风光互补节水灌溉设备性能田间试验

(一)宁夏同心风光互补滴灌枣瓜间作效果试验

1.试验地概况

试验地点位于宁夏同心县王团镇旱作节水农业科技园区内，地处宁夏中部干旱带，地理位置为东经105°59'，北纬36°51'，海拔1 363m，属黄河中游黄土丘陵沟壑区。大陆性季风气候，年均气温7℃，最冷月(1月)均温－6.7℃，最热月(7月)均温19.7℃，≥10℃积温2 398℃，无霜期149～171 d，多年平均降水量286mm，干燥度2.17，年平均太阳总辐射量5 642 MJ/m2，年日照时数为2710 h。

2.试验设计

该试验的目的是在施用有机肥的前提下测试不同灌溉方式对西瓜产量的影响(表5－4)。试验将传统灌溉方式(沟灌)与风光互补滴灌进行比较，传统灌溉的灌溉定额设计为100 m3/亩、150 m3/亩、200 m3/亩，风光互补滴灌灌水定额设计为40 m3/亩、50 m3/亩、60 m3/亩。试验地面积共8亩，供试西瓜品种为金诚5号，红枣品种为同心圆枣。

3.试验结果

具体试验结果见表5－4。采用传统灌溉(沟灌)后，2012年西瓜平均出苗83%以上，西瓜亩均产量为3 020 kg;风光互补滴灌处理后，2012年西瓜出苗95%以上，西瓜亩均产量为5 208 kg，较传统沟灌提高72.5%，蔓长增加29.9%;劳动生产率提高55.9%以上;风光互补灌溉水分生产效率可达到93.0～112.8 kg/m3。

表5－4　2012年风光互补滴灌试验不同灌水定额水平西瓜生长指标测定

(二)迪拜极端高温条件下风光互补节水灌溉效果试验

1.试验地概况

试验地位于迪拜穆什里夫公园(Mushrif Park;25°13'10″N，55°27'02″E)，属于亚热带沙漠气候，试验期间(2015年6～8月)最高气温52.8℃，最低气温35.5℃，无有效降水。试验地面积共4亩。试验安装风光互补节水灌溉系统1套，共使用微润管1 200 m，滴灌管600 m，各尺寸PE管510 m。搭建枸杞和水罐遮阳网140 m2。

2.试验田间布局

田间试验布局图见图5－6。试验种植柠檬树和芒果树共28株，国内两次引进枸杞苗共50株(幼苗)，种植西瓜160株，甜瓜250株，撒播草坪种子13 kg。

图5－6　田间试验区划图

3.试验结果

(1)节水灌溉种植指示植物表现情况

①西、甜瓜生长发育情况。采用浅埋式微润管灌溉种植，平均每米流量为0.25 L/h，管道埋深为10 cm。出苗后采用自制遮阳花盆进行保苗，西瓜出苗率为81.1%，甜瓜出苗率为92.5%;经过补种后，西瓜总体成活率为92.5%，甜瓜成活率为95.2%。根系主要分布在0～20 cm土层中，平均蔓长43 cm，茎粗1.12 cm，80%开花。生育周期(从播种到坐果)共计54 d，总耗水量68.006 m3，平均每日耗水1.259 m3。如表5－5所示，西瓜和甜瓜耗水量主要集中在生长后期(抽蔓期和结果期)，占全生育期耗水量的61.8%。

表5－5　西(甜)瓜生育期生长环境及其耗水量

图5－7　节水灌溉种植西、甜瓜

②柠檬树生长发育情况。采用浅埋微润管节水灌溉，带土移栽种植柠檬树。微润管埋于地下20 cm，每棵树按树苗大小单独绕树一周，直径42 cm;每棵树的微润管均连接于主管道，每米流量为0.25 L/h。栽植前期采用PVC软管补水20 kg，成活率69.7%。观测期自6月17日栽植后至8月2日，共计46 d，总耗水量为20.64 m3，平均每日耗水量为0.45 m3。乔木耗水量主要集中在生长前期，占观测期内耗水量的78.8%。

图5－8　节水灌溉种植柠檬树

③草坪草生长发育情况。采用浅埋式滴灌管和内镶贴片式滴灌管灌溉，流量为0.57 L/h，管道埋深为5 cm。由于蒸发量大，出芽前铺干草根和遮阴网;并采用微喷头喷灌进行土壤保湿，草坪出苗率为93%，观测后期覆盖度达到92%。观测期自7月14日播种后至8月2日，共计19 d，总耗水量为78.04 m3，平均每日耗水量为4.11 m3。草坪耗水量主要集中在生长后期，占观测期内耗水量的79.1%。

图5－9　节水灌溉种植草坪

(2)试验用管道性能分析

根据试验计划，草坪使用低压浅埋式微润管和内镶贴片式滴灌管进行灌溉;果树、西(甜)瓜采用低压浅埋式微润管进行灌溉，两种管道性能参数如表5－6所示。

表5－6　两种管道性能参数

从表5－6可以看出，微润管耐高温、抗老化，流量小，节水较同类产品提高30%以上，适用于草坪、果树种植连续灌溉，但抗生物堵塞性能差，不适合中水灌溉;而内镶贴片式滴灌管流量大，出水量大，不堵塞，适合迪拜中水使用，但耐高温差、不抗老化。

由于以上管道均有劣势，所以自2015年9月以来，经宁夏大学环境工程研究院研究团队引进和改进，由本单位节水灌溉设备实验室自主开发了“脉冲式滴灌管”(图5－10)，该产品通过水压来调节管道的弹性形变，进而调节管道出水量，具有如下特点:可防止生物堵塞，其次避免了内镶贴片式滴灌管因压力损失导致的出水不均现象，耐高温、抗老化、出水量大，兼具以上二者优点，材料环保、可回收，是一种既节水、又抗生物堵塞的新型节水管。

图5－10　脉冲式滴灌管