全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
日 光 温 室 渗 灌 效 果 研 究 ‘
刘作新 , ” 杜尧东城 蔡崇光 王 建
‘ 中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈阳 广州热带海洋气象研究所 , 广州
【摘要 】 对 日光温室渗灌和沟灌的土壤环境 、室内空气环境 、作物生育及病害状况 、水分利用效率等进行
了研究 结果表明 , 与沟灌相比 , 渗灌可增加土壤水稳性团粒 , 降低土壤容重 , 增加土壤孔隙
度 , 提高土壤温度 一 ℃ 降低空气湿度 , 节约灌溉用水 , 而且能促使作物早
熟 , 提高作物产量 , 减少作物病害 , 降低生产成本 , 是目前 日光温室理想的灌溉技术
关键词 日光温室 渗灌 沟灌 节水
文章编号 一 一 一 中图分类号 文献标识码
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引 言
渗灌是利用埋设在作物根系活动层 的渗水管 ,
直接向作物根部供应水分和液态肥料的灌溉技术
渗灌自 世纪 年代初 由美国发明以来 , 已先后
在美国 、 法国 、 日本 、 澳大利亚 以及中东地区的部分
国家被广泛应用于温室 、 果园及绿化灌溉上 ’ 〕渗
灌的关键技术是渗水管 渗水管主要有粘土烧制的
瓦管 、 聚乙烯管打孔和专用渗水管等 种 中东 、 前
苏联 、 印度等国家曾就使用粘土烧制的瓦管作为渗
水管开展过试验研究 , 国内山西万荣县 世纪
年代推广的瓦管渗灌技术曾轰动全国 , 我国 山
西省运城地区曾广泛使用聚乙烯打孔渗水管汇 〕, 但
瓦管和聚乙烯管打孔渗水均匀性太差 专用渗水管
主要有以法国为代表的塑料渗水管和以美国为代表
的橡塑合成微孔渗水管 年和 年 , 河北
省和中国灌溉排水技术开发培训中心引进使用了美
国的渗水管 , 分别在温室 、 果园和大田上进行了试
验 , 取得了显著的节水增产效果 以后 , 有不少学者
对 渗灌技术 开 展 了大量 的 试 验 研 究 和 推 广应
用
,
,
·‘一“ · ,‘一 , ” 年以来 , 朝 阳 、 阜新 、 沈 阳等
地在大棚温室中引进使用了价格较低的国产橡塑合
成微孔渗水管 , 但在使用中盲目性较大 , 对其使用效
果也未进行系统观测 , 为指导和推动该项技术在大
棚温室中的应用 , 对渗灌的主要技术参数和使用效
果进行系统研究很有必要
材料与方法
供试材料
渗水管由河南省济源华源渗灌有限责任公司生产 , 直径
, 聚乙烯硬塑干管直径 供试作物为蕃茄 , 品种
为 一 试验地为壤质揭土 小水泵供水 , 功率 , 水源
为井水 , 水质良好 过滤器为 目网状过滤器 , 施肥器为压
差式施肥器
研究方法
试验设计 试验于 年在辽宁省西部喀左县大城
子镇北村日光温室进行 , 温室长 , 宽 选择两个结构 、
年限等条件相近的温室 , 一个采用渗灌 , 另一个为传统沟灌
对照 渗灌埋设办法是将畦面修成 一 宽 , 一
高的畦台 , 每畦两行作物中间铺设一根渗水管 , 渗水管
, 辽宁省“ 九五 ”科技攻关重中之重资助项 目
、
“ 通讯联系人
一 一 收稿 , 一 一 接受
应 用 生 态 学 报 卷
埋深 蕃茄苗 年 月 日定植 , 株距 , 至 月
日果实全部收获 两个温室施肥量和施肥时间相同 , 渗灌
为施肥器冲施 有机肥除外 , 沟灌为人工穴施 试验前 , 侧定
两个温室的土壤本底值 , 各项指标差异均未达到显著水平
观测方法 空气温度和相对湿度采用阿斯曼通风干
湿表测定 , 观测高度地面以上 曲管地温表测定 、 、 、
和 的土壤温度 水稳性团粒用吸管法 , 容重用环刀
法 , 土壤比重用比重瓶法 , 土壤湿度用烘干法测定川 生育期
进行作物生育性状 、产量和发病率观测 灌水量用水表计量
结果与分析
不同灌溉方法对土壤环境的影响
对土壤结构的影响 灌水 次后于 月 日
测定的 一 土层土壤结构状况列于表 可 以
表 不同滋水方法土坟结构状况
限 , , 钾
看出 , 由于渗灌是通过埋在地下的渗水管渗水 , 借助
土壤毛细管的渗吸作用慢慢地扩散到渗水管周围 ,
它不产生重力水作用 , 因此土壤的团粒结构不但没
有破坏 , 而且水分还促进了团粒结构的形成 渗灌对
表层土壤结构破坏较小 , 基本保持表土的疏松状态 ,
土壤容重变化不大 , 土壤通气状况良好 统计检验表
明 , 两种灌水方法 一 水稳性团粒 二
。 。 差异达显著水平 , 容重 二 。、
和孔隙度 。 差异达极
显著水平 与传统沟灌相比 , 渗灌 一 巧 土层 一
水稳性团粒增加 , 土壤容重降低
· 一 降低 , 孔隙度增加
对土壤温度的影响 月 日灌水后 , 连续
灌水方法
一 水稳性团粒
卜 容重 一
· 一 孔隙度
灯 ” 本底值 掩。即 观侧值 本底值 吨 观测值 城 本底值 观侧值 沁
渗灌
沟灌
反叩 州 ,
口
对两种灌水方法的室内土壤温度进行了观测
均为晴天 , 观测时间从 一 , 每小时观测
次 图 是根据 观测的平均值绘制的不同深度地
温比较 可以看出 , 渗灌各个深度的地温均 比沟灌
高 , 且以表层差异显著 在观测 时段 、 地温渗
灌较沟灌平均高 一 ℃ , 、 、 渗灌较
沟灌平均高 、 和 ℃ 地温最大差值和 出
现时间 分别为 ℃和 、 分别为
℃和 、 分别为 ℃和 、
分别为 ℃和 其差异原因主要是渗灌条件
下 , 浅层土壤较干燥 , 蒸发耗热较小 , 土壤热通量较
大 , 而土壤导热率和热容量又较小 , 热量较多地集中
在土坡浅层 , 造成土壤浅层升温较快 , 温度值较高
土坡水分分布及其利用 渗灌过程中 , 土壤
水分主要集中在 一 土层 , 渗灌停止后 , 水分
在土壤内部进行调整 , 一方面借助土壤毛细管作用
向上反渗 , 另一方面在重力作用下向下层土壤移动 。
观测表明 , 灌水停止后第 天土壤水分可 向上反渗
到离地面 处 , 向下移动至 左右 , 第 天土
壤水分 向上反 渗到 离地 面 一 , 向下 移 动到
左右 水平渗幅在 深处最大 , 两侧各达
一 灌溉停止后第 天测定 了渗灌 离渗管
处 和沟灌条件下灌溉水在土壤中的垂直分布
结果表明 , 经过土壤水分内部调整 , 灌水量的
集中在 一 土层 , 分布在 一
土层 , 尤其是 一 表层土壤基本保持干燥 , 巧
分布在 一 土层 , 以下土层基本达不
到 沟灌后 , 灌溉水的 分布在 一 土层 ,
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图 渗灌和沟灌不同深度土坡温度比较
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渗滋 比 州 玩 , 沟滋 玩 下同 拓
期 刘作新等 日光温室渗灌效果研究
气温度 , 因此能加速作物生长发育 , 促使作物提早成
熟 与沟灌相比 , 渗灌蕃茄初花期提早 , 果实上市
期提前 , 株高增加 , 基部茎粗增加 ,
节长增加 表
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圈 两种灌溉方法空气相对湿度
月 , ”
表 不同泊水方法作物生长发育状况
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分布在 一 , 分布在 一 土
层 , 分布在 以下土层 移栽的蕃茄属浅根
系作物 , 观测表明其根系主要分布在 土层 以
内 , 以 深度根系最多 , 渗灌时灌溉水主要集中
在根层 , 有效性可显著提高 而沟灌时地表十分潮
湿 , 使地表蒸发增加 , 室 内空气湿度增大 , 分布在
以下的灌溉水作物很少利用 , 它不仅使肥水大
量流失 , 降低肥水利用率 , 而且还容易造成地下水体
污染
不同灌水方法对室内空气温度 、 湿度的影响
月 日灌水后 , 连续 对两种灌水方法 的
室内空气温度和相对湿度进行了观测 观测时间和
间隔同土壤温度 两种灌水方法都是在 揭草
苫 , 放风 , 盖草苫 图 和图 是两种灌
水方法的室内气温和相对湿度 的平均观测结果
从图 可以看出 , 在观测时段内渗灌的空气温度平均
较沟灌高 ℃ 以前差异较小 , 仅 一 ℃
从 开始差异逐渐增大 , 在 一 差异
最大 , 达 一 ℃ 渗灌室内气温高于沟灌的原因
主要是由于渗灌土壤表面吸收太阳辐射后升温较快 ,
热量由地表向上传递给空气的结果 图 表明 , 在观
测时段内 , 渗灌温室空气相对湿度较沟灌温室平均低
以 一 差值最大 , 达 巧 一 在
放风以前 , 沟灌室内空气相对湿度经常在
以上 , 甚至达到饱和 , 而渗灌温室一般在 以下 , 最
高不超过 以后 , 随着温度的升高以及人
工放风 , 相对湿度差值逐渐减小 , 但差值仍可达
一 以后 , 随着温度的降低和保温草苫的覆
盖 , 差异又增大到 以上 渗灌温室空气湿度较
低的原因主要是 由于土壤表层干燥 、 水分蒸发量较
小所致 渗灌温室较低的相对湿度对于控制蕃茄病
害发生和蔓延具有良好效果
灌水方法
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观测时间
图 两种灌溉方法空气温度
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, 株高、基部茎粗、节长的侧定日期为结果初期 倒 呀 “
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早疫病 、灰霉病和叶霉病是蕃茄生产中的三大
病害 , 防止其发生和蔓延是夺取高产优质的关键
种病害在 ℃以上 , 相对湿度 以上时极易发
病 , 若相对湿度在 以下 , 则不利于分生抱子形
成及病菌侵染和病斑扩展 渗灌温室 由于室内相对
湿度基本在 以下 , 有效地控制了 种病害的发
生及传播 试验中 , 渗灌温室虽然仅喷药 次 , 比沟
灌少 次 , 但 种病害的发病率 、病情指数都显著低
于沟灌温室 表 早疫病 、 灰霉病和叶霉病的发病
率分别较沟灌降低 、 和 , 病害发生等
级也显著下降
表 两种泊水方法病容发生情况
, 治 众代 川
徽水方法 早疫病 卜 灰祥病 咖 叶祥病 ,
币 玩 发病率 病情指数 发病率 病倩指数 发病率 病情指数
讹记 记 司 记即倪 司
渗灌
段印
阴
沟祖
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鱼胆画 一 一 —— — ———
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不同灌水方法作物生育和病害状况
由于渗灌能改善土壤结构 , 提高土壤温度和空
两种灌水方法的用水量和用水效率
蕃茄全生育期共灌水 次 , 渗灌温室全生育期
应 用 生 态 学 报 卷
用水 耐 , 合 时
· 一 , 沟灌用水 巧 衬 , 合
· 一 渗灌用水量仅是沟灌的 , 节
水率达 渗灌温 室 共 收蕃 茄 掩 , 合
’ 一 , 灌溉水生产效率
,
’ 一
·
一 , 沟灌温室共收 , 合
· 一 , 灌
溉水生产效率
· 一 · 一 , 渗灌的灌溉水生
产效率比沟灌高 吨
· 一 · 一 , 提高
经济效益分析
渗灌产量
· 一 , 沟灌产量
·
一 , 按 元
· 一 ’的平均价格计算 , 则可增收
元
· 一 考虑到渗灌蕃茄上市较早价格较
高的因素 , 则可增收 元
· 一
一个标准温室
全生育期渗灌用 电 度 , 沟灌用 电 度 , 节电
度 , 节省电费 元 , 合 元
· 一 一个标准温室
全生育期渗灌施药 次 , 较沟灌少 次 , 节省农药费
元 , 合 元
· 一 渗灌只需开闸 、关闸 , 不需
人工看护水道 , 还可根据需要使施肥 、施药和渗灌同
时进行 灌水 、 施肥 、 施药共计减少 个工时 , 按每
个工时 元计算 , 减少工费 元 , 合 元
·
一 一个标 准 温 室 的渗灌投 资 为 元
, 合
元
· 一 , 则渗灌设备的单茬作物投资还本
率为 表 日光温室一年种两茬作物 , 则可做
表 渗湘设备投资还本分析
到当年投人 , 当年收回成本 渗灌设备使用年限若按
年计算 , 其经济效益十分可观
参考文献
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一 杜尧东 , 王 建 , 各 刘作新 , 以
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·
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千早地区农业研究 , ‘ 一 讯 ,
,
一 李广荣 , 一 黄贵明 , 崔国芳 , 时
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一 荔克让 , 一 刘新民 , 儿 赵爱国 , ‘
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作者简介 刘作新 , 男 , 年生 , 研究员 , 博士生导师 , 主
要从事农业生态 、 土壤物理与节水农业研究 , 发表论文
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