种植和 膜下滴灌玉
米对比
三、膜下滴灌技术的效益分析 1、节水效益
膜下滴灌与传统的裸地滴灌进行了对比试验, 发现膜下滴灌的节水效果优于裸地滴灌。裸地滴 灌灌溉定额为4620m3/hm2,膜下滴灌灌溉定额为 2805m3/hm2,膜下滴灌比裸地滴灌节水39.6%。
增温效应随土层深度增加而减少,愈接近表层、增温值越 大;
随气温增高,土壤增温效果下降;晴 天增温多,阴天增温少;起垄覆膜增温 值高于平地覆膜增温值,宽膜增温效果 优于窄膜。在一天当中增温最高值出现 在17-19时,最低值出现在7-9 时。
2.土壤的水分效应
地膜覆盖阻止土壤水分蒸发,使土壤含水量 的变化趋于平缓。设施蔬菜栽培,采用膜下暗灌 技术,减少了地面水分蒸发和浇水次数,使设施 内空气湿度降低,对控制蔬菜病害的发生与传播 有利。
不同灌溉方式组图
省水: 滴灌对比畦灌
误 解 “滴灌不能
提供足够的水” 浇作物而不是浇地
畦灌作物长势
农田水分消耗途径 植株蒸腾 棵间蒸发 农田渗漏
滴灌作物长势
膜下滴灌湿润层和作物根系生长区
省肥:肥料可做到适时、适量随水滴灌到作物根 系部位,易被作物根系吸收,且肥料无挥发、无 淋失,提高肥料利用率30%以上。
二、地膜覆盖栽培的生态效应
1. 土壤增温效应 由于覆膜的阻隔减少了膜内外热量消
耗、扩散,减少土壤中热能以长波辐射 的形式向外辐射;
夜间地膜内凝聚一层细小的水珠放出 热量,仍保留在地膜下的空间,由于水 份不能向外蒸发,减少了汽化热的损失, 因此使膜内土温在较大时间内保持稳定。
春季低温期,在1-10cm的土层中可增温2-6℃,最高可达 10℃。
(1)无色透明地膜: 优点 膜透光性好,土壤增温效果明显,早春可使耕层土壤 增温2~4℃,高温时期膜下地表温度可达60℃以上,适用 于东北、西北、华北等低温、寒冷的干旱与半干旱地区应用。
缺点 透明地膜因为透光性好,覆盖下面 易生杂草,所以在铺膜前最好喷洒除草剂。
高压低密度聚乙烯地膜(LDPE):俗称高压地膜或普通地 膜,厚0.015mm左右。
主要用于:夏秋季高温期间防蚜、防病、抗热栽培。实践证明, 夏秋季节用于覆盖黄瓜、西瓜、番茄、菠菜、芹菜、莴苣、棉 花、烟草等作物,不但有良好的防病虫作用,还能改善这些农 作物的品质。
红色膜
美国农业科研人员研究了彩色地膜对草莓和番茄及其他 作物的增产效果。发现红色地膜比黑色地膜更能刺激作物生 长,植物会利用更多的能量进行地上部分的光合作用。红色 地膜能透射红光,同时可阻挡其它不利于作物生长的色光透 过,因此使作物生长旺盛。实践证明,红色农膜能满足水稻、 玉米、甜菜等对红光的需要,可使水稻秧苗生长旺盛,甜菜 含糖量增加,胡萝卜长得大,韭菜叶宽肉厚、收获期提前。
二、膜下滴灌技术的特点:
➢高效节水 ➢抑制土壤盐碱化 ➢提高肥料的利用率 ➢提高土地利用率 ➢减少机耕作业,降低机耕成本 ➢提高作物产量和品质 ➢节约农药,抑制病虫害的传播,抑制杂草生长 ➢提高劳动生产率、提高农民(工)收入
滴灌施肥的增产机理 ➢水肥同步,水肥被直接输送到根区,缩短了
养分向株间二氧化碳(CO2)浓度提高,为地膜 作物、蔬菜光合作用提供了较充足的二氧化碳(CO2)肥源, 有助于增产。
6.增强了田间光照强度
覆膜后由于地膜本身及膜下附着的水珠反射,使植株 中下部叶片光照增强,主要是增加了反射光的光照强度。
河北农业大学测定,反射光在地表和株高1/2处分别高 于裸地3.4%和5.5%。
滴灌 改良 盐碱 地情 况
增产:由于科学调控水肥,水肥耦合效应好,土壤 疏松,通透性好,充分利用水、肥、土、光、热、 气资源,使作物生长条件优越,作物普遍增产 15%-50%。新疆经验,各种作物均进行缩行增株, 提高种植密度。以玉米为例:采用常规灌,播种密 度4000-4500株/亩,采用滴灌,播种密度50006000株/亩。
2、经济效益
就用水而言,农民以方便、省力、省钱为原则, 甚至宁愿大水漫灌也不去费钱、费事、费工地搞节 水,除非节水的收益大于投入。
近年来,学者们围绕膜下滴灌技术的应用效益 进行了大量的实证研究。一致认为,膜下滴灌技 术具有显著的经济效益。
膜下滴灌,即在滴灌带或滴灌毛管上覆盖一层地膜。 这种技术是通过可控管道系统供水,将加压的水经过过滤 设施滤“清”后,和水溶性肥料充分融合,形成肥水溶液 ,进入输水干管-支管-毛管(铺设在地膜下方的灌溉带), 再由毛管上的滴水器一滴一滴地均匀、定时、定量浸润作 物根系发育区,供根系吸收。
膜下滴灌技术应用
➢ 水将肥料直接输送到根区,养分分布高度
均匀,降低了肥料与土壤的接触面积,减少了土 壤对肥料养分的固定,提高了肥料的利用率 。
➢氮肥利用率达58-65%,磷肥利用率为22
-28%,较常规灌溉施肥的氮、磷肥利用率 提高20-25个百分点和5-10个百分点。
➢ 节省氮肥30%左右,节省磷肥10%左右,
黑白双面地膜:
乳白色向上,有 反光降温作用;黑色 向下,有灭草作用。 主要用于夏秋蔬菜抗 热栽培。厚度为 0.02-0.025mm。
(3)特 种 地 膜
除草膜
在薄膜制作过程中掺入除草剂,覆盖后单面析出除草剂 达70~80%,膜内凝聚的水滴溶解了除草剂后滴入土壤, 或在杂草触及地膜时被除草剂杀死。
国内厂家生产的杀草膜采用的除草剂主要有: ①扑草净 主要用于水稻、花生、玉米及果树,但对黄瓜 甜椒、豆类、西红柿等有药害,忌用。 ②除草醚、敌草隆、除草剂1号 可用于茄子、黄瓜、西红 柿等蔬菜。
有孔膜
在地膜吹塑成型后,经圆刀切割打孔而成。孔径及 孔数排列是根据栽培作物的株行距要求进行的。
在普通地膜上用激光 打出微孔,每平方米打 200、400或800孔,以 增加地膜透气性,防止 膜 下 土 壤 CO2 含 量 过 高 。
省工和节能:地面灌水,打毛渠、挖土堵口,劳动强度 大,采用滴灌后,只观测仪表、操作阀门,劳动强度轻; 膜内滴灌,膜间土壤干燥无墒,杂草少,且土壤不板结, 田间人工作业(包括浇水、锄草、施肥、修渠、平埂、 病害治理等)和中耕机械作业等大大减少,人工管理定 额也大幅度提高。
不同灌溉方式田间管理对比
能局部压盐碱:膜下滴灌向土壤中不断补充纯净水,农膜 阻止了土壤中水分的蒸发,将土壤中部分水分提升到地表 所形成的湿润区内,有一个脱盐区,(利于幼苗成活及作 物生长)和集盐区。由盐碱地上的试验可看出,农田耕作 层盐份逐年减少,田间作物产量逐年提高。
同时试验表明,覆膜后土壤有机质、全氮、全磷、全 钾均有下降趋势。因此,覆膜栽培要重视增施有机肥,补 充土壤有机养分,不断提高土壤肥力。
4.改善土壤性状
能有效避免因降雨和灌水的冲刷而造成 的土壤板结现象,增加土壤的总孔隙度 1~10%,同时增加土壤水稳性团粒。
5.增加了近地面CO2浓度
由于地膜阻隔了土壤空气和大气的气体交换,使土壤 中二氧化碳(CO2)含量比裸地栽培显著增加。
2、膜下滴灌定义
膜下滴灌,顾名思义,是在膜下应用滴灌技 术。这是一种结合了以色列滴灌技术和国内覆膜 技术优点的新型节水技术。
利用使带肥的灌溉 水成滴状、缓慢、 均匀、定时、定量 地灌溉到作物根系 发育区域,使作物 根系区的土壤始终 保持在最优含水状 态。
地膜覆盖具有保墒、 提墒、灭草、增加 地温、减少作物棵 间水分蒸发的作用。
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