全 文 ：林业科学研究　2004 ,17 (增刊) :78～82
Forest Research
　　文章编号 :100121498 (2004)增刊20078205
滴灌在沙地防护林上应用的综合效益初步研究
张广才 , 张振文 , 时新宁 , 于卫平 , 马　晖 , 伍光林
(宁夏林业研究所 ,宁夏 银川　750004)
摘要 :滴灌是一项新兴的节水灌溉技术 ,目前主要应用于产值高的经济作物和经济林。将滴灌应用于
沙地防护林 ,并对其节水、节能、省工及投资效益做了初步探讨。滴灌在多树种上应用的研究结果表
明 :与渠灌相比 ,滴灌可提高树高生长量 11154 % ,节水 5911 % ,节能 4015 % ,省工 5019 %。
关键词 :滴灌 ;沙地防护林 ;节水灌溉 ;综合效益
中图分类号 :S727123 　　　文献标识码 :A
收稿日期 : 2004206208
基金项目 : “十五”国家科技攻关专题“中国森林生态网络体系建设银川实验点的研究”(200BA516A1623) ;国家重点
科技攻关西部专项课题“宁夏防沙治沙及沙产业技术开发”(2001BA901A34)
作者简介 : 张广才 (1979 —) ,男 ,宁夏固原人 ,研究实习员.
水是地球上人类和其它所有生物生存所必需的自然资源。我国是世界上 13 个严重缺水
的国家之一 ,占国土面积近 1/ 3 的西北干旱地区 ,水资源占有量不足全国总量的 1/ 10。在这个
大的环境下进行生态建设与荒漠化防治工作 ,水成为一个决定因素。银川平原虽有利用黄河
水灌溉的优势条件 ,由于受到国家分水配额的限制 ,水资源紧缺 ,另外长期的引水灌溉造成灌
区土壤的次生盐渍化 ,成为农林业可持续发展的制约因素。因此 ,发展节水灌溉、探索水资源
的可持续利用 ,已成为我国社会可持续发展中一项关系到国计民生的大事。许多研究表明 ,滴
灌是众多灌溉方式中最有效最节水的灌溉方式之一[1 ,2 ] ,滴灌在林业上的应用主要限于经济
林[3～6 ] ,用材林、苗木培育等方面也有应用[7 ,8 ] ,但滴灌应用于沙地防护林的相关报道还很少。
本文通过滴灌应用于沙地防护林建设中的各项效益试验研究 ,以期为今后滴灌在沙地防护林
建设中的推广应用提供一些参考依据。
滴灌是一项新兴的节水灌溉技术。面对全球水资源匮乏 ,以色列等发达国家发明了滴灌
技术 ,该项技术带动了干旱区种植业的发展 ,有效地节约了水资源。我国对滴灌技术的应用开
始于 20 世纪 70 年代 ,但由于滴头堵塞等问题未能彻底解决 ,致使滴灌技术发展缓慢。从 1990
年开始 ,国内一些公司引进以色列技术自行研制出压力补偿式滴灌和过滤装置后 ,滴灌才得以
迅速发展[9 ] 。随着滴灌设备的国产化 ,其投资成本也逐渐降低 ,由进口设备的 13 500～15 000
元·hm - 2降至 7 500～9 000 元·hm - 2。
1 　研究区自然概况
银川植物园地处贺兰山东麓洪积扇下缘 ,地理位置为 106°22′E , 38°28′N ,属中温带干旱
大陆性气候 ,是草原向荒漠的过渡地带。风大沙多 ,年降水量 150 mm ,多集中于 7 —9 月 ,年蒸
发量 1 88215 mm ;大于 10 ℃的积温 3 49116 ℃,相对湿度 45 %～66 % ,地下水埋深 2～3 m。土
壤以灰钙土、风沙土为主 ,土壤贫瘠 ,有机质含量低 ,pH 值 8101～9160。自然植被以油蒿
(Artemisia ordosica Krasch1) 、猫头刺 ( Oxytropis aciphylly Ledeb1) 、牛心朴子 ( Cynanchum komarovii
Al1Iljinski)等为主。该试验区有井水和渠水两套灌溉系统。
2 　试验设计与方法
试验地点为银川植物园南灌区防护林带 ,土壤质地为沙土 ,供试树种有新疆杨 ( Populus
bolleana Lauche) 、白腊 ( Fraxinus chinensis Roxb1) 、垂柳 ( Salix babylonica L1) 、国槐 ( Sophora japoni2
ca L1) 、沙枣 ( Elaeagnus angustifolia L1) 、臭椿 ( Ailanthus altissima (Mill1) Sw1) 。
211 　试验设计
试验设计 1 个处理 (压力补偿式滴灌)和 1 个对照 (渠灌) ,重复 3 次。
212 　内容与方法
(1)成活率数据调查 :调查不同灌溉方式的各供试树种的成活率和保存率及其栽培时的原
始立地条件情况。灌溉方式有滴灌与沟灌两种。
(2)生长量数据调查 :采用区组对比的方法 ,对不同灌水条件下的不同树种的防护林进行
生长量及生长状况调查。树种有新疆杨、白腊、垂柳、国槐、沙枣、臭椿 6 种。具体做法是对不
同灌溉方式下的同一树种选取一定的株数 ,进行定位连续观测。
(3)运行管理条件的调查 :包括运行管理方式、管理内容、灌溉、施肥、病虫害防治等情况的
调查。
(4)运行成本调查 :对每次滴水时间、用水量、用工时间进行记录 ,每月统计 1 次。
3 　结果与分析
311 　造林成活率与生长量
沙地持水量低 ,植苗造林后一次性灌溉 ,水分容易漏失 ,苗根仍受干旱威胁。滴灌能按照
树木耗水规律适时、适量、均匀而又缓慢的浇水供肥 ,使树木根系层土壤经常保持在最佳的水
分、通气和养分状态 ,为树木的成活生长提供了良好的环境条件 ,从而提高了造林成活率。表
1 为两种不同灌溉方式的树木成活率及生长量调查情况。渠灌用水量大 ,但树木的成活率却
不高 ,应用滴灌的林带 ,树木成活率平均提高 6 % ,最高可达 9 %以上 ;树木平均生长量比对照
高 9105 % ,其中平均树高比对照高 1115 % ,平均胸径比对照高 817 % ,平均新梢长增长率达
617 %。
312 　节水效益
滴灌的特点是用少量的水可一次性对大面积土地进行灌溉 ,并不受地形、地块条件的限
制 ,都可均匀灌溉 ,极大限度地避免水在输送过程中的损耗 ,保持土壤地表有效部分的湿润 ,把
灌溉水的深层渗漏和地表水分蒸发减少到最低程度 ,只向树木根区土壤供水 ,使“浇地”变为
“浇树”;另外还可以随水施肥 ,既可减少用工又提高肥效 ,从而提高水资源利用率。本试验中 ,
滴灌比渠灌可节约 5911 %的水量 (表 2) 。据有关资料 ,滴灌可节水 50 %～80 %[4 ,6 ,10 ] ,以色列
的水资源利用率最高 ,滴灌可节水 90 %以上。
97增刊 张广才等 :滴灌在沙地防护林上应用的综合效益初步研究
表 1 　两种不同灌溉方式下各树种成活率、生长量调查情况
项　　目
树　　种
杨树 白腊 臭椿 垂柳 沙枣 国槐 平均
滴灌 97 89 93 97 88 99 93
成活率/ % 渠灌 91 84 87 94 80 92 88
增长率 % 6119 5162 6145 3109 9109 7107 6125
滴灌 6128 3109 3132 4142 1183 3136 3172
树高/ m 渠灌 6103 2190 2125 4140 1145 3117 3137
增长率 % 3198 6115 32123 0145 20177 5165 11154
滴灌 7152 3105 3163 5153 1116 3112 4100
胸径/ cm 渠灌 5140 2190 3150 5101 1112 3103 3149
增长率 % 28119 4192 3158 9140 3145 2188 8174
滴灌 1135 0141 0145 1162 0127 0152 0177
新梢长/ m 渠灌 1116 0141 0141 1133 0124 0158 0169
增长率 % 14107 0100 8189 17190 11111 - 11154 6174
表 2 　滴灌节水效益
灌溉形式 灌溉面积/
hm2
年灌水次数/
次
灌水定额/
(m3·hm - 2·次 - 1)
年灌水量/
(m3·hm - 2)
年节水量/
(m3·hm - 2)
节水率/
%
滴灌 10 27 150 4 050 5 850 5911
渠灌 10 11 900 9 900
313 　节能效益
实施滴灌技术措施后 ,减少了灌溉用水量 ,对抽水、提水灌溉区就意味着节约了耗能量。
本次试验中 ,灌溉用水全部为井水 ,采用滴灌装置后 ,用电量明显降低 ,经计算滴灌的节电率为
4015 % ,当前农电价格为 0150 元·kW- 1·h - 1 ,示范区 10 hm2的滴灌防护林则每年节约电费支出
4 667 元。
表 3 　滴灌节能效益
灌溉形式
试验面积/
hm2
年总用水量/
m3
年总耗电量/
kW·h
年节电/
kW·h
节能率/
%
年节电费/
元
滴灌 10 40 500 13 697 9 334 4015 4 667
渠灌 10 99 000 23 031
314 　省工效益
滴灌的自动化程度比传统灌溉有较大提高 ,用于灌溉的劳动强度相应降低 ,需要人工少 ,
节约劳力支出 ,示范区沙地防护林地灌溉管理仅由 1 名工人完成。用渠灌时需要专人看护渠
道和地块 ,且灌水定额大 ,灌水时间长 ,用工较多。
表 4 　滴灌省工效益
灌溉
形式
试验面积/
hm2
年灌水次数/
次
每次用工/
(个·hm - 2)
每年用工/
(个·hm - 2)
每年省工/
(个·hm - 2)
年总省工日/
d
省工率/
%
年节工值费/
(元·a - 1)
滴灌 10 27 113 3511 3614 364 5019 6 552
渠灌 10 11 615 7115
　　注 :每个工日按 18 元计
08 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 17 卷
从表 4 可以看出 ,滴灌与渠灌相比 ,省工率为 5019 % ,节省工值费 6 552 元·a - 1 ,滴灌的折
旧年限按 10 a 计 ,仅节省工值费就达 6 万多元。因此 ,沙地防护林应用滴灌技术 ,其省工效益
较为明显。
315 　生态效益
滴灌造林成活率高 ,苗木生长量大 ,造林见效快 (表 1) 。滴灌条件下平均树高比对照高
1115 % ,平均新梢长增长率达 617 % ,可早日收到良好的生态效益。另外滴灌有效抑止盐害 ,排
盐防盐 ,有利于解决盐碱地造林不易成活的难题。滴灌使苗木根区范围内土壤盐稀释 ,随着灌
水量加大 ,盐分向下淋洗或随地表蒸发被排到根区以外[11 ] ,从而减少盐分对苗木的危害 ,使苗
木生长趋向正常。
316 　经济效益
滴灌工程的运行包括工程总投资和年总费用 ,年总费用包含工程折旧费和年运行费两部
分。以本试验为例 ,滴灌工程首部枢纽及管网铺设计 9 000 元·hm- 2 ,示范区 10 hm2 总投资
90 000 元 ;渠灌共需修大小规格的水渠 3 750 m ,经计算平均投资为 25 元·m - 1 ,修渠及渠道砌
护总投资 93 750 元。滴灌和渠灌条件下的运行管理费分别为 948、1 440 元·hm- 2。
通过上述计算 ,得到滴灌工程综合效益 (表 5) 。滴灌虽一次性投资较多 ,但通过综合分析 ,每
年比渠灌节省 19 889 元 ,即节约成本 1 989 元·hm - 2 ,相对而言 ,其经济效益较为明显。另外 ,由于
树木生长量增大 ,材积增长快 ,间伐更新周期缩短 ,通过木材出售也有一定的经济收入。
表 5 　滴灌工程的综合效益 元·a - 1
灌溉形式 节约投资 节能费 节省工值费 节省管理费 综合效益
滴灌 3 750 4 667 6 552 4 920 19 889
4 　小结
(1)水资源短缺 ,干旱缺水成为制约西北干旱区农林业发展的主要因素之一。为达到合理
灌溉 ,科学用水 ,高效用水 ,就必须推广和发展先进的节水器具和节水灌溉技术[12 ,13 ] 。实践证
明 ,采用滴灌技术 ,建设沙地生态防护林 ,不仅可行 ,还可以获得显著的节水、节能增产等效果。
滴灌应用于防护林建设 ,目前还存在一次性投入高、相关配套服务体系不健全等问题[14 ] ,但可
操作性强 ,从以后的经济、生态效益增值及可持续发展的角度而言 ,适于大面积造林应用 ,最适
宜在贫水地区和丘陵地区难以灌溉的地块造林中使用。
(2)沙地防护林应用节水滴灌技术 ,与渠灌相比 ,节水 5911 % ,节能 4015 % ,省工 5019 % ,
树木成活率比对照平均高 6125 % ,树高生长量提高 11154 %。
(3)滴灌应用于沙地防护林建设 ,其综合效益随防护林建设位置和株行距的不同而变化 ,
以上仅为初步研究结果 ,随着人类对水资源的合理开发和利用越来越重视 ,人们必将突破传统
的充分灌溉理论 ,大力发展节水灌溉 ,因此 ,根据树木的不同生长阶段制定一套合理的灌溉制
度十分必要[15 ] 。建议对防护林的灌溉时间、灌溉频率及灌水定额进一步深入研究 ,为今后的
推广应用提供可靠的科学依据 ,从而科学的制定防护林灌溉计划。
18增刊 张广才等 :滴灌在沙地防护林上应用的综合效益初步研究
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Study on Comprehensive Benefits of Applying Drip Irrigation
in Sandy Land Shelterbelt
ZHANG Guang2cai , ZHANG Zhen2wen , SHI Xin2ning ,
YU Wei2ping , MA Hui , WU Guang2lin
(Ningxia Forestry Institute ,Yinchuan 　750004 ,Ningxia ,China)
Abstract :Drip irrigation is a new technique with the character of water saving ,and it is applied mainly in eco2
nomic crops and economic forest with higher economic values. The authors applied drip irrigation in sandy land
shelterbelt cultivation for the first time ,and discussed the benefits of water saving ,energy saving ,labour saving
and the investment benefits. The application of drip irrigation technique in various tree species showed that com2
pared with channel irrigation ,drip irrigation could increase tree increment by 11154 % ,save water ,energy and
labour by 5911 % ,4015 % ,and 5019 % ,respectively.
Key words :drip irrigation ;sandy land shelterbelt ;water2saving irrigation ;comprehensive benefit
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