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1、-序 言国务院领导最近指示：要抓紧完善节水灌溉的规划和政策落实，大力推进节水灌溉技术和设施的研究、生产和应用，尽快制订有关技术标准并规范市场秩序，建立健全节水灌溉服务体系。各地推广节水灌溉要因地制宜、讲求实效。国务院向全国印发了对新疆石河子市推行节水农业情况调查的三个参阅件：西部大开发中节水领域的重大突破、节水灌溉引发的农业革命、对推广新疆石河子市节水灌溉的政策建议。新疆生产建设兵团石河子垦区，推广了他们创新的以大田膜下滴灌技术为基础的天业滴灌系统。从1999年到目前，全兵团推广170万亩。实践证明，膜下滴灌是西部大开发中节水领域的一项重大突破，将引发一场农业革命，是西部旱区节水灌溉的一项可控
2、制性、基础性、战略性关键技术，值得在旱区、半旱区全面推广，还可在非旱区适宜领域推广。为了让外界更全面了解石河子垦区推行节水农业的情况，了解石河子垦区的实践经验，改进意见和发展前景，为此，农业出版社组织有关专家和技术人员编写了本书。大田膜下滴灌栽培技术是把工程节水、农艺节水集成起来的一项综合节水农业技术系统，具有经济、生态、社会综合效益，其潜力尚未充分展现，我们正在组织产学研三结合的力量进行进一步开发研究，欢迎国内外有志者参加这一节水农业技术革命。新疆生产建设兵团副司令员二二年十月-目录第一章 绪 论1.1 膜下滴灌简介1.2 膜下滴灌的突出优点是“三性”1.2.1 可控性关键技术1.2.2 基
3、础性关键技术1.2.3 战略性关键技术1.2.4 小结1.3 存在问题与建议1.3.1 存在问题1.3.2 建议第二章 膜下滴灌系统的组成及规划设计2.1 膜下滴灌系统的组成2.1.1 水源工程2.1.2 首部枢纽2.1.3 输配水管网2.1.4 滴头2.2 膜下滴灌系统设备2.2.1 滴头2.2.2 输配水管道2.2.3 首部控制枢纽2.2.4 管道附件2.3 膜下滴灌系统的规划设计2.3.1 滴灌系统规划原则与内容2.3.2 滴灌系统的布置2.3.3 系统设计参数的确定2.3.4 滴灌系统设计2.4 设计实例2.4.1 149团棉花膜下滴灌设计实例2.4.2 143团番茄膜下滴灌工程设计实
4、例2.4.3 塔吉克斯坦考特玛农场棉花膜下滴灌系统规划设计2.4.4 新疆天业小农户膜下滴灌系统设计实例2.4.5 大棚蔬菜滴灌设计第三章 滴灌系统的施工及运行管理3.1 施工安装3.1.1 工程施工3.1.2 系统安装3.1.3 管道冲洗和试运行3.2 滴灌系统的运行及管理3.2.1 组织管理3.2.2 运行管理3.3 系统的操作要点3.3.1 系统操作要点3.3.2 系统常见故障及排除方法第四章 膜下滴灌的实践4.1 膜下滴灌技术的形成与发展4.1.1 膜下滴灌技术的产生4.1.2 十大优点4.2 综合效益评析4.2.1 降本增效，突出了直接经济效益4.2.2 加环增值，隐含了间接经济效益
5、4.2.3 抗逆增产，体现了生态效益4.2.4 人心所向，显示了社会效益4.3 膜下滴灌是农业结构优化的切入点4.3.1 农业结构调整的两个制约因素4.3.2 农业结构调整的保证高效节水灌溉4.3.3 农业结构调整的战略目标“阳光生态工程”4.3.4 膜下滴灌给农业结构调整带来曙光4.4 膜下滴灌是农场体制变革的动力4.4.1 创建家庭农场是兵团改革发展的需要4.4.2 膜下滴灌为农牧团场体制变革创造了契机4.4.3 科学技术本身就是生产力第五章 膜下滴灌棉花等作物栽培技术5.1 膜下滴灌棉花栽培技术5.1.1 产量指标5.1.2 品种选择5.1.3 发展生态型农业5.1.4 整地5.1.5
6、播种5.1.6 滴水5.1.7 施肥5.1.8 定苗5.1.9 调控5.1.10 打顶5.2 甜瓜膜下滴灌栽培技术-厚皮网纹甜瓜5.2.1 品种选择5.2.2 选茬整地5.2.3 施基肥5.2.4 铺设毛管覆盖地膜5.2.5 滴播前水5.2.6 播种5.3 加工番茄膜下滴灌栽培技术5.3.1 品种选择5.3.2 整地5.3.3 播种5.3.4 滴水5.3.5 放苗、封洞、定苗5.3.6 施化肥5.3.7 调控5.3.8 病害防治5.4 葡萄膜下滴灌栽培技术5.4.1 品种选择5.4.2 整地5.4.3 苗木准备5.4.4 栽植技术（4月上旬进行）5.4.5 滴水5.4.6 施肥5.4.7 整枝
7、修剪5.4.8 建架5.4.9 病害防治5.5 膜下滴灌杨树扦插育苗技术5.5.1 土地准备5.5.2 扦插条准备5.5.3 扦插技术5.6 膜下滴灌桃树栽培技术5.6.1 品种的选择5.6.2 选地和整地5.6.3 苗木的准备5.6.4 栽植（4月初进行）5.6.5 滴水5.6.6 施化肥5.6.7化调5.6.8 整形修剪5.6.9 病虫害防治第六章 膜下滴灌技术展望6.1膜下滴灌技术发展现状及需进一步研究和解决的问题6.1.1 现状6.1.2 尚需进一步研究和解决的问题6.1.3 大田膜下滴灌器材现状及需研究和解决的问题6.1.4 技术指导及安装服务现状及尚需研究解决的问题6.1.5 管理
8、体制需研究和解决的问题6.1.6 与政府、农户的关系处理6.2 大田膜下滴灌技术的发展前景6.2.1 市场预测及发展规模6.2.2 发展思路6.2.3 主要措施和建议第一章 绪 论1.1 膜下滴灌简介膜下滴灌是把工程节水滴灌与农艺节水覆膜栽培两项技术集成的一项崭新的节水农业技术，从而产生了一系列新的功能，它是干旱绿洲农业现代化的一项具有可控性、基础性和战略性的关键技术。膜下滴灌这一关键技术是把滴灌带（毛管）铺于地膜之下，同时嫁接其它有关技术和管道输水技术以及水资源可持续利用的供水技术，构成大田膜下滴灌系统工程。具体说是在传统灌溉的斗口设供水站，水源可用渠水、井水等，包括泥沙过滤系统、电力系统和
9、施肥、量测装置等，用塑料干、支管代替斗、农、毛渠，用滴灌带代替沟、畦、漫灌，以膜下滴灌为主，兼用秸秆等覆盖技术和其它灌溉技术，如微喷、微喷带、渗灌、地下灌、涌泉灌、管灌等，以适应各种作物和乔木、灌木、人工草地的灌水要求。天业滴灌系统是在新疆生产建设兵团农八师石河子市大田膜下滴灌栽培技术创新的基础上，引进、消化、改造了国外滴灌带生产设备后，以生产一次性可回收塑料滴灌带为主形成的大田滴灌系统，使用时播种、覆膜、铺带一次完成。滴灌带直径16mm，壁厚0.2mm，每米重1213g，滴头流量1.03.6l/h，滴头间距10、20、30、40cm不等，铺设长度在滴头间距30cm时播种棉花75米左右，一个灌
10、水小区1.332公顷（2030亩）。通过大田试验显示出：滴灌具有明显的节水效果；同时，膜下滴灌有显著的压盐作用，可能解决旱区绿洲农田次生盐渍化（以下简称盐化）难题；一年使用一次的薄壁型滴灌带便于机械化铺设，并解决多年使用滴灌带出现的堵塞和塑料老化等问题，当年由生产厂家回收造粒又不需要冬季储存，还可降低投入；地产化是降低投入最有效的方式。天业集团1997年秋着手地产化，开始引进设备，1998年形成了生产能力，从而促进了1999年石河子垦区示范推广膜下滴灌面积近2000公顷（3万亩），2000年达到1.7万公顷（25万亩），其中农八师0.8万公顷（12万亩）；2001年达到5.2万公顷（78万亩）
11、，其中农八师为2万公顷（30万亩）；2002年达到11.3万公顷（170万亩），其中农八师近5.3万公顷（80万亩）。兵团从二十世纪七十年代末开始至今，全兵团推广了喷灌8.1万公顷（122万亩）。目前，旱区喷灌正在改为滴灌。实践表明喷灌不是旱区节水灌溉的关键技术。几年来，天业滴灌系统不断改进，塑料管件的价格不断降低（见表1.1-1）。这样，天业滴灌系统解决了大田膜下滴灌的技术可靠性和经济可行性。通过试验研究又解决了应用河水膜下滴灌技术难题，并在农八师144团、农二师30团进行改进示范。2002年，农八师133、142等团对河水膜下滴灌又有新的发展和完善。表 1.1-1 天业塑料滴灌管件价格降低
12、过程年份内容199619971998199920012003说明天业引进设备天业仿制改造设备绿源毛管大田试验莱芜毛管大田试验天业产品大田应用井水滴灌棉花亩投入与年费用以色列产品毛管投入1200内镶式滴灌管16mm，壁厚0.6mm,1.5元/米，十年折旧，七通连接一管两行棉花，亩用800米谈判索价1800元/亩，未采用毛管年费用120北京绿源产品毛管投入800内镶式滴灌管，1元/米，五年折旧毛管年费用160山东莱芜产品毛管投入480单翼迷宫式滴灌带16mm，壁厚0.17mm，0.6元/米，使用一年，其余同上毛管年费用480天业产品投入500滴灌带同莱芜，0.2元/米，使用一年，其余同上。干支管3
13、40元，十年折旧年费用194投入300七通改辅管，一带四行棉花，亩用500米0.2元/米干支管200元，十年折旧年费用120投入250210辅管改插管，支管变薄，干支管150元，十年折旧2003年毛管以旧换新，0.12元/米年费用11575说明：不含井泵和电力系统投入， 滴灌带（管）通称毛管1.2 膜下滴灌的突出优点是“三性”膜下滴灌有许多优点，在旱区绿洲是一项节水农业的关键技术。其突出的优点为可控性、基础性和战略性。1.2.1 可控性关键技术可控性主要表现在三个方面，即淋盐丰产、节水抑盐和自动化灌水。（1）淋盐优质高产滴灌带铺设在膜下，不仅减少了水分的棵间蒸发，而且水滴进入土壤后使盐分溶解，
14、并向左右下方扩散，一直把盐分淋洗到湿润峰的边缘。而湿润峰中心部分则形成了一个淡化区。据实测，滴头流量为2.5l/h，灌水定额为0.066m3/公顷（13m3/亩）时，湿润峰半径约42cm，淡化区半径约35cm，淡化区的根系总量占总根量的90%。膜下滴灌不但能使可溶性肥分随水滴施入土壤，而且还可以定时定量地满足植株的水肥需求，使水肥盐光热气优化耦合，使作物的光能利用率趋于最大。按照最大光能利用率净光能利用率净初级产量到最大经济产量的转化规律，达到淋盐丰产（提高质量、增加产量）的目的。在光合作用理想状态下，最大总光能利用率可达10%，全生育期平均可达到5%。净光能利用率如果为4%，可以计算出最大净
15、初级产量（以根茎叶花果实的干物质重量计），如石河子垦区4月中旬到10月中旬生长期内平均到达地面的太阳有效辐射能为16108J/m2，则最大净初级产量为161080.04/1.81073.5kg/m2。根据石河子大学作物高产研究中心试验，皮棉与干物质重量比为1：5.5，亩产100kg（0.15kg/m2）皮棉，干物质重为0.155.5=0.825kg/m2，则净光能利用率接近1%；苜蓿每公顷产干草约4500kg（300kg/亩）（未计根）。可见，石河子垦区两种主要作物的净光能利用率接近1%，如达到4%最大值还可翻两番。经济产量丰产空间也可能会翻两番。膜下滴灌是把水肥直接灌到作物主根区，作物主根区
16、上有地膜覆盖，下有湿润峰，杜绝了水分渗漏，抑制了强烈蒸发，水肥基本上在这个相对封闭的空间运移。生产实践上，灌水量从田间持水量到枯萎点都是有效的，可以任意控制，可溶性肥料和植保药剂生长素等都可随水滴入。这种可控性使水肥盐光热气优化耦合，能逐步提高作物的光能利用率，不断提高丰产水平，最大光能利用率是其丰产的上限。（2）节水抑盐农八师炮台水土改良试验站用水表值班测读的数据表明，在农八师中部具有代表性的121团试验田里，熟地棉花膜下滴灌全生育期灌水量不超过3000m3/公顷（200m3/亩），比垦区传统灌溉平均6000m3/公顷（400m3/亩）节水一半。根据中国工程院山仑院士研究，黄土高原上旱作作物
17、需水量中，棵间蒸发占45%，而植株有效用水量（蒸腾、蒸发、化合）为55%。石河子垦区棉花需水量500mm（330m3/亩），其中棵间蒸发量约为150m3 ，有效用水量180m3。膜下滴灌节水200m3，可以认为杜绝了斗口以下斗农毛渠和田间的深层渗漏约1050m3/公顷（70m3/亩）；抑制了强烈的棵间蒸发量130m3，占传统灌溉棵间蒸发量150m3的87%。亩耗水量200m3中，除满足180m3有效用水量外，还有20m3的棵间蒸发。这样，基本上可以说明传统灌溉与膜下滴灌斗口以下灌溉水的来龙去脉。当然，这些数据还需在石河子垦区进一步进行实地试验验证。棵间蒸发不仅是旱区绿洲农田的无效蒸发，更是有害
18、蒸发。因为，它是土壤次生盐渍化的动力，即水分蒸发后，盐分留在耕层。形成盐化的另一个条件是灌溉水的不断下渗，浅层地下水位升高到接近临界深度，含盐的潜水不断向耕层运移，成为盐化的来源。膜下滴灌抑制了强烈的棵间蒸发，不但节水而且抑制了盐化的动力，同时杜绝了田间渗漏；若干年后，浅层地下水位可下降到35米以内，基本上可以根治绿洲农田盐化这一世界性的难题。可以说膜下滴灌一举三得：节水、抑盐、杜绝田间渗漏。盐化是绿洲农田“三化一污”的主导因素。“三化一污”是土壤耕层盐化、土壤肥力退化、沙化及农药化肥地膜残留污染的总称。这是一个演替过程。以石河子垦区为例，1950年开始垦殖，1959年耕地达到16万公顷（24
19、0万亩），一直维持到九十年代。在垦殖初期，由于人口少，地下水位深，又推行草田轮作，重视植树造林，农田净产出高，“三化一污”现象较轻，绿洲生态持续演替，农业和以农业为基础的垦区国民经济持续快速发展，19591972年国民生产总值年均增长8.5%。到七十年代初始，地下水位上升到局部出现盐化的深度，并逐渐扩大，农田净产出开始降低，同时，由于人口不断增长，草田面积逐年减少，化肥农药地膜用量逐年增加，形成了“三化一污”，这是绿洲农田生态恶化演替的典型表现，从而使垦区国民经济低速增长，19721993年的21年间，垦区国民经济生产总值年均增速只有4%。19932000年，由于棉花总产年均增长20%，使国民
20、生产总值年均增长12%，但并没有改变垦区绿洲生态脆弱的状况。棉花占耕地面积80%以上，生物单一性和农业结构刚性更增加了绿洲农田生态的脆弱性。2001年连遭风旱病虫和低温灾害，致使棉花减产50%以上。实践证明不根治“三化一污”为典型表现的垦区生态恶化演替状态，国民经济就不可能稳定持续高速增长，只能处于低速徘徊状态。膜下滴灌的节水抑盐具有明显的生态效益，是根治“三化一污”的关键技术。（3）自动化灌水以膜下滴灌为基础，嫁接集成有关节水农业技术，构成田间滴灌系统工程，一个河水系统的规模约100公顷（1500亩）左右，可进行集约化、规模化、社会化经营。滴灌还可自动化灌水，为农业智能化管理提供基础，并集成
21、有关高新技术，可实现绿洲农业现代化、社会化。膜下滴灌兼有经济、生态、社会等综合效益。经济效益是现实效益，生态效益是长期经济效益，社会效益是远期经济效益。膜下滴灌的效益与时俱进，应用的时间越长，越能体现其综合效益，不仅利于当代，还有利于子孙后代。1.2.2 基础性关键技术以膜下滴灌为基础可集成嫁接诸多适用技术和高新技术，构成田间滴灌系统工程、绿洲节水灌溉系统工程、绿洲生态系统工程、绿洲农业现代化系统工程。（1）田间滴灌系统工程田间滴灌系统工程的构成包括三项主要内容。田间灌溉以膜下滴灌为主，集成秆秸等覆盖技术、其它微灌技术（微喷、微喷带、涌泉灌、渗灌、地下微灌等）和管灌（用于水稻等），能适应各种作
22、物和乔木、灌木、人工草地的灌水需求。这样，田间滴灌系统是以滴灌为主集成了各种灌溉技术，并不是唯一的膜下滴灌。田间灌溉水的利用率可提高到0.95。嫁接塑料管道技术实现田间输水配水管道化，管道输水利用率可提高到0.95。在传统灌溉的斗口设供水站并打井，地上水与地下水互补利用，可以克服单独使用水资源的弊病。这样构成的田间滴灌系统工程，能使不种水稻的旱作作物灌溉水利用系数提高到0.9。田间滴灌系统工程建成后，可初步解决田间盐化问题，并比传统灌溉斗口灌水量节水一半以上。（2）绿洲节水灌溉系统工程以田间滴灌系统为基础，建设山区水库，与平原水库联合调节河道径流，引水口到斗口的渠道防渗技术必须慎重选择，以使绿
23、洲非灌溉面积上的地下水位保持在35m为宜，这样可维持自然植被，如芨芨草、红柳、胡杨等。绿洲节灌系统工程建成后，绿洲农田盐化可以根治，还能进一步节水。从引水口到斗口的渠系利用系数如果提高到0.85，则绿洲节灌系统工程的灌溉水利用系数可达0.850.90.765。（3）绿洲生态系统工程在绿洲节水灌溉系统工程根治盐化基础上治理“三化一污”问题，不能用节约的水扩大农田面积，必须种草种树进行绿洲生态建设。推行草田轮作，可根治土壤肥力退化问题，并可发展农区草业和农区畜牧业。种树建设绿洲三级防风林网：在绿洲边缘建设乔灌草立体防风林带，并建设路渠林和田间林带网格，把风沙危害降低到最小限度。土壤肥力提高以后，在
24、农田净产出逐步提高的基础上，不断降低化肥和农药的用量，进而达到国际绿色安全标准，同时，可治理地膜残留问题。绿洲林田草牧复合农业生态系统工程建设，能使绿洲生态恶化演替状态彻底转变到良性演替状态，地愈种盐越少土越肥。农业经济发展就会由低速徘徊转变为持续高速增长，能为实现农业现代化奠定良好的生态基础与经济基础。（4）绿洲农业现代化系统工程农业现代化的实现必须建立在绿洲生态系统工程的基础上。农业现代化是一个复杂的系统工程。旱区绿洲农业现代化有许多内容：如产权明晰化、灌溉微灌化、农业生态化、产品绿色化、生产机械化自动化、管理信息化智能化、农产品加工高（档次）深（层次）化、科农工贸一体化、分配三（劳动者、
25、企业家、国家）有利。农八师142团张志凌团长认为膜下滴灌是绿洲农业现代化的高速公路，形象地说明了它的基础性意义。1.2.3 战略性关键技术旱区绿洲农业现代化战略可分四步走：第一步，以膜下滴灌技术为主，集成有关灌溉工程技术，构成满足各种作物、乔木、灌木灌水要求的田间滴灌系统工程。第二步，以田间膜下滴灌系统工程为基础，嫁接渠道防渗技术与山间平原水库工程构成绿洲节水灌溉系统工程。第三步，以绿洲节灌系统工程为基础建设绿洲林田草牧复合农业生态系统工程，并调整农业产业结构。第四步，在绿洲生态系统工程基础上建设绿洲农业现代化系统工程，并调整绿洲经济结构。按照上述思路，以河流流域形成的绿洲为单元进行绿洲节水生
26、态农业总体规划，主要包括：田间滴灌系统工程、绿洲节灌系统工程、绿洲林田草牧复合农业生态系统工程。绿洲农业现代化可以后再规划实施。为落实温家宝副总理对节水灌溉的重要批示，应首先抓紧规划、完善政策。目前，兵团已在两个垦区进行了节水生态建设总体规划，以全面推广田间滴灌系统工程，进行生态建设。石河子垦区水资源12亿m3，目前灌溉面积18万公顷（270万亩），其中农田16万公顷（240万亩），人工林地2万公顷（30万亩）。田间滴灌系统工程建成后，农田16万公顷（240万亩）不变，可种苜蓿8万公顷（20万亩），芨芨草6.7万公顷（100万亩），林地扩大到6万公顷（90万亩），总投资66亿元。阿克苏垦区水资
27、源30亿m3，目前灌溉面积16万公顷（240万亩），其中农田14万公顷（210万亩），人工林地和果园2万公顷（30万亩），田间滴灌系统工程建成后，14万公顷（210万亩）农田面积不变，可种苜蓿5.3万公顷（80万亩），林地果园达到7.3万公顷（110万亩），总投资60亿元。阿克苏垦区给塔里木河输水2.3亿m3，按传统的节水工程进行渠道防渗和水库改造，投入9.5亿元，节水每m3投入4.1元。如果按照上述规划，首先，建设田间滴灌系统工程，亩投入500元，总投入12亿元，可节水8.2亿m3，节水每m3 1.5元。满足向塔河输水后，还可进行垦区生态建设。从这些规划来看，节水灌溉投资政策要完善，应向田间
28、滴灌系统工程倾斜。如果抓紧实现石河子垦区生态规划，在生态持续演替的基础上，农业经济将在50年内翻三四番，其中灌溉面积一番，光能利用率两番，绿色产品半番到一番。进一步实现农业现代化再翻一番，以现代节水生态农业为核心产业，调整产业结构，再翻一番。加上抓紧人口计划生育和提高素质，到21世纪中叶，国民生产总值可能翻五六番，年均增长78.4%。石河子垦区在二十世纪六十年代已达到8.5%，说明这个速度是可能的。这样，石河子垦区就可能在2050年左右实现邓小平同导提出的经济发展第三步战略目标。综上所述，膜下滴灌是一项战略性关键技术，它不但能彻底解决农业、农村（场）、农民（工）三农难题，而且能推动农业现代化的
29、发展。1.2.4 小结大田膜下滴灌集成系统技术（以下简称膜下滴灌）是农八师石河子市通过多年探索和大田试验的一项创新技术。膜下滴灌是工程节水（滴灌、管道输水配水、水资源合理开发利用）与农艺节水（覆膜栽培）集成的一项田间滴灌系统工程技术，这个集成的协同结果，派生了一系列的作用、功能、效益，对旱区绿洲节水生态农业来说是一项关键技术。如下表所示： 关键技术突出优点作用淋析盐碱抑制棵间蒸发杜绝田间渗漏经营方式变革集约化规模化社会化效果形成膜下淡化区节水抑盐节约成本节水种草种树调整农业结构可控性功能水肥盐光热气优化耦合，净光能利用率翻两番，优质高产提高灌溉保证率，增强抗旱能力，减少旱灾损失降低地下水位根治
30、田间盐化水肥机劳基本投入可降低一半草田轮作发展农区草业、畜牧业建设防风林网一产业劳力向二产业转移效益经济社会生态经济生态，经济社会基础性功能建设田间滴灌系统工程建设绿洲节灌系统工程建设绿洲林田草牧复合农业生态系统工程，根治“三化一污”灌水自动化、生产机械化自动化、管理智能化效益经济、生态农业持续高速增长社会战略性功能第一步，建设田间滴灌系统工程第二步，建设绿洲节灌系统工程第三步，建设绿洲林田草牧农业生态系统工程第四步，节水生态农业现代化效益50年内产量翻两番50年内附加值翻3-4番50年内附加值翻5-6番膜下滴灌操作简单，但意义十分重大。它不仅是节水农业四个节水（管理、工程、农艺、生理）技术开
31、发的可控性平台，还是节水农业四个系统工程（田间滴灌、绿洲节灌、绿洲生态、绿洲农业现代化）嫁接集成的基础性平台，也是把绿洲农业推向现代化的一项战略性技术。膜下滴灌不只是一项节水灌溉技术，而是旱区绿洲节水农业的一项具有可控性、基础性、战略性的关键技术，不仅能彻底解决绿洲“三农”难题，还可实现绿洲农业现代化。不但在旱区可全面推广，其优质高产的可控性、治理盐化、大幅节水还可以在全国有关地域应用。1.3 存在问题与建议1.3.1 存在问题 目前，膜下滴灌技术存在的主要问题，一是实践问题，二是深层问题。（1）实践问题主要是田间滴灌系统需要优化，淋盐抑盐需要规范化，有效需水量需要进一步试验以及其他问题。 系
32、统优化田间膜下滴灌需要集成有关灌水技术，形成以田间膜下滴灌为主的灌溉系统，以适应各种作物和乔木、灌木的灌水需要。田间灌溉系统工程的规模要经济，井水系统可以出水量控制其规模。河水系统的控制面积目前大小不等，则需要在实践中进一步研究。目前，灌水小区面积多为1.32.0公顷（20-30亩），实践证明该面积太小，需进一步增大。因此，多大面积的灌水小区最为合适，需进一步进行实验研究。目前，已有多个团场已在实践中圆满解决了河水过滤问题。西北农林科技大学林性粹教授主持了几种滴灌灌水器的泥沙堵塞试验。在相同的泥沙含量情况下，天业集团生产的边缝式滴灌带灌水器流道尺寸大，用100目筛孔还没有堵塞，而内镶式、雨鸟的
33、滴灌带则要用170目筛网。并提出设计田间滴灌过滤系统的原则：按照滴灌带的泥沙通过能力设计过滤器，过滤器可标准化、系列化，便于工业生产和安装使用；蓄水池、沉砂池可按河水、库水、渠水的泥沙含量及泥沙粒径设计，充分利用林带和地形，不作价格昂贵的标准设计，以改变过去过滤-过滤-再过滤为通过-通过-再通过的设计思路。 压盐规范化膜下滴灌有抑盐淋盐的压盐作用。实践上也成功的改造了总盐含量平均为25g/kg的13.3公顷（200亩）盐化地。但对水盐运移规律、盐分积累过程和分布，不同盐分盐量盐化土的改造方式还未深入试验研究，需要通过试验室、小试、中试和大田试验研究，提出一个切实可行的盐化治理规程。 有效需水量
34、试验传统灌溉需水量中包括棵间蒸发需水量和通过植株的有效需水量。实际上，不同地区膜下滴灌的有效需水量是不同的，需要进行试验。通过试验，不仅能为膜下滴灌技术的推广应用提供基础数据，也是绿洲节水生态农业规划最重要的基本资料。膜下滴灌有效需水量概念提出后，以传统灌溉需水量作分子计算的灌溉水的利用系数应改为灌溉水的有效利用系数，分子是膜下滴灌的有效需水量。有效利用水量只有传统灌溉作物需水量的0.55。所以，膜下滴灌的灌溉水的有效利用系数也就只有原来的0.55。例如石河子垦区每公顷灌溉水量为7500m3（500m3/亩），作物需水量为500mm(330m3/亩)，灌溉水利用系数0.66，有效利用系数为0.
35、660.550.36。新疆1999年每公顷灌溉水量为11400m3（760m3/亩），作物需水量以500mm计，灌溉水的利用系数为0.44，有效利用系数只有0.440.550.24。如果全疆全部建成绿洲节灌系统工程，传统灌溉原斗口以下田间滴灌系统工程的灌溉水有效利用系数可达0.9；若引水口到斗口的渠系利用系数提高到0.85，则绿洲灌溉水有效利用系数为0.90.850.76。这样，新疆灌溉水有效利用系数将由0.24提高到0.76，生态建设种草种树的面积可增加大约两倍。以1999年灌溉面积约400万公顷（6000万亩）为基数，则绿洲灌溉总面积可能增加到1200万公顷（1.8亿亩）。 其他问题田间滴
36、灌系统工程，四年内在兵团大田推广了11.3万公顷（170万亩），充分说明了它的发展实力。但它是一个新生事物，为了切实贯彻温家宝副总理的批示精神，有效地推广膜下滴灌技术，应在试验示范总结经验教训的基础上，尽快制订产品标准与设计标准、施工规程、灌溉制度、栽培模式，并建立服务体系和规范市场秩序。（2）深层问题科技部中国农村技术开发中心2001年12月的研究报告中国节水农业发展战略，从研究方向上一针见血地指出，中国节水农业的重点在北方，北方的重点在田间，田间的重点在棵间无效蒸发。而在西北干旱地区，棵间蒸发不仅是无效的而且是有害的盐化动力。膜下滴灌正好抑制了80%以上的棵间蒸发。2002年6月5日，国家
37、计委召开座谈会，落实国务院领导批示，推广应用节水灌溉关键技术，而膜下滴灌正是旱区绿洲农田节水灌溉的可控性、基础性和战略性的关键技术。前不久科技部提出的现代节水农业技术体系及新产品研究与开发重大专项可行性报告中，提出了管理节水、工程节水、农艺节水和生理节水等科学概念，并按应用基础、产品开发、大田示范三个层次设置课题，实行产学研、官学产两个三结合，可以预计，我国节水农业科技和示范推广不久将有重大突破。科技是第一生产力，要转化成生产力产品，必须有一个工程示范过程，把各种旧技术、新技术或适用技术、高新技术嫁接、集成起来形成系统工程。为了加速科技成果向现实生产力的转化，科技部成立了各行各业的工程（技术研
38、究）中心，主要任务是集成、嫁接各种技术，以形成系统工程并进行示范，然后再推广形成生产力。由于人力人才是科技的生产力，教育是人力人才的生产力，从生产力角度讲，“科教兴国”就是一条生产力链，即：教育（人力人才）科技（第一生产力）技术集成（系统工程）生产力（产品）。在这个链上，人力人才、科技成果、系统工程可以说都是中间生产力，企业生产力产品是最终生产力。而节水农业又是一条产品（产业）链，这条产业链基本由节水器材（产品）节水灌溉（水）节水农业（农产品）构成，在这里，节水器材、水可以说是中间产业（产品），农业是最终产业。这样，节水农业是一个网络，简化如下表：节 水 农 业节水器材节水灌溉节水农业人力人才
39、人力人才人力人才科技成果（第一生产力）科技成果（第一生产力）科技成果（第一生产力）工程示范（企业技术中心）工程示范（工程中心）工程示范（技术推广站）节水器材产品水农产品中间产品中间产品最终产品在此，利用这个网络，可讨论节水农业的深层问题。 体制改革由节水农业网络可以看出，如此复杂的节水农业系统工程，没有节水农业工程中心，目前只有行业工程中心（节水器材行业的企业技术中心、节水灌溉行业的工程中心、农业行业的农业技术推广站）。建议科技部把节水灌溉工程中心提升为节水农业工程中心。目前，科技部已把现代节水农业技术体系及新产品研究与开发列为“十五”重大专项，把节水灌溉和节水农业中的技术问题进行系统研究与开
40、发。从产业链来看，水业要实现从计划体制向市场体制过渡，必须实现节水器材市场化，农业也要从农民个体的自给经济向现代化农业企业的商品经济过渡。 技术开发节水农业有两类技术开发，一类是农业节水，一类是节水农业。农业节水分管理体制节水和工程技术节水，工程技术节水分工程节水（节水对象是渠道水库的渗漏和蒸发）、农艺节水（节水对象是棵间蒸发，旱区半旱区约占田间需水量的45%）、生理节水（节水对象是植株蒸腾，约占田间需水量的45%）、光合节水（利用光合机理人工制造光合产物，不用绿色植物的光合作用，光合产物化合用水占田间需水量小于1%）。节水农业的目的是农产品的优质高产高效。在改善农田生态环境和提高农产品质量的
41、基础上提高产量，增加收入。节水农业涉及农田生态环境丰产机理和市场动态，都应进行深入研究。 经济效益节水农业有节水器材效益、水的利用效率和效益、水的生产效率和效益，这都是中间效益，最终目标是提高农户和农业企业的经济效益。只有这样，节水农业网络才能形成良性循环，节水器材产业、水产业才有持续的经济效益，才能进行以提高水价为中心的水管体制改革，生产力链才能持续发展。这是节水农业网络上所有主体（行政管理、科研、工程中心、企业）都应深思的问题。 总体规划节水农业是一个复杂的网络系统工程，涉及到生态环境、市场经济和社会体制，必须进行总体规划。由诸多灌溉技术集成的田间节水灌溉系统工程是大大小小流域或绿洲节灌系
42、统工程的基础，流域或绿洲节灌系统工程是农业生态系统工程的基础，农业系统工程是农业可持续发展的基础，可持续发展的农业是农业现代化系统工程的基础。这些都要立足本地域的情况和经济、生态、社会综合效益，按照经济社会发展目标进行总体规划。1.3.2 建议由于膜下滴灌的突出优点能够在干旱地区充分地展现出来，所以可在旱区绿洲农田全面推广。在我国半干旱湿润特别缺水又容易形成旱灾的地域，应在大田试验的基础上逐步推广，以提高灌溉保证率、增强抗旱能力、减少旱灾损失。在我国北方特别缺水的大中城市的城郊农田可以推广，以解决城市缺水问题。膜下滴灌的淋盐抑盐压盐功能可在我国北方次生盐渍化严重的地区推广。膜下滴灌对植物生长的
43、可控性不仅能提高农产品的产量，还能提高质量，可在全国特种经济作物地区推广。第二章 膜下滴灌系统的组成及规划设计2.1 膜下滴灌系统的组成天业膜下滴灌系统一般由水源工程、首部枢纽、输配水管网、滴头及控制、量测和保护装置等组成，如图2.1-1所示。图2.1-1 膜下滴灌系统示意图2.1.1 水源工程滴灌系统的水源可以是机井、泉水、水库、渠道、江河、湖泊、池塘等，但水质必须符合灌溉水质的要求。滴灌系统的水源工程一般是指：为从水源取水进行滴灌而修建的拦水、引水、蓄水、提水和沉淀工程，以及相应的输配电工程。2.1.2 首部枢纽滴灌系统的首部枢纽包括动力机、水泵、施肥（药）装置、过滤设施和安全保护及量测控
44、制设备。其作用是从水源取水加压并注入肥料（农药）经过滤后按时按量输送进管网，担负着整个系统的驱动、量测和调控任务，是全系统的控制调配中心。滴灌常用的水泵有潜水泵、离心泵、深井泵、管道泵等，水泵的作用是将水流加压至系统所需压力并将其输送到输水管网。动力机可以是电动机、柴油机等。如果水源的自然水头（水塔、高位水池、压力给水管）满足滴灌系统压力要求，则可省去水泵和动力。过滤设备是将水流过滤，防止各种污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀。过滤设备有拦污栅、离心过滤器、砂石过滤器、筛网过滤器、叠片过滤器等。当水源为河流和水库等水质较差的水源时，需建沉淀池。各种过滤设备可以在首部枢纽中单独使用，也可以根据水源水质情况组合使用。施肥装置的作用是使易溶于水并适于根施的肥料、农药、除草剂、化控药品等在施肥罐内充分溶解，然后再通过滴灌系统输送到作物根部。流量、压力测量仪表用于管道中的流量及压力测量，一般有压力表、水表等。安全保护装置用来保证系统在规定压力范围内工作，消除管路中的气阻和真空等，一般有控制器、传感器、电磁阀、水动阀、空气阀等。调节控制装置一般包括各种阀门，如闸阀、球阀、蝶阀等，其作用是控制和调节滴灌系统的流量和压力。2.1.3 输配水管网