膜下滴灌系统工程建设项目可行性研究报告 265页

'膜下滴灌系统工程建设项目第一章绪论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。２６４ 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12～13g，滴头流量1.0～3.6l/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，一个灌水小区1.33～2公顷（20~30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），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。２６４ 表1.1-1天业塑料滴灌管件价格降低过程年份内容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━━━━━━━━━━━━━━━━━━以色列产品毛管投入1200内镶式滴灌管ф16mm，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２６４ 井水滴灌棉花亩投入与年费用毛管年费用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毛管投入480单翼迷宫式滴灌带ф山东莱芜产品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340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”２６４ 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，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%①，全生育期平均可达到5%②。净光能利用率如果为4%，可以计算出最大净初级产量（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16×108J/m2，则最大净初级产量为16×108×0.04/1.8×107＝3.5kg/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/m2２６４ ）皮棉，干物质重为0.15×5.5=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需水量中，棵间蒸发占45%③，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180m3２６４ 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3～5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（240万亩），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，1959—２６４ 1972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，1972—1993年的21年间，垦区国民经济生产总值年均增速只有4%。1993—2000年，由于棉花总产年均增长20%，使国民生产总值年均增长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。２６４ 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。①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。②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。③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２６４ 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，以使绿洲非灌溉面积上的地下水位保持在3～5m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0.85×0.9＝0.765。（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、企业家、国家）有利。２６４ 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6.7２６４ 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m31.5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7～8.4%。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。２６４ 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２６４ 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２６４ 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。①系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。２６４ 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1.3—2.0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。②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。③有效需水量试验２６４ 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0.66×0.55＝0.36。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0.44×0.55＝0.24。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0.9×0.85＝0.76。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）。④其他问题２６４ 田间滴灌系统工程，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——２６４ 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。①体制改革２６４ 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。②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。③经济效益２６４ 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。④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。２６４ 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２６４ 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。２６４ 2.1.3输配水管网输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水流按照要求输送分配到每个灌水单元和滴头，包括干管、支管、毛管及所需的连接管件和控制、调节设备。由于滴灌系统的大小及管网布置不同，管网的等级划分也有所不同。2.1.4滴头滴头是滴灌系统中最关键的部件，是直接向作物施水肥的设备。其作用是利用滴头的微小流道或孔眼消能减压，使水流变为水滴均匀地施入作物根区土壤中。２６４ 2.2膜下滴灌系统设备滴灌设备一般包括滴头、毛管、支管、干管、过滤器、施肥罐、水泵、管道附件等。各部分又包含有不同规格和型号，天业滴灌系统设备如图2.2-1所示。图2.2-1天业滴灌系统设备示意图2.2.1滴头２６４ 滴管系统的水流经各级管道进入毛管，经过滴头流道的消能减压及其调节作用，均匀、稳定地分配到田间，满足作物生长对水份的需要。滴头是滴灌系统中最重要的设备，其性能、质量的好坏将直接影响到滴灌系统工作的可靠性及灌水质量的优劣。天业膜下滴灌系统常用的滴头有三种，单翼迷宫式、内镶式和压力补偿式滴头。其中单翼迷宫式为一次性薄壁塑料滴灌带，内镶式可为滴灌带或滴灌管，压力补偿式滴头一般安装在滴灌管上，可根据需要在流水线上安装，也可在施工现场安装。几种滴头的基本要求、质量及其检测标准和规格如下所述。(1)基本要求①出流量小、均匀、稳定，对压力变化的敏感性小。滴灌是一种局部灌溉，要求地表不产生径流，因此滴头流量要小。一般情况下滴头流量随系统压力变化而改变，为保证滴头流量均匀稳定，要求滴头具有一定的调节能力，在滴头压力变化时引起的流量变化较小。②抗堵塞性能好。抗堵塞性能好的滴头，不但能够保证系统运行的可靠性，而且可以简化过滤装置结构，降低水质处理所需的高昂费用。③结构简单，便于制造、铺设和安装。④价格低廉。滴灌带占滴灌系统总投资的30-40%左右。滴灌产品的用户是农民，中国农村经济相对落后，农业产值较低，农民的经济承受能力较弱，因此只有开发价格低廉，农民用的起的产品才有推广前景。⑤２６４ 制造精度高。滴头灌水均匀度除受系统压力影响外，还受制造精度的影响。如果制造偏差大，无论采用那种措施，都很难保证滴头出水的均匀性。(2)质量及其检测标准①一次性塑料薄壁滴灌带一次性塑料薄壁滴灌带应符合中国人民共和国轻工行业标准，QB/T2517-2001。一次性塑料滴灌带是一种以高分子聚合物为基本材料，经挤出吹塑并通过真空模具成型的带有滴头的塑料节水灌溉器材。本标准采用的检验方法，大部分采用了国际先进的试验方法，其中规格尺寸的测量、耐拉力性能、流量均匀性、耐静水压试验参考了ISO9261:1991《农业灌溉设备、滴灌管技术规范和试验方法》和SL/T67.2-1994《微灌灌水器—微灌管、微灌带》。一次性可回收塑料滴灌带主要用于农业灌溉、园林绿化、林业、草业等的节水工程及建筑矿业等。按额定工作压力分为四类，见表2.2-1。滴灌带内径应符合表2.2-2，滴灌带公称壁厚应符合表2.2-3，每卷段数和每段长度应符合表2.2-4要求。a引用标准：GB/T2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境GB/T17188-1997农业灌溉设备、滴灌管、技术规范和试验方法SL/T67.2-1994微灌灌水器－微灌管、微灌带２６４ 表2.2-1滴灌带(管)压力等级分类表类别1234额定工作压力(MPa)0.10.120.140.16表2.2-2公称内径及极限偏差表(mm)公称内径12161820极限偏差±0.46±0.50±0.54±0.60表2.2-3公称壁厚及极限偏差(mm)公称壁厚0.160.180.200.220.24极限偏差＋0.04－0.02＋0.06－0.02＋0.06－0.02＋0.08－0.02＋0.08－0.02表2.2-4每卷段数和每段长度项目每卷段数（段）每段长度（m）指标≤2≥200b滴灌带还应符合如下一些指标要求滴灌带一般为黑色，滴灌带平均壁厚偏差±12%，滴头间距偏差±5%。拉伸性能：滴灌带应能承受130N拉力不破裂。试验后标线间的距离相对于试验前距离的变化应不大于5%。滴灌带的滴头流量偏差系数Cv≤0.1，滴头的平均流量相对于额定流量的偏差应不大于10%。c耐静水压试验：滴灌带不破裂、不渗漏。（取５段滴灌带，每段至少含有５个出水口。将滴灌带与供水装置连接，堵上末端，向滴灌带内充水，彻底排气后逐渐加大水压至1.2倍额定工作压力，保持60分钟。试验过程压力波动不大于２％。２６４ ②压力补偿式滴灌管应符合国际标准ISO92611991标准,具体见表2.2-5。表2.2-5压力补偿式滴头及滴灌管质量标准序号项目指标1滴灌管内径偏差±0.32壁厚偏差≥10%3滴头间距偏差5%4滴头流量4l/h,6l/h,8l/h5工作压力范围50-500kpa6耐静水压试验无破裂，无渗透7耐拔拉试验无扯碎或拉裂现象8接头与滴灌管的耐拔拉试验接头不脱9聚乙烯滴灌管耐固相应力开裂性能符合ISO8796标准的规定10变异系数CV≤±5%产品属于A类11变异系数±5%8mm0.5051.754.75D≤8mmRe>23200.5951.694.69Re≤23201.7514当支管上开启的辅管条数≥3或无辅管时，支管应按多孔管计算。辅管为多孔管，其沿程水头损失的计算方法与毛管相同。２６４ d支管局部水头损失当参数缺乏时，局部水头损失可按沿程水头损失的5%-10%计算。f薄壁支管水头损失计算薄壁软管目前还没有统一的国家标准，其沿程阻力系数和沿程水头损失不仅取决于雷诺数、流量及管径，而且明显受工作压力影响，此外还与软管铺设地面的平整程度及软管的顺直状况等有关。在工程设计中，软管沿程水头损失通常采用塑料硬管计算公式计算后再乘以一个系数，该系数根据软管布置的顺直程度及地面的平整程度取1.1-1.5。③干管的设计干管的设计任务是按最不利的管线从下而上，自远而近计算水头损失及向各个支管输送的流量和支管的工作压力，来选择干管各管段长度、管径和公称压力。干管水头损失的计算公式与支管相同，其各管段管径应根据运行费用和一次性投资，进行技术经济比较确定。也可按支管经济管径的计算方法进行确定。a干管的沿程和局部水头损失计算２６４ 干管的作用是将灌溉水输送并分配给支管。其水力计算按两个阶段进行，首先按最不利的轮灌组从下而上计算水头损失，以确定各段干管的直径和干管进口水头。由于干管上的分水口间距大，以分水口分段，自下而上逐段按沿程无分流管计算水头损失。干管局部损失可根据各个部件类型的局部水头损失逐个计算，待系统水泵型号选定、确定干管入口的工作水头后，再由上而下逐段计算其他轮管组工作条件下支管分水口处的干管压力。沿程水损局部水损式中ζ为局部水头损失系数，可由表2.3-4查得。表2.3-4局部水头损失系数表直角状进口嘈叭状进口滤网滤网带底阀90°弯头(焊接)0.50.22-35-80.2-0.3(加5%)45°弯头(焊接)渐细接头渐粗接头逆止阀闸阀全开0.1-0.15加(50%)0.10.251.70.1-0.5２６４ 直流三通折流三通分流三通直流分支三通出口0.11.51.50.1-1.50.1b水锤压力验算与防护滴灌专用PVC管材可不进行水锤压力验算。其他管材当关阀历时大于20倍水锤相长时，也可不验算关阀水锤。直接水锤的压力水头增加值应按下式计算：△H=C△V/g式中：△H—直接水锤的压力水头增加值，m。C——水锤波在管中的传播速度，m/s。g—重力加速度，m/s2。D—管道外径，mm。e—管壁厚度，mm。Es—管材的弹性摸量，Mpa，聚氯乙烯管为Es=250-300Mpa，高密度聚乙烯管为Es=750-850Mpa，低密度聚乙烯管为Es=180-210Mpa。２６４ 当计入水锤后的管道工作压力不大于塑料管道1.5倍允许压力或超过其他管材的试验压力时，应采取水锤防护措施。(5)首部枢纽设计①水源过滤及施肥设备选型应根据水源水质和滴头抗堵塞能力选择过滤设备型号，由于流道设计上的差异，各种灌水器对水质的要求不同。根据天业技术中心的试验，几种常用滴灌带对水源的物理过滤精度要求如下：单翼迷宫式滴灌带≥120目内镶式滴头≥200目压力补偿式滴头（锥型阀芯）≥180目不同的水质处理方式也不同，一般而言，井水较清澈,用一级筛网过滤器即可，若有涌砂现象，可加一级离心过滤器。含有水藻、鱼卵、漂浮物的地表水，一般选用沙石过滤器+筛网过滤器的两级过滤方式。含有较多泥沙的地表水除配置过滤器外，还应修建沉淀池。化学堵塞是比较难处理的，特别是硬质水，在高温条件下钙、镁离子会吸附、沉积在流道内，造成堵塞，处理费用较高。一般大田使用的滴灌带最好选用薄壁型的一年一次性使用产品，一方面初期一次性工程造价低，另一方面避免多次重复使用累积形成的长期沉积、沉淀堵塞问题，同时也避免重复使用，接头太多而造成的机械铺设困难。若已知灌溉水中各种污物的含量，则可根据以下条件选配过滤设备：a当灌溉水中无机物含量小于10ppm或粒径小于80μ２６４ m时，宜选用砂石过滤器或筛网过滤器。b灌溉水中无机物含量在10～100ppm之间，或粒径在80～500μm之间时，宜先选用离心过滤器或筛网过滤器作初级处理，然后再选用砂石过滤器。c灌溉水中无机物含量大于100ppm或粒径大于500μm时，应使用沉淀池（见沉淀池设计）或离心过滤器作初级处理，然后再选用筛网或砂石过滤器。d灌溉水中有机污物含量小于10ppm时，可用砂石过滤器或筛网过滤器。f灌溉水中有机污物含量大于100ppm，应选用初级拦污筛作第一级处理，再选用筛网或砂石过滤器。根据上述原则选择过滤设备类型后，再根据系统流量，即可在表2.2-18至表2.2-22中选择过滤设备的型号。②施肥罐选择根据设计流量和灌溉面积的大小，灌溉作物所需肥料和化学药物的性质，在表2.2-23中选择合适的施肥罐。(6)水泵选型及动力配套滴灌系统所需要的水泵型号应根据滴灌系统的设计流量和系统总扬程确定。滴灌系统设计流量等于同时工作的毛管流量之和，即：系统的总扬程可由下式确定：H总=H滴+Σ△hi+Σ△h+△Z２６４ 式中：H总——系统总扬程m；H滴——滴头工作压力m；Σ△hi—水泵、阀门、施肥罐、过滤器、监控仪表的局部水头损失之和m；Σ△h—设计参考点至干管进口处各级管道水头损失之和m；△Z——设计参考点高程与水源水面高程之差;m。根据计算出的滴灌系统设计流量和扬程，查选定的水泵生产厂家的水泵技术参数表，选出合适的水泵及配套动力。(7)沉淀池设计随着微灌技术在新疆的推广，渠水利用越来越引起人们的重视。渠水中含有两类容易堵塞灌水器的杂质：一类是藻类、水生物和漂浮物；另一类是悬浮泥沙。当水中泥沙含量大于过滤器的处理能力时，使用筛网过滤器和介质过滤器将因频繁的冲洗而不能正常工作，此时需借助沉淀池对灌溉水进行初级沉淀处理。沉淀池的主要目的是去除水中大量的泥沙，是给水工程常用的设施，设计方法比较完善，用于滴灌的关键是恰当的选用水质指标，使沉淀池处理后的水质达到滴灌对悬浮泥砂含量的要求，沉淀池的设计主要有以下一些内容。①微灌用水水质　　a悬浮泥沙粒径标准　２６４ 　　大量观测资料表明，七、八个悬浮固体颗粒就可能在灌水器流道口形成一个弧形堆积带，从而引起堵塞。要防止这种弧形堆积带的形成，必须全部滤除大于1/7—1/10灌水器出口直径的颗粒。微喷头的喷嘴直径0.6—2.0mm，滴灌带的滴孔直径0.5—0.9mm。为了有效防止灌水器堵塞，按最小灌水器出口直径0.5mm的1/10来计算，滤出的泥沙颗粒应不大于0.05mm。b悬浮泥沙浓度标准含有粒径小于0.05mm泥沙的水流进入微灌管道系统，就粒径而言虽然不致产生灌水器堵塞，但停灌期间却可在管道内产生沉积物，第二次灌水时，这些沉积物可能形成团块涌向灌水器，从而发生堵塞。因此有必要用实验方法建立悬浮物浓度与堵塞程度的关系（见表2.3-5）。《微灌工程技术规范》（SL103—95）规定，当水中无机物为10—100mg/L时，可直接选用过滤器进行处理。当浓度大于100mg/L时可用沉淀池进行初级过滤。表2.3-5微灌用水悬浮物浓度与堵塞程度等级悬浮物浓度（mg/L）堵塞程度0<10轻微110——20220——30330——40440——50550——60中度660——80780——100２６４ 8100——120严重9120——14010>140综合上述两点可以认为：渠水经沉淀池处理后，所含悬浮泥沙粒径应不大于0.05mm,浓度不大于100mg/L。②设计参数选用a表面负荷率（Q/A）根据前述渠水泥沙中极细沙比例大的特点，沉淀池的表面负荷率宜选择较小值，以利提高沉淀效率。表面负荷率应根据渠水水质情况和不同的微灌系统对沉淀水的要求采用，建议采用Q/A=0.2-2.0mm/s。b水平流速（υ）在沉淀池中，增大水平流速，一方面提高了雷诺数Red而不利于泥沙颗粒下沉，但另一方面却提高了佛劳德数Fr而增加了水流的稳定性，利于提高沉淀效果。沉淀池的水平流速宜取υ=10-25mm/s。c停留时间（T）沉淀池的停留时间应考虑原水水质和沉淀水质要求，并根据沉淀池运行经验，采用T=1-3小时。d池的长宽比一般认为，沉淀池沉淀区的长度和宽度之比不得小于4。若计算得出沉淀池的宽度较大时，应进行分格每格宽度宜为3-8m，最大不超过15米。２６４ e沉淀池的长深比沉淀池沉淀区长度与深度之比不得小于10。③沉淀池设计计算a沉淀池表面积沉淀池表面负荷率为：在选定出表面负荷率u0（m/s）、产水量（m3/s）两参数后，即可按上式算出沉淀池表面积A（m2）：b沉淀池长度L=3.6υt式中L——沉淀池长度（m）；υ——水平流速（mm/s）；T——停留时间（h）。c沉淀池宽度式中B——沉淀池宽度（m）；A——沉淀池表面积（m2）；L——沉淀池长度（m）。d沉淀池有效水深（沉淀池水深）H1=式中：H1——沉淀池有效水深（m）；２６４ Q——产水量（m3/h）；T——停留时间（h）；B——沉淀池宽度（m）；L——沉淀池长度（m）。e溢流堰高度若堰顶厚度（即沿流向堰顶的长度）为，H为堰上水头，当＜0.67H时，溢流可按薄壁堰计算。自由出流的矩形薄壁堰的溢流量公式为：Q=m0bH3/2m0=0.403+0.053+式中：Q——溢流流量即产水量（m3/s）；b——溢流堰开度，应取沉淀池开度（m）；H——堰上水头（m）；g——重力加速度9.81（m3/s）；m0——流量系数；a，——上游堰高（m）；f存泥区深度在一个微灌周期内，沉淀池下沉泥沙的容积即存泥区容积按下式计算：V=1.2×86400QCPT/γQ——产水量即流量（m3/s）C——原水即渠水所含泥沙的浓度（kg/m3）２６４ P——沉淀池的沉淀系数（%）T——微灌的灌水周期（d）γ——泥沙容重，可采用1780（kg/m3）沉淀池存泥区深度为：H2=式中：H2——沉淀池存泥区的深度（m）；V——沉淀池存泥区的容积（m3）；B——沉淀池宽度（m）；L——沉淀池长度（m）；g放空排泥管直径沉淀池在工作一个设计灌水周期后，需将水放空，以便人工清除存泥区的泥沙。放空排泥管的内径按变水头放空容器公式计算。即：d=式中：d——沉淀池的放空排泥管内径（m）；B——沉淀池深度（m）；L——沉淀池长度（m）；H1——沉淀池有效水深（m）；T——放空时间，一般采用沉淀池停留时间（s）。④水力条件复核a水流紊动性复核沉淀池水流的紊动性用雷诺数Re判别。２６４ Re=式中：Re——雷诺数；υ——水平流速（m/s）；R——水力半径（m）；γ——水的运动粘性系数，水温20℃时为1.01×106（m2/s）；一般认为，在明渠水流中，Re>500时水流呈紊流状态。沉淀池中水流Re一般为4000～15000，属紊流状态。此时水流除水平流速外，尚有上、下、左、右的脉动分速，且伴有小的涡流体，这些情况都不利于颗粒的沉淀。但在一定程度上可使浊度不同的水流混合，减弱分层流动现象。不过，通常要求降低Re以利颗粒沉降。降低Re的有效措施是减小水力半径R。池中纵向分格可以达到这一目的。b水流稳定性复核异重流是进入较静而具有重度差异的一股水流。异重流重于池内水体者，将下沉并以较高流速沿低部绕道前进；异重流轻于水体者，将沿水面前进至出水口。重度差异可能是由悬浮固体浓度、水温等的不同造成。若池内水平流速相当高，异重流将与池中水流汇合，影响流态甚微。这样的沉淀池具有稳定的流态。若异重在整个池内保持着，则具有不稳定的流态。水流稳定性以弗劳德数Fr判别。该值反映推动水流的惯性力与重力两者之间的对比关系。Fr=υ2/Rg（28）２６４ 式中：Fr——弗劳德数；R——水力半径（m）；υ——水平流速（m/s）；g——重力加数度9.8（m/s2）。Fr增大，表明惯性力作用相对增加，重力作用相对减小，水流相对密度差、温度差、异重流及风浪等影响抵抗能力强，使沉淀池中的流态保持稳定，沉淀池Fr宜大于10-5。增大Fr的有效措施是减小水力半径R，通常将池纵向分格来达到这一目的。⑤沉淀池的构造沉淀池分为进水区、沉淀区、存泥区和出水区四部分。a进水区进水区的作用是使水流均匀的分布在整个进水截面上，并尽量减少扰动。为使梯形断面渠道与矩形断面沉淀池平顺衔接，在沉淀池进水区需要设置渐变段。渐变段可采用扭曲面形式，其长度应小于沉淀池水深（沉淀区水深H1与存泥区水深H2之和）的4倍。具体见图2.4-2，149团棉花膜下滴灌沉淀池设计图。再者，在沉淀区末端应设置穿孔墙，以便将水流均匀分布于整个截面上。穿孔墙溢流率一般可采用小于500m3/m.d。洞口流速不宜大于0.15-0.2m/s。为保证穿孔墙的强度，洞口总面积不宜过大。洞口断面形状宜沿水流方向渐次扩大，以减弱进口的射流。拦污栅格应设置在穿孔样上游侧。b沉淀区２６４ 沉淀区的长度L决定于水流速υ和停留时间T，即L=3.6υT。沉淀区的宽度B决定于流量Q，有效水深H1和水流速υ，即B=Q/H1υ。沉淀区的有效水深H1一般大于1.0m。其大小取决于流量Q，停留时间T，沉淀区的长度L和宽度B，即H1=QT/(BL)。沉淀区的长、宽、深之间相互联系，应综合研究决定，还应核算表面负荷率。沉淀区高度H3等于沉淀区深度H1与存泥区深度H2以及安全超高△之和，即H3=H1+H2+△。△值应小于0.25m。c出水区为使沉淀后的水在出水区均匀流出，一般采用溢流堰溢流，溢流堰的溢流口可适当高于500m3/m·d[国家室外给水设计规范（GBJ13-86）标准]d存泥区存泥区深度H2按公式计算确定，可采用人工排泥方式，也可设置排沙孔排除泥沙。存泥区表面的高程应捎高出附近渠底，并设置泄水管（带闸门），以便放空池中积水后进到人工排泥工作。(8)附属工程设计滴灌系统的附属工程主要有减压阀、排气阀、逆止阀、镇墩、排水井等。２６４ 进排气阀一般设置在滴灌系统管网的高处，或局部高处，首部应在过滤器顶部和下游管上各设一个，其作用为在系统开启管道充水时排除空气，系统关闭管道排水时向管网中补气，以防止负压产生，系统运行是排除水中夹带的空气，以免形成气阻。排气阀的选用，目前可按“四比一”法进行，即排气阀全开直径不小于排气管道内径的1/4，如100mm内径的管道上应安装内径为25mm的排气阀。另外在干、支管末端和管道最低位置应该安装排水阀。镇墩是指用混凝土，浆砌石等砌体定位管道，借以承受管中由于水流方向改变等原因引起的推力，以及直管中由于自重和温度变形产生的推、拉力。三通、弯头、变径接头、堵头、闸门等管件处也需要设置镇墩。镇墩设置要考虑传递力的大小和方向，并使之安全地传递给地基。(9)天业滴管系统模式及其系统连接图目前天业常用滴灌系统有如下六种模式：①薄壁支管+按扣三通+毛管模式支管选用纳米改性低压输水软管，工作压力等级为0.25MPa，出地管与支管用承插方式连接，弹簧卡锁紧，支管与毛管用按扣三通直接连接。毛管需要单向铺设时可用旁通与支管连接。一个灌水小区控制面积大，控制球阀少，安装、运行简便。但出地管多影响田间耕地等机车作业。②厚壁支管（双阀）+辅管+毛管模式支管与辅管为国标管，其中支管选用Ф63PE厚壁管，辅管选用Ф32的PE管，２６４ 工作压力等级为0.4MPa，出地管与支管，支管与辅管用快接方式连接，干管两侧支管均安装球阀，可分别独立控制运行，辅管与毛管用按扣三通连接。流量分散，干、支管管径小，系统造价低。划分灌水小区方便，但一个灌水小区控制面积小，控制球阀多，运行操作相对烦琐。③薄壁支管（双阀）+辅管+毛管模式支管与辅管为非国标管，其中支管选用Ф63纳米改性低压输水软管，辅管选用Ф32的PE管，工作压力等级为0.25MPa，出地管与支管，支管与辅管用承插方式连接，弹簧卡锁紧，辅管与毛管用按扣三通连接。由于支管采用低压输水软管，铺管和收管方便，系统造价低。干管两侧支管均安装球阀，可分别独立控制运行。划分灌溉小区方便，但一个灌水小区控制面积小，控制球阀多，运行操作相对烦琐。④厚壁支管（单阀）+辅管+毛管模式该模式与模式二相似，区别在于出地管上安装球阀，干管两侧的支管必须同时起闭，运行方便但缺少灵活性。⑤薄壁支管（单阀）+辅管+毛管模式该模式与模式三相似，区别在于出地管上安装球阀，干管两侧的支管必须同时起闭，运行方便但缺少灵活性。⑥大流量压力补偿式滴灌用承插旁通与输水管道连接，安装方便，可地面铺设，也可埋地使用，补偿性能好，适应高差显著的山地和需要长距离铺设滴灌管的工程，适用于荒山绿化、果树、林木等。工作压力等级0.05—0.5MPa。⑦小农户膜下滴灌模式２６４ 该系统是由小四轮拖拉机作为动力，首部装置放在小四轮拖拉机上，支管与毛管固定在田间，一条支管为一个灌水小区。系统结构为：渠水—集水池—拖拉机移动首部—支管—毛管，拖拉机移动按小区轮灌。小农户膜下滴灌系统是新疆天业集团公司针对广大小农户所承包的耕地面积小、无电源的情况而开发的一套膜下滴灌系统，适用于13.3公顷(200亩)以下的小块农田。无需架设输变电线路，具有一次性投入低，结构简单，易于操作的特点，农户只要经过简单讲解、辅导即可自行施工、安装、运行；该系统即具备了大田模式的优点，又利用了闲置的小四轮拖拉机解决电源问题，有较广泛的推广价值。各系统模式的连接方式见图2.3-12、2.3-13、2.3-14、2.3-15、2.3-16，过滤器的结构见图2.3-17、2.3-18。２６４ 图2.3-12薄壁支管+毛管系统连接图２６４ ２６４ 图2.3-13厚壁支管（双阀）+辅管+毛管系统连接图２６４ 图2.3-14薄壁支管（双阀）+辅管+毛管系统连接图２６４ 图2.3-15厚壁支管（单阀）+辅管+毛管系统连接图２６４ ２６４ 图2.3-16薄壁支管（单阀）+辅管+毛管系统连接图２６４ 图2.3-17离心+网式过滤器结构图２６４ 图2.3-18砂石+网式过滤器结构图２６４ 2.4设计实例2.4.1149团棉花膜下滴灌设计实例该项目区位于准格尔盆地古尔班通古特沙漠南缘，新疆生产建设兵团农业第八师149团良种连，六十年代中期，该团场的条田、林带、交通均已初具规模，农、林、牧、工、副全面发展大大改变了沙漠的自然生态环境，建立了较为合理的人工生态系统，使万古荒原变成绿洲，成为石河子地区的粮棉生产基地之一。(1)基本资料①规划区地形南北长度为735m,东西长度为1295m,总面积67.2公顷(1008亩)，地形东高西低，南高北低，海拔337-359.7米，地势较平坦，地面坡降为0.6‰。②水源整个规划以渠水为水源，以七支渠为主，该水源中泥沙含量较多，悬浮泥沙含量：4801mg/l，平均粒径：0.041mm。③土壤土壤次生盐渍化较为严重，滴灌地土质为重粘土。土壤肥力总的状况是：富钾、缺磷、缺氮、有机质少。④气象资料根据当地气象站多年资料，本区气象情况如下：气温：多年平均5.9℃，月平均最高为25.4℃，发生在七月；月平均最低-19℃，发生在一月。２６４ 降雨量：多年平均145.2mm蒸发量：多年平均1942.1mm风速风向：多年平均2.9m/s，最大风速23m/s，风向多为西北和东南。最大冻土深1.46m，出现在一月。⑤作物种植作物为棉花，行距为20cm×40cm×20cm×55cm，株距为10cm，滴灌模式为一膜一管四行。(2)水量平衡计算项目区规划面积67.2公顷(1008亩)，由下式可计算出系统所需流量：经计算系统所需流量为151.2m3//h，取160m3//h作为系统设计流量。(3)管网系统的构成及平面布置整个项目区按一个滴灌系统进行规划设计，其系统结构为：水源（渠水）→加压提水设备（水泵）→首部装置（包括沉淀池、过滤器、施肥设施等）→主干管→分干管→薄壁支管→按扣三通→毛管（滴管带），平面布置见图2.4-1。(4)设计参数与灌溉制度①基本参数a设计保证率：不低于85%２６４ b田间灌溉水的利用率：0.95c设计系统的日工作小时数：18˜22hd滴灌设计土壤湿润比（P）：50%e设计耗水强度（Ea）：4.5mm/d②灌溉制度a设计灌水定额：根据资料计算如下m=0.1γzP(θmax-θmin)/η=0.1×1.50×0.4×50×10/0.9=33mm=330m3/hm3(22m3/亩)式中：m——设计灌水定额mm；γ——土壤容重g/cm3；z——计划土壤湿润层深度m；P——湿润比%；θmax、θmin——适宜土壤含水率上、下限（占干土重的百分比）；η——灌溉水利用系数。此灌水定额为作物需水高峰期的值。b设计灌水周期：T=（m/Ea）•η=（33/4.5）×0.9=6.6（天）式中：T——设计灌水周期d；Ea——设计耗水强度mm/d。２６４ 此值为作物需水高峰期的灌水周期。c一次灌水延续时间t=m•Se•Sr/qd=33×0.3×0.9/1.8=4.95（小时）式中：t——一次灌水延续时间h；qd——设计滴头流量L/h。d轮灌组数目的确定=（6.6×22）/6.36=23，根据实际情况取N=22组。式中：N——轮管组的数目，以组表示。C——系统一天的运行小时数，取22小时。e轮灌组的划分及运行根据滴灌系统的布置，为保证系统持续稳定的压力，分散水流，降低管道水头损失，因此将系统划分11个轮灌区。详见表2.4-1及平面布置图2.4-1。表2.4-1轮灌区划分表分干1分干2分干3分干4分干5分干6第①、②区第③、④区第⑤、⑥区第⑦、⑧区第⑨、⑩区第区注：①、②¨¨等为轮灌区号２６４ 根据轮灌区的划分，同一轮灌区内一条支管上同时工作一个球阀，各支管上工作的球阀均位于支管上相同位置。③滴灌灌水均匀度a滴灌均匀系数水利部行业标准《微灌工程技术规范》规定，灌水器设计允许流量偏差率qv应不大于20%，设计灌水均匀度不应低于0.95。b灌水小区允许水头偏差c滴头工作水头偏差率hV：=0.2/0.615×[1+0.12×（1-0.615）×0.2/0.615]=0.35式中：χ——滴头流态指数。灌水小区允许水头偏差按下式计算：[ΔH]=hV×hd=0.35×10=3.5（米）式中：[ΔH]——灌水小区允许水头偏差，m；hd——设计滴头工作水头，m。(5)系统水力计算按最不利的轮灌组计算水头损失。①毛管设计a滴灌带的选型：根据有关设计资料，毛管选用天业生产的单翼迷宫压边式Ф16２６４ ×300-2.1，其流量方程为：qd=0.502H0.607，相应的工作水头为：H=10.2m。b毛管极限孔数的计算：=INT[5.446×（3.35×0.55）×164.75/（1.15×0.3×2.11.75）]0.364=256式中：Nm——毛管的极限分流孔数；[△h2]——毛管的允许水头差m，[△h2]=β2[△h]，对于平地β2可取0.55；[△h]——灌水小区允许水头差m；d——毛管内径mm；k——水头损失扩大系数，一般为1.1～1.2；qd——滴头设计流量L/h。c极限长度：Lm=Nm×Se=256×0.3=76.8m>67.6m，实际铺设长度满足要求。d毛管的水头损失h毛（多孔管）：=0.505X0.3X2.11.75X[225.482.75/2.75-2251.75（1-0.675/1.35）]/164.75×1.1=1.143m式中：f、m、b——分别为摩阻系数，流量指数和管径系数。２６４ N-----出水孔个数；qdSo——进口至首孔的间距，m。②支管的设计a支管的选型：选用Ф63PE薄壁支管直接带毛管b支管水头损失计算：根据毛管间距可推算出，一根支管带45条毛管，这样支管为多孔管，沿程水头损失的计算方法与毛管相同。③干管的水力计算a最远距离二级分干管水头损失计算：h二级分干=K×f×Qm×L/db=1.08×0.505×425251.75×122/71.64.75=3.818mb一级分干管及干管直径的选择和各灌水区最不利情况下各段干管的水头损失计算：第一段Q干=160m3/hL=850mD=200（D为外径）h干=K×f×QmL/db=1.08×0.464×1600001.77×850/190.84.77=9.169m第二段２６４ Q干=120m3/hL=138mD=160（D为外径）h干=K×f×QmL/db=1.08×0.464×1200001.77×138/152.64.77=2.579m第三段Q干=80m3/hL=138mD=160（D为外径）h干=K×f×QmL/db=1.08×0.464×800001.77×138/152.64.77=1.267m第四段Q干=40m3/hL=138mD=110（D为外径）h干=K×f×QmL/db=1.08×0.464×400001.77×138/1054.77=2.210m管网在最不利情况下总水头损失为36.998m，具体见表2.4-2。(6)滴灌系统首部的设计选型滴灌系统首部的设计主要包括：水源过滤设备的选型及施肥罐的选型。①水源过滤设备选型因水经水源引水工程及沉淀池的过滤后基本能满足滴灌要求，故首部选用一组网式过滤器即可，网式过滤器的选择根据其过流量（系统的设计流量）确定，本系统设计流量为160m3２６４ /h，因此选用过流能力大于该值的网式过滤器即可。②施肥罐选择施肥罐的选型一般根据滴灌地的规划面积选择，面积大的选用较大容积的，面积小的选用较小容积的。本系统规划面积为67.2公顷(1008亩)，应选用施肥罐为200L。表2.4-2管网水头损失计算表分项管段名管外径（mm）管内径（mm）管段长（m）流量（m3/h）沿程水损（m）局部水损（m）总水损（m）主干管200190.86431606.4220.5146.936一级分干第一段200190.82071602.0670.1662.233第二段160152.61381202.4040.1932.597第三段160152.6138801.1730.0941.267第四段110102.6138402.0460.1642.210二级分干7571.612042.5253.6360.1823.818支管6361.21240.9450.8350.0410.794毛管1667.62.41.0580.0851.143毛管工作压力（m）10首部水损（m）6２６４ 系统总水损（m）36.998③水泵与动力选型a泵的选型的原则首先本系统的水源形式为渠水，因此该滴灌工程所选水泵必须为离心泵。应优先选用国优与部优产品以及获得国家生产许可证的产品与节能产品。其次，所选水泵，其流量与扬程均与滴灌系统设计流量和设计水头基本一致，使水泵保持在高效率区工作。最后，所选水泵工作稳定，便于操作、维修。并尽可能型号一致，便于管理和零件配换。b水泵扬程H扬=首部水损+最不利情况下总水损+毛管正常工作压力+安全富裕度水泵流量Q泵根据滴灌系统设计流量选定。据以上最不利情况下的水力计算，系统正常工作所需总水损为36.998米（取37米），所需总流量为160m3/h,因此所选水泵型号为:125-200（I）B,其配套电机功率为30KW。(7)沉淀池的设计计算①设计流量Q=160/3600=0.044m3/s②设计参数选用２６４ 表面负荷率Q/A=0.3mm/s=0.0003m/s沉淀停留时间T=1.25h沉淀池水平流速v=10mm/s③沉淀池计算沉淀池表面积为A=Q/Q/A=0.044/0.0003=148m2沉淀池长度L=3.6vt=3.6×10×1.25=45m沉淀池宽度B=A/L=148/45=3.3m沉淀池有效深度H1=QT/BL=160×1.25/(3.3×45)=1.35m沉淀区进口设置穿孔墙，穿孔墙上的洞口流速采用0.15m/s,则洞口总面积为0.05/0.15=0.33m2,每个洞口尺寸定为24×6cm，这样洞口数为0.33/（0.24×0.06）=23个孔。④沉淀池水力条件复核水流截面ω=BH1=3.3×1.35=4.5m2水流湿周X=B+2H1=3.3+2×1.35=6.0m水力半径R=ω/X=4.5/6.0=0.74m雷诺数Re=vR/r=0.01×0.74/1.01×10-6=7327>500，为紊流状态。佛劳德数Fr=v2/Rg=0.012/0.74×9.81=1.4×10-5>10-5满足水流稳定性条件。⑤沉淀池放空时间0.5h，放空排水管直径：d=(0.7BLH10.5/T)0.5=(0.7×3.3×45×1.350.5/0.5×3600)0.5=0.259m(园管截面积0.059m2)采用φ120mm孔5个。２６４ ⑥溢流堰槛高度沉淀池末端设置溢流堰，按矩形薄壁溢流堰自由出流计算，确定上游堰高a=1.15m，薄壁溢流堰的最大堰顶厚度（沿水流方向长度）为δ<0.67×0.2=0.134m,采用12cm。沉淀池具体尺寸见图2.4-2。（8）材料、设备用量及工程预算设备、材料用量及工程预算如表2.4-3所示。表2.4-3149团良种连滴灌工程投资预算表编号工程及费用名称投资（万元）备注一水利工程1滴灌配套材料及设备50.48二临时工程0.5048以材料及设备费的1%计三其它费用1建设管理费1.01以材料及设备费的2%计2生产准备费0.2524以材料及设备费的0.5%计3勘测设计费2.0192以材料及设备费的4%计4安装费3.024以450元/公顷(30元/亩计)5土方费3.818以10元/方计6运费1.514以材料及设备费的3%计２６４ 7其它a预算定额编制管理费0.076以材料及设备费的0.15%计b工程质量监督检测费0.126以材料及设备费的0.25%计四预备费0.505以材料及设备费的1%计五总投资63.3094六综合投资：9421.05元/公顷(628.07元/亩)2.4.2143团番茄膜下滴灌工程设计实例(1)概述工程项目区位于农八师143团14连15号地。条田长1126米，宽440米，面积49.3公顷(740亩)。土质为砂壤土，水源为井水抽水通过U型渠道至系统首部的蓄水池蓄水，从而向系统供水。种植作物为番茄，滴灌模式采用膜下滴灌一膜二管四行的形式，种植模式宽窄行30cm×66cm×30cm×66cm，滴灌带间距0.96m。(2)基本资料①水源资料项目区地下水按其埋藏形态多为承压水，又可分为浅层承压水，中层承压水和深层承压水。项目区水质由新疆水环境检测中心测定,结果如下：２６４ 悬浮泥沙含量：4801mg/L,粒径小于0.005mm占19.3%（粘土），粒径小于0.01mm占31.2%（细泥土、粘土），粒径小于0.05mm占78.7%（粗细泥土、粘土），粒径小于0.1mm占91.5%（极细沙、粗细泥沙、粘土），粒径小于0.5mm占100%（中、细沙，粗细泥土，粘土）。平均粒径：0.041mm。②气象资料项目区属典型的内陆大陆性气候。冬冷夏热，温差较大，冬夏两季长，春秋两季不明显。气候干燥，风日较多，光照充足，热量丰富。多年平均气温为5.9℃，一月最冷，平均气温-19℃，七月最热，平均气温25.4℃。③作物资料该项目区种植作物为番茄，品种为87-5，种植行距30cm、株距35cm。(3)滴灌系统规划布置①系统布置干管沿条田地边长边布置，干管与支管呈梳状布置，支管与毛管呈鱼骨状布置。系统结构为水泵—网式过滤器（施肥罐）—主干管—分干管—支管—辅管—毛管，具体见图2.4-3。②设计参数取值a作物日耗水强度：E=4mm/d；b设计灌水定额：m=0.1γzP(θmax-θmin)/η=0.1×1.34×0.5×40×（31-21）/0.9=29.8mm=298.5m3/hm2(19.9m3/亩)③水量平衡计算２６４ Q=10AIa/ηt=10×740×4×/（0.9×22）×16=137(m3/h)，取130(m3/h)其中：Q为滴灌地所需水量(m3/h)；A为土地面积（公顷），Ia为作物耗水强度，η为水利用系数，t为水泵及滴灌系统的工作小时数，一般取15-20小时。(4)系统水力计算①干管、分干管水力计算：计算公式为：hf干=kfQm/dbLHf1=0.464×[1300001.77/(160-3.7×2)4.77]×140.8=2.83mHf2=0.464×[650001.77/(160-3.7×2)4.77]×336.6=1.98mHf3=0.464×[487501.77/(110-2.5×2)4.77]×110=2.32mHf4=0.464×[325001.77/(110-2.5×2)4.77]×110=1.13mHf5=0.464×[162501.77/(110-2.5×2)4.77]×110=2.78m②支管水头损失计算支管选用D=63防老化薄壁PE管，壁厚0.8 mm,运行压力0.25MPa，长度为140.8米，一条支管设10条辅管，每次运行一条辅管，支管流量为16.25m3/h。支管为多孔管，其水头损失按下式计算：hf支=kfQm/dbL=1.08×0.505×[162501.75/(63-0.8×2)4.75]×140.8=5.76m２６４ ③辅管水头损失计算辅管选用D=32防老化PE管，壁厚1.6mm,长度14米。H辅=k(fSqdm/db)[(N+0.48)(m+1)/(m+1)-Nm(1-S0/S)]=1.27m式中:k=1.08,f=0.505,m=1.75,b=4.75D—辅管管径选用D=32的PE管,壁厚1.6mmS—分流孔间距,取0.96mS0—多孔管进口至首口的距离N—分流孔总数,取值为8qd—单孔设计流量④毛管水头损失计算毛管选用天业生产的单翼迷宫式滴灌带，内径16mm，s=0.3m,q=2.4l/h,l=55m。Hf=k（fSqdm/db）[（N+0.48）(m+1)/(m+1)-Nm(1-S0/S)]=0.9m式中:k=1.05,f=0.505,m=1.75,b=4.75。(5)首部设计①选用4"网式过滤器，水头损失小于8米。②滴头工作压力为10米。③系统所需工作压力：H=2.83+1.98+2.32+1.13+2.78+5.76+1.27+0.9+7+10=35m２６４ ④水泵选用流量为130m3/h，扬程35米。首部结构见图2.4-4。(6)运行方案一次开8条支管，每条支管开1条辅管作为一个轮灌组，一个轮灌组每次共开8条辅管，共分40个轮灌组。每个轮灌组的灌水延续时间为t=m.Sm.Sn/（η.qd）=（29.8×0.3×0.96）/2.4=3.6小时：灌水周期：T=(m/Ea)η=(29.8/4)×0.9=6.7天,取7天为灌水周期。每日完成灌水组数：n=t日/ t=20/3.6=5.5组。灌水时间的最后确定应根据具体的轮灌方案计算，轮灌方案详见平面布置图。(7)材料、设备用量及工程预算设备、材料用量及工程预算如表2.4-4所示。表2.4-4143团19连11号地滴灌工程投资预算表编号工程及费用名称投资（万元）备注一水利工程1滴灌配套材料及设备13.85二临时工程0.1385以材料及设备费的1%计三其它费用1建设管理费0.277以材料及设备费的2%计２６４ 2生产准备费0.06925以材料及设备费的0.5%计3勘测设计费0.554以材料及设备费的4%计4安装费1.8以450元/公顷(30元/亩)计5土方费1.248以10元/方计6运费0.4155以材料及设备费的3%计7其它预算定额编制管理费0.021以材料及设备费的0.15%计工程质量监督检测费0.035以材料及设备费的0.25%计四预备费0.1385以材料及设备费的1%计五总投资18.55六综合投资：4635元/公顷(309元/亩)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(1)基本资料①地理位置及项目区地形考特玛地块位于塔吉克斯坦列宁那巴德州加富洛夫区巴巴洛夫农庄，胡江巴济尔干渠旁,海拔800米。地形尺寸详见平面布置图2.4-5，面积32hm2,合32公顷(480亩)。总体地势东高西低、南低北高;坡降：东西10‰，南北15‰。２６４ ②农业气象资料根据当地气象站资料，该项目区多年平均降雨量120-298mm，且多集中于冬春两季；播种季节风大风多，不利于地膜播种，常年多东南风，最高风速8-12m/s（8级以上）；该区日照充足，大于5OC积温4500-5000OC，大于10OC积温3800-4000OC；该地区无霜期在200-220天之间，初霜日一般出现在10月中、下旬，历年终霜日一般在次年3月下旬，常有倒春寒天气，极少有冰雹。③水源资料该地用井水灌溉，水源水质符合农田灌溉水质的要求。④土壤状况土壤质地为中壤土，容重1.5g/cm3，盐碱含量不大，未见较大的盐碱斑（已秋翻），土层25-30cm左右，石头多，石块和沙砾占耕作层20-70%左右，东南面多，西北面较少。土地十分贫瘠，由于多年整地不佳，地面起伏很大，杂草很多，且是多年生杂草为主，土壤养分详见表2.4-5（塔方提供）。表2.4-5塔吉克斯坦考特玛农场土壤养分表项目名称土壤含量（mg/Kg）施入量（mg/hm2）有效量（mg/hm2）总需量（mg/hm2）N5-15280-300800-1100P2O520-25100-150100-150600-950K2O15-2050-10050-10090２６４ 塔方施肥量决策方法：每增加500Kg/公顷(33.3Kg/亩)产量，增施N为80-90Kg/公顷(5.3-6Kg/亩)，P2O5为50Kg/公顷(3.3Kg/亩)，K2O为50Kg/公顷(3.3Kg/亩)。⑤作物资料该项目区种植作物为棉花,品种为当地常规品种ф-3，棉籽千粒重110-120g，播种期4月5日-4月15日，播种量120Kg/hm2。棉花主要根系活动层深度为25-65cm，种植作物为棉花，种植模式采用行距30x60cm，株距10-12cm。(2)水量平衡计算机井储水量为80m3/h,该流量在满足项目区作物的最大耗水期灌水时的灌溉面积：=0.9×80×22/(10×4.5)=35.2hm2大于32hm2，能满足灌溉要求。(3)管网系统的构成水源→加压提水设备（水泵）→首部装置（含过滤器、施肥设施等）→主干管→分干管→厚支管→辅管→毛管（滴管带），具体见图2.4-5。(4)设计参数与灌溉制度①基本参数a设计保证率：不低于85%b灌溉水的利用率：0.90２６４ c设计系统的日工作小时数：20˜22h。d滴灌设计土壤湿润比（P）：50%e设计耗水强度（Ea）：4.5mm/d②灌溉制度a设计灌水定额根据资料计算如下：m=0.1×γ×z×P×(θmax-θmin)/η=0.1×1.50×0.4×50×10/0.9=33mm=330m3/hm2(22m3/亩)此灌水定额为作物需水高峰期的值。b设计灌水周期：T=（m/Ea）×η=（33/4.5）×0.9=6.6（天）取灌水周期为7天c一次灌水延续时间t=m•Se•Sr/qd=33×0.3×0.9/1.8=4.95（小时）d轮灌组数目的确定=（7×22）/4.95=31２６４ 根据实际情况取N=28组。e轮灌组的划分及运行根据滴灌系统的布置，为保证系统持续稳定的压力，分散水流，降低管道水头损失，因此将系统划分4个轮灌区。运行时，一次开一条分干单侧支管同时打开，每条支管只打开一条辅管，同时打开的辅管为一个轮灌组，共28组。详见平面布置图2.4-5.③滴灌灌水均匀度a滴灌均匀系数水利部行业标准《微灌工程技术规范》规定，灌水器设计允许流量偏差率qv应不大于20%，设计灌水均匀度不应低于0.95。b灌水小区允许水头偏差滴头工作水头偏差率hV：=0.2/0.615×[1+0.12×（1-0.615）×0.2/0.615]=0.33式中：χ——滴头流态指数。c灌水小区允许水头偏差按下式计算：[ΔH]=hV×hd=0.33×10=3.3（米）式中：[ΔH]——灌水小区允许水头偏差，m；hd——设计滴头工作水头，m。２６４ (5)系统水力计算按最不利的轮灌组计算水头损失。①毛管设计a滴灌带的选型：根据有关设计资料，毛管选用天业生产的单翼迷宫压边式Ф16×300-1.8，其流量方程为：qd=0.411H0.615，相应的工作水头为：H=11m。b毛管极限滴头个数的确定根据该项目区地势特点，应按均匀地形坡毛管的极限孔数计算方法计算。经计算:逆坡Nm=117>设计滴头孔数N=116,满足要求；顺坡Nm=261>设计滴头孔数N=250,满足要求。c极限长度：逆坡Lm=Nm×Se=117×0.3=35.1m>逆坡实际铺设长度35m；顺坡Lm=Nm×Se=261×0.3=78.3m>逆坡实际铺设长度75m。d毛管的水头损失h毛（多孔管）经计算顺坡h毛=0.52m，逆坡h毛=0.50m，均小于均小于[Δh2]，满足毛管水头偏差要求。②辅管的沿程损失计算２６４ h付+h毛=0.77+0.52=1.29m<3.3m满足灌水小区均匀度要求。③支管的设计支管水头损失计算：根据项目区地势特点沿支管方向坡降为15‰，顺坡方向的支管长为147m，而逆坡方向的支管长为73m。经计算支管水头损失（计算至支管末端付管）4.3m。④干管的设计各级干管设计流量根据机井流量及运行方案确定。流量确定后，根据经济流速或经济水力坡度预选管径，然后计算系统各部分水头损失，校核各管段承压力，最后确定干管实选管径。干管水头损失按最不利组合计算，计算公式如下：h干=K×f×QmL/db经计算干管总水头损失10.7m(6)系统首部的设计选型滴灌系统首部的设计包括：水泵、水源过滤设备及施肥罐的选型。①水源过滤设备选型２６４ 水源为井水，水质良好适于农田灌溉，所含杂质主要为砂粒，首部选用一组“离心+网式”过滤器即可，其型号选择应根据其过流量（系统的设计流量）确定，本系统设计流量为80m3/h，因此选用过流能力大于等于该值的“离心+网式”过滤器即可。②施肥罐选择施肥罐的选型一般根据滴灌地的规划面积即系统流量选择，面积大的选用较大容积的，面积小的选用较小容积的。本系统规划面积为32公顷(480亩)，应选用施肥罐为100L。③水泵与动力选型a选型的原则首先本系统的水源为井水，因此该滴灌工程所选水泵最好为潜水泵。应优先选用国优与部优产品以及获得国家生产许可证的产品与节能产品。其次，所选水泵，其流量与扬程均与滴灌系统设计流量和设计水头基本一致，使水泵保持在高效率区工作。最后，所选水泵工作稳定，便于操作、维修。并尽可能型号一致，便于管理和零件配换。b扬程H扬=系统总扬程+井水动水位+ΔZ(高差)+安全富裕度=33+49-7+5=80mc流量Q泵根据滴灌系统设计流量选定。据以上最不利情况下的水力计算，系统正常工作所需总扬程为80米，所需总流量为80m3２６４ /h,因此所选水泵型号为:250QJ80-80/4,其配套电机功率为30KW。由于运行为对称运行，所以其它灌水小区所需水泵扬程与上述计算相同。即：所有灌水小区正常运行时，水泵工作均处于高效状态。(7)材料、设备用量及投资预算本滴灌系统设备用量及投资预算详见表2.4-6。在表2.4-6中，对易耗材料增加5%损耗量，滴灌带增加10%损耗量。表2.4-6考特玛滴灌工程投资预算表编号工程及费用名称费用（万元）备注一水利工程1滴灌配套材料及设备22.36二临时工程0.2236以材料及设备费的1%计三其它费用1建设管理费4.472以材料及设备费的2%计2生产准备费0.1118以材料及设备费的0.5%计3勘测设计费0.8944以材料及设备费的4%计4安装费1.51365土方费0.86866运费0.6708以材料及设备费的3%计7其它２６４ a预算定额编制管理费0.0344以材料及设备费的0.15%计b工程质量监督检测费0.0602以材料及设备费的0.25%计四预备费0.2236以材料及设备费的1%计五总投资27.4942六综合投资：8592.6元/公顷(572.84元/亩)。2.4.4新疆天业小农户膜下滴灌系统设计实例(1)基本资料项目区位于石河子市区南边石河子乡努尔巴克村，由村民仇辉春承包自主耕种。其地理位置为东径84°58′—86°30′，北纬43°27′—45°40′，海拨高程约900米。土质为砂壤土，条田长540米，宽105米，共5.7公顷(85亩)，实际耕种面积5.5公顷(82亩)。总的地势呈南高北低、东高西低，自然坡度均为1%。条田南北为田间机动路，东西与别家耕地相邻；条田的东边已建一条土渠，土渠与供水斗渠相连，水源玛管处从玛河调水经渠道供给，从玛河入渠口至条田约5公里，水量充足；无电源。(2)作物资料该条田2001年种植作物为棉花，本年度种植加工番茄，品种选定87—5，种植模式行距为：40—100cm，株距为28cm，亩保苗株数3200株。２６４ (3)气象条件由于受温带天气系统和北冰洋天气系统影响，干旱少雨，蒸发强烈，冬冷夏热，光照充足。多年平均气温6.6℃，极端最高气温43.1℃，极端最低气温-42.8℃，年降雨量约150毫米，蒸发量约为1700毫米，无霜期160—170天，日照2840—2750小时。可满足棉花、番茄等多种农作物生长的需要。(4)系统选型该条田面积只有5.7公顷(85亩)，为农户自主耕种，并且没有电源，已不具备大田固定式滴灌系统的条件，且大田固定式滴灌系统一次性投资较高，农户一次很难承担，而该条田已有其灌水渠道，该农户家自购的一台小四轮拖拉机的闲置率又较高。综合上述因素，该条田十分适合《天业小农户膜下滴灌系统》。天业小农户膜下滴灌系统是新疆天业集团公司针对广大小农户所承包的耕地面积小、无电源的情况而开发的一套膜下滴灌系统。适用于13.3公顷(200亩)以下的小块农田，具有一次性投入低，结构简单，易于操作的特点，农户只要经过简单讲解、辅导即可自行施工、安装、运行；该系统即具备了大田模式的优点，又利用了闲置的小四轮拖拉机解决电源问题，有较广泛的推广价值。该系统是由小四轮拖拉机作为动力，首部装置放在小四轮拖拉机上，支管与毛管固定在田间，一条支管为一个灌水小区。系统结构为：渠水—集水池—拖拉机移动首部—支管—毛管，拖拉机移动按小区轮灌。本系统支管采用φ75薄壁PE管，毛管采用天业生产的φ16２６４ ×300×1.8L/h单翼迷宫式滴灌带。(5)水源分析及水源工程规划项目区为渠水滴灌，水中泥沙含量较多，因此水质处理的重点是在洪水期考虑泥砂沉淀问题。由于本项目为小农户滴灌系统，面积较小，对沉淀过滤池只作简单处理。即利用地块东边的原农渠加铺农膜作为引水渠，由于地形坡度较大，中间打多处拦水坝，使水流平稳，在每条支管头端建一集水池供水泵取水，并在农渠的南头加宽加深作为沉淀过滤池，沉淀过滤池长50米，宽1米，不作任何处理，只利用自生水草的作用，使泥沙能够达到初步沉淀；设多处拦污栅，使用120目网式过滤器过滤，以达到滴灌水质要求。(6)系统的设计①本滴灌系统基本参数的取值a设计保证率：不低于85%b灌溉水的利用率：0.90c设计系统的日工作小时数：20h。d滴灌设计土壤湿润比（P）：40%e设计耗水强度（Ea）：4mm/d②灌水定额m=0.1γzP(θmax-θmin)/η=0.1×1.35×0.4×40×10/0.9=24mm=240m3/hm2(16m3/亩)③灌水周期：T=（m/Ea）×η=（24/4）×0.9=5.4（天）④一次灌水延续时间（滴灌带型号为Ф16×300×1.8L/h）２６４ t=（m×Se×Sr）/qd=24×0.3×1.4/1.8=5.6（小时）⑤水量平衡计算A=ηQt/10Ea=0.9×50×20÷(10×4)=22.5hm2(337.5亩)考虑到供水条件和人力因素，并接合农户耕作习惯，一次灌水尽量控制在二天一夜以内，所以系统流量取50m3/h。⑥各级管道设计流量的确定a毛管流量：Q毛=Nd×qd=225×1.8=405L/hb支管的设计流量：Q支=N毛×2Q毛=72×405×2=58320L/h实际在水力计算时各级管道所用数据为实际流量，即用总流量50m3/h，按轮灌组分到各级管道及毛管中。⑦系统各部分的设计及相应水力计算a毛管的水头损失h毛（多孔管）顺坡毛管长82m，逆坡毛管长53m。顺坡H毛=1.05×0.505×0.3×1.81.75÷15.644.75×｛（273＋0.48）2.75÷2.75－2731.75×0.5｝=1.72-0.82=0.9m逆坡H毛=1.05×0.505×0.3×1.81.75÷15.644.75×｛（176＋0.48）2.75÷2.75－1761.75×0.5｝=0.51+0.53=1.04mb支管的水头损失（多孔管）H支=1.08×0.505×1.4×8101.75÷73.24.75×｛（72＋0.48）2.75÷2.75－721.75×0.5｝=6.08-1.05=5.04m２６４ c首部的水头损失为5md毛管的工作压力为8m因此，管网在最不利情况下总水头损失为H=1.04+5.04+5+8=19.08=20m⑧水泵的选型本系统的水源为渠水，动力为小四轮拖拉机,功率为15马力;因此所选水泵必须为农用泵。扬程为20m；流量为50m3/h.(7)材料、设备用量本滴灌系统所需材料及设备用量详见表2.4-7。表2.4-7努尔村小农户膜下滴灌材料表材料名称规格型号单位材料用量亩用量备注PE管Φ75*0.9米4405.18　按扣三通Φ16个3003.53　滴灌Φ16米40500476直通Φ16个400.47　承插直通Φ75个100.12　矩形胶圈Φ75个200.24　钢卡Φ75个200.24　施肥罐50L套1　　网式过滤器4″套1　　２６４ 水泵台1　农用泵2.4.5大棚蔬菜滴灌设计(1)基本情况延安某山区有标准蔬菜大棚若干个，大致有三种标准棚，三种棚长分别是40米、60米、120米，宽均为8米，棚内有1米的走道。每个棚内均为供水管，管径为32mm，水质较好。土质大多为中壤土。种植作物为各种蔬菜，其种植模式不尽相同。(2)简单设计过程①基本设计参数的取值作物日耗水强度E=4mm/d；设计灌水定额：m=0.1γzP(θmax-θmin)/η=0.1×1.36×0.2×70×10/0.9=21.2mm灌水周期：T=(m/Ea)η=(21.2/4)×0.9=4.8天灌水时间：应根据具体的轮灌方案计算。②水量平衡计算因为大棚的面积都较小，最大的不足0.1公顷(1.5亩)，所需最大的水量仅为0.2m3/h左右，水管的出水量完全可以满足要求。③滴灌系统管道规划布置a毛管的布置：毛管铺设应顺着种植行向，长度以种植行的长度为主，根据实地情况定。２６４ b滴灌支管布置应垂直于毛管，见平面布置图2.4-6，首部结构见图2.4-7。２６４ 图2.4-1149团棉花膜下滴灌平面布置图２６４ ２６４ 图2.4-2149团棉花膜下滴灌沉淀池设计图２６４ 图2.4-3143团番茄膜下滴灌平面布置图２６４ ２６４ 图2.4-4143团番茄膜下滴灌首部结构图２６４ 图2.4-5考特玛滴灌工程平面布置图图2.4-6大棚蔬菜滴灌平面布置图图2.4-7大棚蔬菜滴灌首部结构图２６４ 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(1)施工前的准备①应检查图纸、文件等是否齐全，并校对是否与灌区水源、地形、作物种植及首部位置相符，发现问题应及时与设计部门协商，提出合理修改方案。②应检查现场，制定必要的安全措施，并严格按工期要求编制施工计划。建立施工组织，拟定放样、定线等各项施工顺序，编制劳力、工种、材料、设备、工程进度计划，制定质量检查方法。③施工前应按设计要求检查工程设备器材、准备好施工工具。严格按照工期要求制定计划，确保工程质量，并按期完成。(2)施工基本要求①施工必须严格按设计进行，若修改设计应征得设计部门同意。②施工中必须随时检查质量，发现不符合要求的应坚决要求返工，不留隐患。对隐蔽工程必须填写《隐蔽工程纪录》才能进入下道工序施工。③工过程中应做好施工记录，施工结束后编制竣工图，编写竣工报告。④工中应注意防洪排水保护农田和林草植被，做好弃土处理。⑤部工程施工完成应及时编制竣工报告。２６４ (3)施工程序①施工放样，现场应设测量控制网，并保留到施工完毕。放样包括首部枢纽和干、支管的管线测量。②基坑开挖，排水及基础处理。③建筑物砌筑，混凝土、砌石、砖石建筑施工，可参照GBJ141《给排水构筑物施工及验收规范》有关规定执行。④回填，回填土应干湿适宜，分层夯实与砌体接触紧密(4)管线施工①在入冬前能保证干管不存水的要求下，干管顶端埋深应大于60cm，管沟底宽不宜小于60cm，基槽应平整顺直，并应按规定进行放坡，管沟纵坡应大于2‰，以便将管中余水排入排水井或排水渠。②干管转弯、三通、分岔、弯头、异径接头和阀门处应设镇墩，并应视管道的坡度大小合理设置支墩。③干管及管件安装过程中，应在管段无接缝处先覆土固定，待安装完毕，经冲洗试压，全面检查质量合格后，方可回填。④回填必须在管道两侧同时进行，严禁单侧回填。(5)施工暂停时应采取的保护措施管件、阀门、压力表等设备应放在室内，严禁暴晒、雨淋和积水浸泡。存放在室外的塑料管及管件应加盖防护，正在施工安装的管道敞开端应临时封闭，以防杂物进入管道。应切断施工电源，妥善保管安装工具。２６４ 3.1.2系统安装(1)安装准备①安装前工作人员应全面了解各种设备性能，熟练掌握施工安装技术的要求和方法。②检查管沟的沟底标高、底宽、砾石地段的回填厚度是否达到施工要求。③检查管材、管件、胶圈、粘接剂的质量是否合格。④检查安装工具手锯、板锉、打孔器、扳手、管钳、手钳、棉纱、毛刷、润滑剂（通常用肥皂水或洗洁净）、连接工具（手扳葫芦、紧绳器、钢丝绳套，Φ200以下可用5cmm×25cm×40cm的木板和8磅的铁锤代替）、检查工具（塞尺或锯条）、测试仪表压力表等是否齐备。⑤确定与设备安装有关的土建工程已经验收合格，并按设计文件要求，全面核对设备规格、型号、数量和质量，严禁使用不合格产品。(2)首部枢纽设备安装①电机与水泵安装应按产品说明书进行，并按《机电设备安装工程施工及验收规范》中有关规定执行。②电机外壳必须接地，接线方式应符合电机安装规定，并通电检查和试运行。机泵必须用螺栓固定在混凝土基座或专用架上。③过滤器也应按产品说明书所提供的安装图进行安装，并应注意按输水流向标记安装，不得反向。２６４ ④施肥设备应安装在网式过滤的前面，其进、出水管与灌溉管道连接应牢固，如使用软管，应严禁扭曲打折。⑤测量仪表和保护设备安装应按设计要求和流向标记进行。(3)干管安装①干管管网铺设前检查。a对塑料管规格和尺寸进行复查，管内必须保持清洁。b管材、管件、胶圈、粘结剂的质量是否合格。②一般铺设过程：管材放入沟槽、连接、部分回填、试压、全部回填。③塑料管如采用胶圈连接，其放入沟槽时，扩口应在水流的上游。④在沟槽内铺设U-PVC管，如设计未规定采用其它材料的基础，应铺设在未经扰动的原地上。管道安装后，铺设管道时所用的垫块应及时拆除。⑤管道不得铺设在冻土上，冬季施工应清完沟底（未有冻层）后及时安装并回填，防止在铺设管道和管道试压过程中沟底冻结。⑥）在昼夜温差较大地区，应采用胶圈（柔性）连接，如采用粘结口连接，应采取措施防止因温差产生的应力破坏管道及接口。⑦施工温度要求：a粘结剂粘结不得在5℃以下施工；b胶圈连接不得在-10℃以下施工；⑧２６４ 当U-PVC给水管道上的法兰直接与阀门和管道连接时，应采取柔性连接或预留量等措施，防止产生外加拉应力对管道系统的影响，口径大于100mm的阀门下应设支墩。⑨管道上的三通、四通、弯头、异径接头和闸阀处均不应设在冻土上，如无条件采取措施保证支墩的稳定，支墩与管道之间应设塑料或橡胶垫片，以防止管道的破坏。⑩支墩一般采用混凝土浇筑的重力式结构，其尺寸及形式应按沟槽形状、土质及支撑强度等条件计算确定。管道系统不同部位止推墩的形式可参照图槽形状、土质及支撑强度等条件计算确定。管道在铺设过程中可以有适当的弯曲可利用管材的弯曲转弯；但幅度不能过大，曲率半径不得小于管径的300倍，并应浇筑固定管道弧度的混凝土或砖砌固定支墩。当管道坡度大于1：6时应浇筑防止管道下滑的混凝土防滑墩。防滑墩基础必须浇筑在管道基础下的原状土内，并将管道锚固在防滑墩上。a混凝土防滑墩宽度不得小于管外径加300mm；长度不得小于500mm。b防滑墩与上部管道的锚固定可采用管箍，或浇筑在防滑墩混凝土内。管箍必须固定在墩内的锚固件上。采用钢制管箍时应作相应的防腐处理。管道若在地面连接好后放入沟槽则要求a管径口径小于160mm;b柔性连接（粘结管道放入沟槽必须固化后保证不移动粘结部２６４ 位）c沟槽浅；d靠管材的弯曲转弯；e应特殊原因沟宽达不到要求，无法在沟内施工。f安装直管无节点。管道安装和铺设中断时,应用木塞或其它盖堵管口封闭，防止杂物，动物等进入管道，导致管道堵塞或影响管道卫生。塑料管套接时，其套管与密封胶圈规格应匹配，密封圈装入套管槽内不得扭曲和卷边。插头外缘应涂匀润滑剂，对正止水胶圈，另一端用木锤轻轻敲打或用紧绳器吊葫芦等将管道插至规定深度(见表3.1-1,管子接头最小插入长度表)。表3.1-1管子接头最小插入长度表公称外径（mm）637590110125140160180200225280315插入长度（mm）646770757881869094100112113承插管安装轴线应对直重合，承插深度应为管外径的1-1.5倍，粘合剂应与管材匹配。插头应先用锉刀打毛，然后用粘合剂涂均承插口和插头，并适时承插，转动管端使粘合剂填满空隙，粘结后24小时内不得移动管道。(4)支管安装２６４ 目前滴灌系统中使用的支管有薄壁和厚壁两种，无论是哪种，支管在铺设时都不宜拉的过紧，应铺设1-2天后使其呈自由弯曲状态，并在早8时前后测量打孔或截断位置。当支管是薄壁支管时，要保证支管截断处平、齐，然后将钢卡套在薄壁支管上，再将薄壁支管按照该承插到的深度套在带有矩形止水胶圈的承插三通或承插直通两端，最后将钢卡卡紧。当支管是厚壁支管时，首先也要保证支管截断处的平直。厚壁支管与出地快接三通连接时应当用弓形扳手加以紧固。对于厚壁支管的末端还须用堵头，薄壁支管末端可以将其折叠后用铁丝扎紧。厚壁支管与辅管连接时需要打孔，打孔要求如下：（1）、应按设计要求在支管上标出孔位。（2）、用手摇钻或专用打孔器打孔，钻头直径应小于管件外径2.5-3mm，钻孔不能倾斜，钻头钻入深度不得超过1/2管径。(5)辅助支管（辅管）的铺设安装对于带有辅管的滴灌系统，还需掌握辅管的安装注意事项。辅管的铺设一般与支管的铺设同步，打孔时的要求与支管打孔要求相同。在安装完支管之后，先将辅管与支管连接上，再根据设计中辅管所带毛管的数量截断辅管，并在辅管末端安装上堵头。(6)毛管的铺设安装一般来说，针对不同的滴灌系统，所用毛管的种类不同，滴灌系统中常用的毛管有三种：边翼迷宫式滴灌带、管上式滴灌管以及内镶式滴灌管。２６４ 对于大田棉花膜下滴灌系统，毛管（迷宫式滴灌带）的铺设是与棉花的播种同时进行的，因而毛管安装质量的好坏很大一部分因素在于整个播种过程，所以播种机的改装是一大重点。总的说来，应注意以下几点：①铺设毛管的播种机应改装正确，导向轮转动灵活，导向环应光滑，最好用薄膜缠住，使毛管在铺设中不被挂伤或磨损。②播种时播种张力应适当。③迷宫式滴灌带铺设时应将流道凸起面向上。④毛管连接应紧固、密封，两支管间毛管应用尼龙绳扎紧。对于温室大棚，毛管一般使用内镶式滴灌带和边翼迷宫式滴灌带，对于果树等滴灌系统，毛管一般使用管上式滴灌管，这两种情况下毛管与支管的连接一般是用旁通（绑带式、承插式）和支管连接。旁通是毛管与支管连接专用构件，施工精度要求高，对于一般滴灌系统而言，其关键是要在支管上钻好安装旁通的孔眼。安装旁通孔眼的位置、方向和大小对滴灌系统的运行管理影响很大，必须从严要求。施工时应注意以下几点：a孔眼位置：要与毛管铺设位置对准，毛管铺设位置应按设计要求与作物种植行相对应。B孔眼方向：固定式支管埋设较深，孔眼朝上，一年生作物如采用季节固定式支管，由于埋设较浅，要求支管上所有孔眼方向务必与地面平行。施工时首先要检查支管是否有拗劲现象，如有务必放松。然后将支管拉直用粉笔标出开孔点后对准标记点钻孔。２６４ 双向控制支管，须用按扣三通或两侧装旁通，按扣三通的安装同上，这里主要介绍旁通的安装，安装旁通时，钻孔须逐一进行，不要一孔打穿成两孔，这样做容易使孔眼扩大装旁通后漏水。c孔眼大小：孔眼的大小决定着与旁通插头结合的严密。过大漏水，过小不但安装困难，同时易造成旁通损坏，同样也漏水。d孔眼打好后，将旁通插入支管，旁通另一端与毛管连接，如是绑扎带式旁通，注意旁通插入支管前检查是否有止水胶圈；如是承插式旁通，在旁通与支管连接好之后与毛管(内镶式滴灌管、管上式滴灌管)连接时，最好将该毛管连接端在暖水瓶里泡一下，然后再与旁通连接，也可在旁通与毛管插上后用小木板敲打旁通使毛管进入旁通的二台，然后将另一端插入支管中。(7)阀门、管件安装①检查安装的管件配件如螺栓、止水胶垫、丝口等是否完好。②法兰中心线应与管件轴线重合，紧固螺栓齐全，能自由穿入孔内，止水垫不得阻挡过水断面。③安装三通、球阀等丝口件时，用生料带或塑料薄膜缠绕，确保连接牢固不漏水。④管件及连接处不得有污物、油迹和毛刺。⑤不得使用老化和直径不合规格的管件。3.1.3管道冲洗和试运行(1)管道冲洗①管道冲洗应由上至下逐级进行，支管和毛管应按轮灌组冲洗，冲洗过程中应随时检查管道情况，并作好冲洗记录。②２６４ 应先打开枢纽总控制阀和待冲洗的阀门，关闭其他阀门，启动水泵对干管进行冲洗，直到干管末端出水清洁。然后关闭干管末端阀门，进行支管冲洗，直到支管末端出水清洁。最后关闭支管末端阀门冲洗毛管，直到毛管末端出水清洁为止。(2)系统试运行①系统试运行应按设计要求，分轮灌组进行。②初检合格后，关闭管道所有开口部分的阀门，利用控制阀门逐段试压，试验压力可取管道设计压力，即水泵正常运行时的最大扬程，保压时间为1小时。试压后将管道、接头、管件等渗水、漏水处进行处理，如漏水严重须重新安装，待装好后再试压。要连续运行4小时，全系统运转正常，指标达到设计规定值后，才能进行管道回填。③管道允许最大渗漏水量应按下式计算：式中:qs100m长管道允许最大渗漏量,L/min;ks渗漏系数,硬聚乙烯管、聚丙烯管取0.08,聚乙烯管取0.12;d管道内径；mm3.2滴灌系统的运行及管理3.2.1组织管理２６４ 根据滴灌系统所有权的性质，应建立相应的经营管理机构，实行统一领导，分级管理或集中管理，具体实行工程、机泵、用水、用电等项目管理。为提高滴灌工程的管理水平，应加强技术培训，明确工作职责和任务，建立健全各项规章制度，实行滴灌产业化管理。3.2.2运行管理(1)管网的运行管理①系统每次工作前先进行冲洗，在运行过程中，要检查系统水质情况，视水质情况对系统进行冲洗。②定期对管网进行巡视，检查管网运行情况，如有漏水要立即处理。③灌水时每次开启一个轮灌组，当一个轮灌组结束后，先开启下一个轮灌组，再关闭上一个轮灌组，严禁先关后开。④系统运行时，必须严格控制压力表读数，应将系统控制在设计压力下运行，以保证系统能安全有效的运行。⑤每年灌溉季节应对地埋管进行检查，灌溉季节结束后，应对损坏处进行维修，冲净泥沙，排净积水。⑥系统第一次运行时，需进行调压。可通过调整球阀的开启度来进行调压，使系统各支管进口的压力大致相等。薄壁毛管压力可维持在1公斤左右，调试完后，在球阀相应位置作好标记，以保证在其以后的运行中，其开启度能维持在该水平。⑦应教育、指导、监督田间管理人员在放苗、定苗、锄草时要认真、仔细，不要将滴管带损坏。２６４ (2)首部枢纽的运行管理①水泵应严格按照其操作手册的规定进行操作与维护。②每次工作前要对过滤器进行清洗。③在运行过程中若过滤器进出口压力差超过正常压差的25%-30%，④要对过滤器进行反冲洗或清洗。⑤应严格按过滤器设计流量与压力进行操作，不得超压、超流量运行。⑥施肥罐中注入的固体颗粒不得超过施肥罐容积的2/3。⑦每次施肥完毕后，对过滤器进行冲洗。⑧系统运行过程中，应认真作好记录。3.3系统的操作要点3.3.1系统操作要点(1)沉淀池①开启水泵前认真检查沉淀池中各级过滤筛网是否干净,有无杂物或泥堵塞筛网眼的现象,以及筛网是否有破损现象,如有需及时更换。②检查过滤筛网边框与沉淀池边壁是否结合紧密，如有缝隙较大现象，应采取措施堵住。③水泵泵头需用50—80目筛笼罩住，筛笼直径不小于泵头直径2倍。④２６４ 系统运行前先清除池中脏物，当水质较混浊时，应关闭进水口，待水清后再进入沉淀池，以免沉淀池过滤负担过重。⑤系统运行时，对于积在过滤筛网前的漂浮物、杂物、应及时捞除，以免影响筛网过水能力，对于较密如30—80目筛网被泥颗粒糊住，导致筛网两侧水位差达到10－15cm，应换冼筛网。⑥换冼方法：将脏网提起，将干净的网沿槽放下，脏网需用刷子和清水刷冼干净。停泵后应用清水冲冼各级筛网。(2)水泵①离心泵a启动前准备:试验电机转向是否正确。从电机顶部往泵为顺时针旋转，试验时间要短，以免使机械密封干磨损。打开排气阀使液体充满整个泵体，待满后关闭排气阀。检查各部位是否正确。用手盘动泵以使润滑液进入机械密封端面。b操作程序及要求:合上柜内空气开关ZK（该开关设有短路过流保护）。通过面板切换开关CKT和电压表检查三相电压是否平衡，且均为380V（如不平衡可检查三只RD是否熔断），否则严禁操作起设备。泵体是否充满水（排气检查），严禁无水运行。电流检查及水泵充水正常，可将“手动、自动”切换开关切于“自动”。按“起动”按钮，注意观察柜体表计的变化和水泵的工作状态。２６４ 当水泵“起动”运转10S-12S左右渐平稳时，由时间继电器SJ自动将“起动”转为“运行”工况，此时，若无用水量，压力表应指示为0.5MPa，“手动”运行时也应遵循这一原则。如果一次“起动”失败，则需经过7分钟左右的时间后方可进行第二次“起动”操作，否则易造成变压器损坏。应时常注意检查电机温升和异常噪声，如发现异常可按“停止”或“急停”按钮，禁止电机运转时拉闸。应注意电压过低运行时，电机会过流运行（Ig≤0.5%）,其连续运行时间t≤4h,待冷却一段时间再投入运行。检查轴封漏情况，正常时机械密封泄露应小于3滴/分。检查电机轴承处温升≤70℃。非经专业人员及设备管理人员指导和许可，严禁他人擅自改变设备参数及操作设备。设备管理人员应逐步熟知设备工作原理及熟练各项操作。c维护要求:进口管道必须充满液体，禁止泵在气蚀状态下长期运行。定期检查电机电流值不得超过电机额定电流。泵进行长期运行之后，由于机械磨损，使机组的噪音及震动增大时，应停机检查，必要时可更换易损零件及轴承，机组大修期一般为一年。应保持电机及电控柜内外的清洁和干燥。２６４ 定期给电机加黄油（一般为四个月左右，且应为钙基或钙钠基黄油）。经常起动设备会造成接触“动、静”触头烧损，应不定期检查并用砂纸打磨，触头接触面严重烧损的，触头应该及时更换（三周至二个月）。机械密封润滑应无固体颗粒。严禁机械密封在干磨情况下工作。启动前应盘动（电机）几圈，以免突然启动造成石墨环断裂损坏。停机维修时，检查设备接线是否松动或掉线，并加以坚固。所有以上操作及维护工作都必须严格执行国家有关电气设备工作安全的组织措施和技术措施之规定，确保自身和他人及电气设备不受损害。③潜水泵起动、运转和停车a下水以后用500伏遥表测电机对地电阻不低于5兆欧。b查三相电源电压，是否符合规定，各种仪表，保护设备及接线正确无误后方可开闸起动。电机起动后慢慢打开阀门调整横到额定流量，观查电流.电压应在铭牌规定的范为内，听其运动声有无异常及震动现象，若存有不正常现象应立即停机，找出原因处理后方可继续开车。c电泵第一次投入运转4小时后，停机速测热态绝缘电阻。d电泵停车后，第二次起动要隔5分钟，防止电机升温过高和管内水锤发生。２６４ (3)过滤器①各级过滤器的性能及使用须知a砂石过滤器(内装离心式过滤器)的工作原理及使用须知:砂石过滤器是利用过滤器内的介质间隙过滤的，其介质层厚度是经过严格计算的，所以不得任意更改介质粒度和厚度，介质之间的空隙分布情况决定过滤效果的优劣。在使用该种过滤器时应注意。必须严格按过滤器的设计流量操作,不得超流量运行，因为过多的超出使用范围，砂床的空隙会被压力击穿，形成空洞效应，使过滤效果丧失。由于过滤器的基理是介质层的空隙过滤，所被过滤的混浊水中的污物、泥砂会堵塞空隙，所以应密切注意压力表的指示情况，当下流压力表压力下降，而上流压力表摆针上升时，就应进行反冲洗，其反冲洗理论界线为超过原压力差0、02MPa。反冲洗方法：在系统工作时，可关闭一组过滤器进水中的一个蝶阀，同时打开相应排水蝶阀排污口，使由另一只过滤器过滤后的水由过滤器下体向上流入介质层进行反冲洗，泥砂、污物可顺排砂口排出，直到排出水为净水无混浊物为止。（每次可对一组两罐进行反冲洗）。反冲洗的时间和次数依当地水源情况自定。反冲洗完毕后，应先关闭排污口，缓慢打开蝶阀使砂床稳定压实。稍后对另一个过滤器进行反冲洗。２６４ 对于悬浮在介质表面的污染层，可待灌水完毕后清除，过污的介质，应用干净的介质代替，视水质情况应对介质每年1~4次进行彻底清洗，对于存在的有机物和藻类，可能会将砂粒堵塞，这时应按一定的比例加入氯或酸，把过滤器浸泡24小时，然后反冲洗直到放出清水。过滤器使用到一定时间（砂粒损失过大，粒度减小或过碎），应更换或添加过滤介质。b网式过滤器的工作原理及使用须知：网式过滤器结构比较简单，当水中悬浮的颗粒尺寸大于过滤网孔的尺寸，就会被截流，但当网上积聚了一定期量的污物后，过滤器进出口间会发生压力差，当进处口压力差超过原压差0、02MPa时，就应对网芯进行清洗。先将网芯抽出清洗，两端保护密封圈用清水冲洗，也可用软毛刷刷净，但不可用硬物。当网芯内外都清干净后，再将过滤器金属壳内的污物用清水冲净，由排污口排出。按要求装配好，重新装入过滤器。工作时应注意,过滤器的网芯为不锈钢网，很薄，所以在保养、保存、运输时格外小心，不得碰破，一旦破损就应立即更换过滤网。严禁筛网破损使用。c离心过滤器的工作原理及使用要求工作原理:２６４ 由水泵供水经水管切向进入罐内，旋转产生离心力，推动泥砂及其它密度较高的固体颗粒向管臂移动，形成旋流，促使泥砂进入砂石罐，清水则顺流进入出水口。完成第一级的水砂分离，清水经出水口、弯管、三通，进入网式过滤器罐内，再进行后面的过滤。使用要求:离心过滤器集砂罐设有排砂口，工作时要经常检查集砂罐，定时排砂，以免罐中砂量太多，使离心过滤器不能正常工作。滴灌系统不工作时，水泵停机，清洗集砂罐。进入冬季，为防止整个系统冻裂，要打开所有阀门，把水排干净。②运行前的准备a开启水泵前认真检查过滤器各部位是否正常，抽出网式过滤器网芯检查，有无砂粒和破损。各个阀门此时都应处于关闭状态，确认无误后再启动水泵。b在系统运行前，必须首先将过滤网抽出，对过滤站系统进行冲洗。c检查网式过滤器网芯，确认网面无破损后装入壳内，不得与任何坚硬物质碰撞。d水泵开启后，先运转3～5分钟，使系统中空气由排气阀排出，待完全排空后打开压力表旋塞，检查系统压力是否在额定的排气压力范围内，当压力表针不再上下摆动，无噪音时，可视为正常，过滤站可进入工作状态。③运行操作程序：a打开通向各个砂石罐进水的阀门。b缓慢开启泵与砂石过滤器之间的控制阀，使阀门开启到一定位置，不要完全打开，以保证砂床稳定，提高过滤精度。２６４ c缓慢开启砂石过滤器后边的控制阀门与前一阀门处于同一开启程度，使砂床稳定压实，检查过滤站两压力表之间的压差是否正常，确认无误后，开启管道进口闸阀将流量控制在设计流量的60%--80%，待一切正常后方可按设计流量运行。d过滤站在运行中，应对其仪表进行认真检查，并对运行情况做好记录。e过滤站在运行中，出现意外事故，应立即关泵检查，对异常声响应检查原因再工作。f过滤站工作完毕后，应缓慢关闭砂石过滤器后边的控制阀门，再关水泵以保持砂床的稳定，也可在灌溉完毕后进行反复的反冲洗，每组中的两罐交替进行，直到过滤器冲洗干净，以备下次再用。如过滤介质需要更换或部分更换也应在此时进行，砂石过滤器冲洗干净后在不冻情况下应充满干净水。g当过滤站两端压力差超过0。03MP时，应抽出网芯清洗污物后，封好封盖。但封盖不可压的过紧，以延长橡胶使用寿命。h停灌后，应将过滤站所有设备打扫干净，进行保养。冬季应将过滤器中的水放净。④注意事项a过滤站按设计水处理能力运行，以保证过滤站的使用性能。b过滤站安装前，应按过滤站的外形尺寸做好基础处理，保证地面平整、坚实、作混凝土基础，并留有排砂及冲洗水流道。２６４ c应有熟知操作规程的人负责过滤站的操作，以保证过滤站设备的正常运行。d在露天安装的过滤站，在冬季不工作时必须排掉站内的所有积水，以防止冻裂，压力表等仪表装置应卸掉妥善保管。e为保证过滤站的外观整洁，安装时应尽可能防止损坏喷漆表面。f砂石过滤器安装好后，有条件的应先将过滤介质冲洗干净后再装入过滤器内，其冲洗标准以在容器内冲洗后无混浊水为准。无此条件者先将介质装入过滤器，但使用前应关闭后边的阀门，对介质进行反冲洗，每组两罐交替进行，每次反冲洗最多清洗两罐，以无混浊水排出为准。(4)施肥罐①操作程序a打开施肥罐，将所需滴施的肥（药）倒入施肥罐中。b打开进水球阀，进水至罐容量的1／2后停止进水，并将施肥罐上盖拧紧。c滴施肥（药）时，先开施肥罐出水球阀，再打开其进水球阀，稍后缓慢关两球阀间的闸阀，使其前后压力表差比原压力差增加约0.05Mpa，通过增加的压力差将罐中肥料带入系统管网之中。d滴肥（药）约20－40分钟左右即可完毕，具体情况根据经验以及罐体容积大小和肥（药）量的多少判定。e滴施完一轮罐组后，将两侧球阀关闭，先关进水阀后关出水阀，将罐底球阀打开，把水放尽，再进行下一轮灌组施滴。②注意事项２６４ a罐体内肥料必须溶解充分，否则影响滴施效果堵塞罐体。b滴施肥（药）应在每个轮灌小区滴水1/3时间后才可滴施，并且在滴水结束前半小时必须停止施肥（药）。c轮灌组更换前应有半小时的管网冲冼时间，即进行半小时滴纯水冲冼，以免肥料在管内沉积。(5)系统管网①检查水泵，闸阀是否正常，各级过滤器是否合乎要求。②每次运行前必须将干管、支管冲冼干净,方可使用。③根据轮灌方案，打开相应分干管闸阀及相应支管的球阀和对应灌水小区的球阀，当一个轮灌小区结束后，先开启下一个轮灌组，再关闭当前轮灌组，先开后关，严禁先关后开。④启动水泵，待系统总控制闸阀前的压力表读数达到设计压力后，开启闸阀使水流进入管网，并使闸阀后的压力表达到设计压力。⑤检查支管和毛管运行情况。如毛管辅管漏水先开启邻近一个球阀，再关闭对应球阀处理，支管漏水需关闭其控制球阀进行处理。⑥系统应严格按照设计压力要求运行，以保证系统安全有效的运行。3.3.2系统常见故障及排除方法(1)潜水泵常见故障可能产生的原因排除方法２６４ （1）水泵不出水或出水量不足a.电机没启动b.管路堵塞c.管路破裂d.滤水网堵死e.吸水口露出水面f.电泵反转g.泵壳密封环、叶轮磨损a.排除电路故障b.清除堵塞c.修复破裂处d.清除堵塞物e.机井供水不足,建议更换机井或洗井f.调换电源线，改变电机转向g.更换新密封环、叶轮（2）电机不能启动并有翁翁声a.有一相断线b.轴瓦抱轴c.叶轮内有异物与泵体d.电压太低a.修复断线b.修复和更换轴c.清除异物d.调整电压（3）电流过大和电流表指针摆动a.电机导轴承磨损电机扫堂b.水泵轴瓦和轴配合太紧c.止推轴承磨损，叶轮盖板与密封环相磨d.轴弯曲、轴承不同心ea.更换导轴承b.修复和更换水泵轴承c.更换止推轴承和推力盘d.制造缺点送厂检修２６４ .动水位下降到进水口上端以下关小阀门，降低流量或换井（4）电机绕阻对地绝缘电阻低电机绕组及电缆接头电缆有损伤拆除旧绕组换新绕组，修补接头和电缆（5）机组转动剧烈震动a.电机转子不平衡b.叶轮不平衡c.电机或泵轴弯曲d.有的连接螺栓松动a.水泵退回厂家处理b.水泵退回厂家处理c.水泵退回厂家处理d.自检修(2)离心泵常见故障可能产生的原因排除方法（1）水泵不出水a.进出口阀门未打开，进出口管路堵塞，流道叶轮堵塞b.电机运行方向不对，电机缺相转速很慢c.吸入管漏气d.泵没灌满液体，泵腔内有空气e.a.检查去出阻塞物b.调正电机方向紧固电机接线c.拧紧密封面，排除气d.打开泵上盖或打开排气阀，排尽空气e.停机检查，调正f.减少管路弯道，重新造泵２６４ 进出口供水不足，吸程过高底阀漏水f.管路阻力过大，泵型不当（2）水泵流量不足a.先按1、原因检查b.管道、泵叶轮流道部分阻塞，水垢沉积，阀开度不足c.电压偏低d.叶轮磨损a.先按1、排除b.去除阻塞物，重新调解阀门开度c.稳压d.更换叶轮（3）功率过大a.超过额定流量使用b.吸程过高c.泵轴承磨损a.调节流量，关小出口阀门b.降低吸程c.更换轴承（4）杂音、振动a.管路支撑不稳b.液体混有气体c.产生气蚀d.轴承损坏e.电机超载发热运行a.稳固管路b.提高吸入压力排气c.降低真空度d.更换轴承e.调整按5（5）电机发热a.流量过大，超载运行b.碰擦a.关小出口阀b.检查排除２６４ c.电机轴承损坏d.电力不足c.更换轴承d.稳压（6）水泵漏水a.机械密封磨损b.泵体有砂孔或破裂c.密封面不平整d.安装螺栓松懈a.更换b.焊补或更换c.修整d.紧固（7）压力上不去a.水泵堵塞b.管网球阀超开c.管网漏水泄压a.停机清洗水泵,必要时用筛网将水泵罩住b.检查管网、关闭超开球阀,处理漏水球阀c.更换漏水毛管(3)管网系统常见故障可能产生的原因排除方法（1）压力不平衡①第一条支管与最后一条支管压差>0.04MPa②毛管首端与未端压差>0、02MPa③a.出地管阀的开启位置欠妥b.支(毛)管或连接部位漏水c.过滤器堵塞，机泵功率不够d.系统管网级数设计欠妥a.通过调整出地管闸阀开关位置至平衡b.检查管网并处理c.反冲洗过滤器,清洗过滤网，排污、检修机泵或电源电压d.２６４ 首部枢纽进口与出口压差大，系统压力降低，全部滴头流量减少增加面积时考虑,调整设计,,每次滴水前调整各条支管的压力（2）滴头流量不均匀，个别滴头流量减少a.系统压力过小b.水质不合要求,泥沙过大,毛管堵塞c.毛管过长，滴头堵塞，管道漏水a.调整系统压力b.滴水前或结束时,冲洗管网c.冲洗管网，排除堵塞杂质，分段检查，更新管道或重新布置管道（3）毛管漏水a.毛管有砂眼b.播种张力大,迷宫磨损变形c.放苗、除草时损伤a.酌情更换部份毛管、b.播种机铺设毛管导向轮应成900直角,且导向轮环转动灵活，各部份与毛管接触处应顺畅无阻c.田管时注意严格管理,保护管网（4）毛管边缝呲水或毛管爆裂a.压力过大,超压运行a.调整压力,使毛管首端小于0.1Mpa２６４ b.毛管制造时部份边缝粘不牢b.更换毛管（5）系统地面有积水a.毛管或支管件部份漏水b.毛管流量选择与土质不相匹a.检查管网,更换受损部件b.测定土质成份与流量,分析原因，缩短灌水延续时间２６４ 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新疆生产建设兵团(以下简称兵团)的发展是与水利建设紧密相连的。随着土地经营规模的扩大，水土资源矛盾日趋突出，唯一出路是走发展节水农业之路，除加强渠道防渗建设外，狠抓田间节水技术措施的推广应用，包括土地平整、小畦灌溉、细流沟灌等等。但地面灌溉总避不开“浇地”，如何变“浇地”为“浇作物”，是兵团农业发展的核心问题。从80年代初兵团就开始了滴灌技术应用试验研究，并取得了很有价值的科研成果。但由于当时的设备质量、技术和经济等原因，没能在大田生产中应用。兵团农八师石河子垦区十分重视节水灌溉工作，他们不断改进地面灌溉技术，减少水量损失与浪费，使斗口平均毛灌溉定额降低到6000m3/hm2(400m3/亩)左右，是新疆兵团灌溉定额最低的地区。即便如此，由于经济、社会的发展，用水量不断增长，地表水资源引用量超过干旱区人工可利用量的最大比例(即已占用了生态用水)，而该地区的生态环境十分脆弱。要改变这种状况，只有走发展高效节水农业之路。1996~1998年，农八师率先对棉花膜下滴灌技术开展了效果对比试验。1996年在1.7hm2(25.5亩)含盐量0.8%的弃耕盐碱地上进行，结果是棉花单产皮棉1335kg/hm2(89kg/亩)，棉花生育期灌溉定额2700m3/hm2(180m3/亩)，比地面灌节水50%以上；采用喷灌的棉花产量虽然相差不大，但灌溉定额达到5700m3/hm2(380m3２６４ /亩)，与常规地面灌溉相比，节水甚微，喷灌在这一地区未显示出节水优越性。1997年又对膜下滴灌进行了重复试验，规模扩大到42.8hm2(642亩)，试验结果为节水50%，增产20%，其中，中低产田增产达35%，而且省肥、省农药、省机力、省人工，增效节支效果明显。当年棉花每hm2增收1500元(100元/亩)以上。1998年初，兵团科委、水利局等部门看准了这一技术潜在的强大生命力，组织兵团农垦科学院、石河子大学、农八师、农一师等产学研单位的80多位科技人员进行了连续三年(1998～2000年)跨垦区、跨行业的联合攻关（其中包括农八师1998年的效果对比试验内容），课题名称为“干旱区棉花膜下滴灌综合配套技术研究与示范”，对膜下滴灌条件下棉花需水规律与灌溉制度、高效随水施肥(水肥耦合)、施药、化控技术、棉花膜下滴灌铺膜、铺管、播种一体作业机具及收毛管机具研制、膜下滴灌在盐碱地上的应用技术、棉花膜下滴灌配套栽培技术及其经济效益等方面进行了系统全面的研究，并将该技术推广到1.2万hm2(18万亩)，取得了非常有价值和实用的科研成果。该成果于2000年1月14日通过了兵团科委组织的科技成果鉴定，成果总体水平达到国内领先。为棉花膜下滴灌技术的大面积推广应用提供了强有力的技术支撑。1998年下半年，农八师天业股份有限公司（以下简称“天业”）在引进国外技术的基础上生产出“天业牌”单侧边缝迷宫式薄壁滴灌带，并在121团水管站用以试验种植绿肥，取得了可喜的成果。天业自行生产的滴灌带市场供货价0.3元/m，使原来滴灌棉田首次每２６４ hm2投入16020元(1068元/亩)下降了一半，即每hm2仅投入8250元(550元/亩)。这样的投入，农户在种植棉花时可以承受得起，尤其在中低产田上，或在常规地面灌难获高产的盐碱地上更为有利可图。因此，“天业”的滴灌带以其最低的市场价格和实用性，冲破了国内外滴灌器材生产厂和经销商的包围，立即受到了广大农户的欢迎，为滴灌技术在大田作物大规模推广应用创造了条件。1999年，第一代“天业牌”滴灌带正式投入大面积使用，以0.3元/m的价格投放市场，兵团推广膜下滴灌面积0.25万hm2(3.75万亩)。2000年，第二代“天业牌”滴灌带进一步降低价格，以0.2元/m的价格使棉花膜下滴灌首次每hm2投入降为7140元(476元/亩)。当时，一些管件价格下降，天业又采取优化设计等措施，有的单位每hm2投入下降到6750元(450元/亩)，兵团为了推广滴灌技术，每亩地给予一定的材料补贴费，使这项技术在全兵团推广应用如虎添翼，这一年全兵团新增滴灌面积1.4万hm2(21万亩)，兵团滴灌总面积达到1.7万hm2(25.5万亩)，在全疆乃至全国开创了大田作物大面积应用滴灌技术成功的先例，产生了很大的社会影响。全国水利学会微灌学组专业会议同年8月在兵团农八师召开，对大田棉花膜下滴灌技术及在兵团的应用推广给予了很高的评价。2001年，兵团在“十五”期间建设26.7万hm2(400万亩)现代化灌溉工程正式启动，兵团各师全力投入，各领域、各部门紧密配合，这一年兵团新增滴灌面积3.6万hm2２６４ (54万亩)，滴灌总面积达到5.2万hm2(78万亩)。4.1.2十大优点棉花膜下滴灌技术是滴灌技术与覆膜植棉技术有机结合(优势叠加)的产物，具有节水、节肥、节地、省工、省机力、提高劳动生产率及增产增效等诸多优点。同时具有防治土壤次生盐渍化、扩大绿洲面积、改善生态、带动相关产业发展、促进产业结构调整等多种作用。（1）节水通过农垦科学院、石河子大学、农八师等单位多年的试验示范资料(表4.1-1)可以看出，棉花膜下滴灌节水效果十分显著，平均灌溉定额为3160.4m3/hm2(210m3/亩)，沟灌平均为6677.9m3/hm2(445m3/亩)，膜下滴灌灌溉定额比沟灌减少3517.5m3/hm2(234m3/亩)，平均节水率为53.96%。滴灌水产比(单方水产籽棉)为1.32-1.83kg/m3，沟灌水产比为0.46-0.81kg/m3，平均0.62kg/m3，滴灌比沟灌增加0.99kg/m3，水产比提高159.7%。滴灌水效益平均为5.64元/m3；沟灌水效益平均2.18元/m3。滴灌比沟灌增加3.46元/m3，水效益提高158.7%。表4.1-1棉花膜下滴灌节水增产效益统计表试验地点试验年份试验田面积hm2灌溉定额m3/hm2节水率%单产增籽棉kg/hm2单产增加kg/.hm2增产率%水产比kg/m3水效益元/m3２６４ 农垦科学院98年2轮2号6.67313057.65337.01092.025.71.715.99对照6.6773504245.00.582.0399年2轮2号0.05300059.65235.0885.020.31.756.13对照0.0574254350.00.592.072000年2轮2号6.67330062.15895.01093.522.81.796.27对照6.6787004801.50.551.93石河子大学98年2连2号5.14312049.75029.51141.539.01.615.64对照1.1862033618.00.812.8499年2连2号5.14351358.04759.5984.026.11.354.73对照1.1882953775.50.461.61农八98年3斗1附23.67301558.64884.0759.018.41.625.67２６４ 师对照4.3361504125.00.672.3599年3斗1附24.47303046.15430.01189.528.11.796.27对照沟灌56254240.50.752.632000年141团81.88292551.35355.0870.019.41.836.41对照沟灌60004485.00.752.63144团81.88328151.64390.81030.823.51.344.69对照沟灌67803360.00.501.75121团972.3330045.04344.01030.830.01.324.62对照972.360003340.50.561.96总平均沟灌滴灌6677.9（445m3/亩）3160.4（210m3/亩）53.961031.9(68.7kg/亩）25.3注：水产比为单方水产籽棉，水效益为单方水产产值。(2)增产由表4.1-1可以看出，膜下滴灌棉田较对照(沟灌)增产18.4-39.0%，平均增产率为25.3%，籽棉单产增幅为870.0-1400.5kg/hm2(58.7-93.4kg/亩)，平均每公顷增加籽棉1031.9kg(68.7kg/亩)，增产效果十分显著。(3)保土保肥、提高肥料利用率２６４ 膜下滴灌可有效避免土肥流失，其保土、保肥作用在大坡度地区更加显著。据兵团农垦科学院测定，在沟灌情况下，其地面坡度为8%的中壤土上，灌水沟长度为100m时，沟尾流出的每升水中的泥沙含量为12.4g，灌水沟上游冲深可达8-15cm，冲宽15-30cm，不仅增大了输水断面，也破坏了土壤团粒结构，影响了作物根系的正常生长。同时，当地面坡度为6.5%时，沟灌土壤中速效氮含量灌后比灌前减少24.4×10-6。而膜下滴灌则可完全避免，其灌溉和施肥是通过封闭管网和灌水器将水、肥直接输送到作物根部附近土壤中，而且是水、肥同步，不会产生任何土、肥流失，肥料利用率大大提高。在常规灌溉种植棉花条件下，每公顷需投入化肥900公斤，油渣750公斤，肥料利用率为30-40%。采用膜下滴灌技术，水、肥料、农药及其他微量元素配置成混合溶液，随滴灌水与植株对应释放，并可根据不同作物在不同生态环节对养分的不同需要而灵活调控，作物通过扩散、离子交换等形式直接快速地吸收，避免了沟灌开沟追肥因挥发、深层渗漏造成的肥料损失的浪费，从而提高肥效利用率。膜下滴灌每公顷化肥投入仅为420公斤，比常规灌节省53.3%，化肥利用率达到70%，提高了30-40%，使肥产比由1:4.2提高到1：12.5，肥产比提高了2倍。(4)提高棉花品质膜下滴灌是一种可控性较强的局部灌溉,２６４ 可以适时适量满足棉花生长对水和养分的需求。而且土壤疏松不板结，棉花前期增温效果明显。因此为棉花生长创造了良好的水、肥、气、热环境，棉花不仅产量高，品质也比常规沟灌好。棉花纤维长度和马克隆值均有所增加(见表4.1-2)。表4.1-2膜下滴灌与沟灌棉花的各项品质指标对比灌溉方式马克隆值比强度整齐度可纺指标膜下滴灌4.729.984131沟灌3.827.482129(5)棉花生育进程加快膜下滴灌可以为棉花创造良好的水、肥、气、热等生长环境，棉花生长发育快，植株健壮，这对于热量相对不足的新疆棉区棉花生长十分有利。据调查(表4.1-3)膜下滴灌棉花生育期较常规沟灌棉花要提前4-7天。表4.1-3棉花生育期调查比较试验田处理播种出苗现蕾开花吐絮生育期农科院试验场2号1999年滴灌4.124.235.236.208.20119天沟灌4.154.265.286.248.27123天农科院试验场2号2000年滴灌4.144.235.306.248.17125天沟灌4.124.246.36.288.22132天农八师149团10号1998年滴灌4.174.275.266.188.15110天沟灌4.184.295.276.198.21114天（6）降低生产成本２６４ 棉花膜下滴灌可有效降低生产成本，主要表现在省水、省工、省机力、提高肥效的效果上。首先，采用滴灌技术后，地里不需修农渠和毛渠，也不需打埂。可节省开沟、修渠、打埂的机力费和人工作业费。同时，滴灌施肥、施药和化控是随水入施，即通过封闭管网将可溶性肥料、药物和生长调节剂输送到作物根部附近土壤中，不会产生肥料流失和深层渗漏。因此，施肥、施药和化控的均匀度和肥、药利用率都比常规灌溉要高。根据农八师2000年节水灌溉联合调查组统计，棉花膜下滴灌比常规灌溉生产成本平均下降1433.6元/hm2(95.58元/亩)，详见表4.1-4。表4.1-4部分团场棉花膜下滴灌与沟灌生产成本比较表元/hm2121团135团136团144团133团团场平均平均节支一、水费沟灌1012.5900.01500.01038.91136.251117.53442.1（29.4元/亩）滴灌507.0625.0750.0896.3598.65675.39二、机力费沟灌1158.01124.1900.01113.012271104.42334.1（22.3元/亩）滴灌756.0925.4525.0667.8977.4770.32三、人工费沟灌2771.62145.02407.52958.825052557.58266.7（17.8元/亩）滴灌3124.52581.21425.02373.819502290.9２６４ 四、化肥费沟灌1620.01840.11500.01564.21362.61577.38309.2（20.6元/亩）滴灌1080.01410.61200.01368.01282.51268.22五、农药费沟灌90.0207.0375.0300.0223.9239.1890.6（6.0元/亩）滴灌75.0165.6150.0150.0202.1148.54合计沟灌6652.56216.26682.56974.96454.86596.181433.6（95.58元/亩）滴灌5542.25757.84050.05452.15010.65162.54（7）增加管理定额,提高劳动生产率由于膜下滴灌改变了劳动田管制度，减少了放苗、覆土、锄草、打埂、修毛渠等作业，既减轻了农工的劳动强度，又为充分解放劳动力提供了技术条件，相应地提高了劳动效率和管理定额。常规灌溉种植棉花，每个劳动力只能管理1.67公顷（25亩），而膜下滴灌种植棉花，每个劳动力可管理5.33-8.00公顷（80-120亩），提高3-4倍。通过滴灌技术的实施，每公顷可节省劳动日75—90个，节省劳务50%左右（不含拾花）。与此同时，单井的规模效益也大大提高，常规灌溉每口井（流量为80m3/h）只能承担20.00-26.67公顷（300-400亩）棉花用水，生产籽棉4.5万公斤，而膜下滴灌同一口井可满足46.67-53.33公顷（700-800亩）棉花用水，生产籽棉24.5２６４ 万公斤，每口井的规模效益提高4倍多。因此，棉花膜下滴灌技术有利于发挥规模化经营效益，有效缓解国营农场普遍存在的地多人少的矛盾，使职工增收，企业增效。例如：2000年，121团王新归家庭农场实施膜下滴灌植棉技术后，承包面积由上年43.3hm2(650亩)增加到63.3hm2(950亩)，单产由上年4185kg/hm2(279kg/亩)提高到5055kg/hm2(337kg/亩)(籽棉)，每hm2效益由上年5616元(374元/亩)提高到7512元(500元/亩)。年总收入47.6万元，比上年增加33.3万元。张合全家庭农场实施滴灌植棉技术后，承包面积由上年18.0hm2(270亩)增加到36hm2(540亩)，每hm2籽棉产量由3090kg(206kg/亩)提高到4269kg(285kg/亩)，每hm2效益由上年2520元(168元/亩)提高到5427元(362元/亩)，年总收入19.5万元，比上年增加15万元。(8)适应盐碱能力强膜下滴灌可使棉花根系周围形成盐分淡化区，在湿润峰外围及膜间形成盐份积累区，有利于幼苗成活和生长。由膜下滴灌在盐碱地上的应用试验结果(表4.1-5)可以看出，在0-100cm土层平均含盐率2.2%的重盐碱地上，经过3年连续膜下滴灌植棉，土壤盐份逐年减少，而棉花产量逐年提高。因此，在盐碱地上采用膜下滴灌技术可加快土壤改良进程，取得较好的经济效益。表4.1-5土壤盐份及棉花产量比进程(%)深度(厘米)0—3030—6060—100棉花单产(籽棉)２６４ 盐份(%)kg/hm21997年2.9082.3721.62201998年1.3521.7621.23253.6（3.8kg/亩）1999年0.5040.7550.919212.7（14.2kg/亩）2000年0.4790.5820.875237.6（15.8kg/亩）盐份减少(%)2.4291.7900.747注：1997年，因采用地面灌溉，出苗率极低且未成活，故没有收成。(9)抵御自然灾害能力强因作物从下种、出苗起，就得到适时适量的水和养分供给，棉花各类生长指标均优，棉花生育进程加快，植株生长健壮，而且植株体内溶液浓度高于常规灌溉棉花，因此，抵御自然灾害能力相对较强。关于这一点，通过2001年北疆地区棉花遭遇严重的灾害袭击后，膜下滴灌棉花减产幅度普遍明显低于常规灌溉棉田的事实可以得到充分验证。(10)综合效益显著由于膜下滴灌技术具有省水、省肥、省地、省劳力、增加单产等诸多优点，已表现出良好的经济效益。膜下滴灌技术的大面积应用，还可大幅度提高劳动生产率，增加职工管理定额，提高劳动生产率，降低生产成本，提高产品质量，增强加入WTO后棉花的市场竞争力。同时，能带动了其它相关产业(２６４ 如塑料、化工、机械、电子等)的发展。使大量的劳动力从农业生产中解放出来，从事其它产业，有利于产业结构调整，使职工增收、企业增效，对边疆的稳定、经济的繁荣和社会的安定都具有十分重要的现实意义。采用滴灌技术后，灌溉定额大大降低，可减少或避免灌溉对地下水的补给，抑制地下水位的上升，有效防治土壤的次生盐渍化，有利于土壤生态环境的改善。同时，膜下滴灌技术的应用，可大量减少地表水的引用和地下水的开采量，达到涵养水源，维护生态平衡，改善生态环境，也可利用节约的水种植经济林或牧草，发展林、果、草、牧业，形成复合性农业生态系统，促进农业生产的良性循环和可持续发展，具有显著的生态效益。4.2综合效益评析兵团农业是典型的绿洲农业，95%以上的农田需要灌溉。然而，由于兵团地处欧亚大陆腹地，气候干旱少雨，蒸发量大，加之长期的大水漫灌，致使水资源短缺与水的无效耗费之间的矛盾日渐突出。因此，要扩大农田有效种植面积，提高水的利用率，必须走高效节水生态农业的道路。膜下滴灌技术是农八师在世界范围内的首创，实现了由浇地到浇作物的革命性转变。自1996年开始，膜下滴灌种植面积迅速扩大，至2002年，兵团已推广膜下滴灌8万多公顷（120万亩），并且已在棉花、番茄、蔬菜、果林等多种作物上采用了膜下滴灌技术，取得了明显的经济效益、生态效益和社会效益。4.2.1降本增效，突出了直接经济效益现选用农八师144团2001２６４ 年已实施的两个滴灌工程为例进行分析(基本上可代表兵团滴灌所采用的模式)，详见表4.2.1，其中一个是144团7连27斗34.73hm2(521亩)棉田，以井水为水源，采用”一管两行”（一根毛管灌两行棉花，下同），一个是144团10连10斗71.67hm2(1075亩)棉田，以库水为水源，采用“一管四行”。滴灌设备每公顷投资情况见表4.2-1。表4.2-1棉花膜下滴灌每公顷投资计算表单位：元项目折旧年限144团34.73hm2(井水)144团71.67hm2(库水)兵团范围综合分析年每公顷投入年摊销每公顷投入年摊销每公顷投入年摊销12345一、建筑安装费5452.954545.3601551601.首部过滤设施及施肥罐，配用阀门、仪表等10398.5539.9661.6566.15510512.地埋PVC201309.3565.551167.058.35175587.75２６４ 管及其配件和阀门3.地面支管、辅管及其配件和阀门2.51013.85405.6868.8347.5510204084.滴灌带(“天业牌”0.2元/米)12478.02478.01626.91626.924751620247516205.闸井、镇墩及零星土建20253.212.6220.9511.1025512.75二.临时工程费186.486.476.8076.809090.0三.勘测设计、质监、监理等施工管理费10347.434.8357.1535.734534.5合计5886.6(392.4元/亩)3122.94979.3(331元/亩)2222.(148元/亩)6450(430元/亩)3159(210元/亩)２６４ (208元/亩)5595(373元/亩)2304(153元/亩)注：1、4.2-1.表中第5栏“兵团范围综合分析”，滴灌带亩投入，斜线上方为“一管两行”投资，下方为“一管四行”投资。其余类同。2、4.2-1表计算值范围从首部过滤器进水至滴灌带出水，所有设备、器材费及其运输、安装、设计及施工管理实际要发生的总费用。3、由地面灌（水源为井水或河水）改成滴灌，因水泵功率加大需要、电力设施增容及水源为河水时需增加沉沙设施等，每hm2需增加1875元(125元/亩)左右。由表4.2-1看出，水源为井水时，首次每hm2投入5886.6元(392元/亩)，年分摊投资3122.8元(208元/亩)，水源为库水时，首次每hm2投入4978.5元(331元/亩)，年分摊投资2230.5元(148元/亩)，后者投资少的原因主要是因采用“一管四行”布设，每hm2滴灌带用量减少约1/3。4.2-1表中第5栏“兵团范围综合分析”，主要是考虑到144团两项工程均在石河子地区，所用设备材料均由当地供应，又因该项目区地形较单一，管路系统设计压力不大于0.4Mpa２６４ ，故总费用相对就要小一些。为了能反映全兵团范围内棉花膜下滴灌的投资情况，经过多次调查、统计和分析，总结出符合当前兵团实际情况的数值，即第5栏中所列，当采用”一管两行”时，首次每hm2投入6450元(430元/亩)，年分摊投资3159.0元(210元/亩)，当采用”一管四行”时，首次每hm2投入为5595元(373元/亩)，年分摊投资2304.0元(153元/亩)。棉花膜下滴灌与常规灌溉相比，每公顷投入情况见表4.2-2。表4.2-2棉花膜下滴灌与常规灌每hm2总成本投入对比（单位：元/hm2）灌溉模式项目常规灌溉（1）膜下滴灌备注当年每hm2投入每hm2年均投入(2)增减（2）-（1）一、滴灌设备费用1．一管两行2．一管四行二、生产成本费用1．种子2．地膜3．肥料4．农药7415.10297.00522.001577.40239.201117.501104.406450.005595.005972.30297.00522.001268.20148.50675.40770.303159.002304.005972.30297.00522.001268.20148.50675.40770.30+3159.00+2304.00-1442.700.000.00-309.20２６４ 5．水费6．机械作业7．人力费三、税金四、保险费五、各项基金六、上交利润七、利息2557.60247.50300.00240.002625.002290.90247.50300.00240.002625.00240.002290.90247.50300.00240.002625.00240.00-90.60-442.10-334.10-266.700.000.000.00*0.00+240.00合计1．一管两行2．一管四行10827.60(721.84元/亩)16074.80(1071.65元/亩)15219.80(1014.65元/亩)12783.80(852.25元/亩)11928.8(795.25元/亩)+1956.20(130.41元/亩)+1101.30(73.42元/亩)注：*水利、种子、养地基金据2000年对农八师部分团场的调查，滴灌种植比常规灌溉种植每hm2产籽棉平均高出858公斤，增产23%。详见表4.2-3。同时劳动生产率和职工承包收入也大大提高。２６４ 表4.2-32000年农八师部分团场棉花膜下滴灌与常规灌溉产量比较单位面积（hm2）籽棉产量(kg/.hm2)滴灌沟灌增减%121团972.334344.03340.5+1003.5（67kg/亩）30144团904.804536.03853.5+682.5（45.5kg/亩）17.7135团380.04246.53495.0+751.5（50kg/亩）21.5136团206.675238.04449.0+789.0（52kg/亩）17.7石总场308.674396.53888.0+508.5（33kg/亩）13.1平均4474.5（298.3kg/亩）3616.5（241.1kg/亩）+858.0（57kg/亩）23模式1：采用“一管两行”模式，每hm2年均投入比常规灌多投入1956.20元(130.41元/亩)(见表4.2-2)。增产增收情况：调查5个团场，滴灌棉花籽棉单产平均增加858.0kg/hm2(57kg/亩)(见表4.2-3)，单价按3.5元/kg计，则增收3003.0元/hm2(200元/亩)。２６４ 每hm2棉花增加效益为：3003.0(200元/亩)-1956.20元(130.41元/亩)=1046.8元(69.8元/亩)模式2：采用“一管四行”模式，每hm2年均投入比常规灌多投入1101.3元(73.42元/亩)，每hm2棉花增加效益为：3003.0(200元/亩)-1101.3元(73.42元/亩)=1901.7元(126.78元/亩)从以上分析看出。“一管两行”模式，每hm2棉花增收节支1046.8元(69.8元/亩)，“一管四行”模式，每hm2棉花增收节支1901.7元(126.78元/亩)。这里要说明的是“一管两行”配置是普遍适用的成熟模式，而“一管四行”配置则在中壤土以上土壤上适于使用。若以规模经济效益计算，采用“一管四行”膜下滴灌技术，单井灌溉面积可达46.67-53.33hm2(700-800亩)，而常规灌溉单井灌溉面积仅为20.00-26.67hm2（300-400亩）。在常规灌溉下，每个劳动力管理定额为1.67hm2(25亩)，年生产籽棉3616.5×1.67=6039.6公斤，年收入为3.5×6039.6=21138.6元，除去总成本10827.6×1.67=18082.1元，净收入为3056.5元；采用膜下滴灌技术，每个劳动力管理定额可达5.33hm2（80亩），年生产籽棉4474.5×5.33=23849.1公斤，年收入为3.5×23849.1=83471.85元，除去总成本11928.8（滴灌设施按年限折旧后计）×5.33=63580.5元，净收入为19891.35元，是常规灌溉的6.5倍。4.2.2加环增值，隐含了间接经济效益新疆天业集团结合新疆的特定条件，提出了以节水为先导的“２６４ 阳光生态工程”。“阳光生态工程”是由多个“生物环”组成一条有序的“生态链”，即“高效节水----扩耕种草（树）----发展牧业----增施厩肥----增加CO2----提高光能利用率----生态重建”七个“生物环”（要素）环环相扣组成一个有序的具有特定结构和功能的“生态链”（系统）。根据此系统原理，用节余下的水扩耕种草（树），发展畜牧业，能获得很好的经济效益。由于滴灌与常规灌溉相比，节水幅度可达50%以上，所以通过滴灌节水技术可以使灌溉面积增加一倍。若在增加的部分耕地上种草（树），既能优化农业种植结构，取得很好的经济效益，又能改善生态环境，达到资源的高效利用，实现农业的可持续发展。据石河子大学动物科学系的研究分析，若在绿洲农业和荒漠之间的过渡地带建立起600hm2（9000亩）苜蓿、芨芨草规模种植的荒漠高效生态草业建设示范区，待项目完成后，苜蓿单产（干物质）可达12000----18000公斤/hm2（800----1200公斤/亩），芨芨草单产（干物质）可达15000----18000公斤/hm2（1000----1200公斤/亩）[其中茎杆9000----10005公斤/hm2（600----667公斤/亩），叶片6000----7200公斤/hm2（400----480公斤/亩）]；每年生产优质苜蓿草粉（蛋白质含量16-18%）160----240万公斤，优质苜蓿干草80----120万公斤，生产优质芨芨草茎杆造纸原料360----400万公斤，芨芨草叶片制作牛羊颗粒饲料240----270万公斤。可直接获得产值617.2----968.0万元，获得间接产值70.2----86.4万元，直接和间接产值共达687.4----1054.4万元，示范区每hm2２６４ 土地取得产值762.0----1170.0元/hm2（50.8----78.0元/亩）。此外，研制出芨芨草叶牛羊颗粒饲料新产品，可提高饲草的利用效果，并为动物饲养业提供可观的优质高蛋白饲料，缓解人畜争粮的压力，促进畜牧业的发展。畜牧业的发展能为农业提供大量有机肥，有机、无机肥的结合使用，不仅能提高地力，增产增益，更重要的是能提高作物的光能利用率。现阶段作物单产低的一个重要原因，就是作物光合作用的光能利用率低,而光能利用率低的很重要的原因是地面1.0----1.5米处的CO2供应不足所致。目前，新疆作物平均光能利用率仅为0.6%，通过有机肥的施用，经过地下微生物的分解，释放出的CO2供作物的光合之需，加之膜下滴灌保证了作物的需水，这样光合作用三要素得到充分供应，光能利用率将会大大提高。经石河子大学作物高产中心在喀什地区的多年研究，棉花不同产量其光能利用率不同。经测算，每hm2产皮棉为3114.75公斤(207.65公斤/亩)、2643.90公斤(176.26公斤/亩)、2055.90公斤(137.06公斤/亩)、1575.60公斤(105.04公斤/亩)和1237.35公斤(82.49公斤/亩)时，其光能利用率分别为2.17%、1.81%、1.43%、1.10%和0.86%（按每克干物质贮能17765J、光合有效辐射占总辐射的50%计）。光能利用率每增加0.1%，每公顷皮棉增加142.5公斤（9.5公斤/亩），即增加4.4%。因此，光能利用率的提高将使作物单产提高，进而促进经济效益的提高。２６４ 若用节余的水种树，营造荒漠绿洲防护林体系，其直接和间接经济效益也是很可观的。直接经济效益是指提供木材所获得的效益。据测定，10年生树木平均胸径20cm,保存率按85%计，每棵树按50元计，即一条1000米长的以杨树为主的中心渠道林带，其产值可达42500元，平均每年产值可达4250元，其经济效益十分可观；速生丰产林3m×2m的行株距，每hm2栽1650棵，保存率为90%，10年采伐，每hm2产树1500棵，每棵出材按0.2m3计算，每hm2出材300m3平均每hm2每年出木材30m3/hm2,每立方米300元计，每年每hm2产值可达9000元。此外，防护林的间接经济效益也是十分可观的。防护林的间接经济效益是指防护林改善了生态环境，创造了良好的农田小气候，有利于农作物的生长发育或免遭自然灾害而达到增产所获得的效益。棉花是兵团种植面积最大、经济效益最好的喜温作物，但经常遭受春季的晚霜和秋季的早霜的危害。防护林能减缓夜间温度的降低，可减轻或防止霜冻的危害。同时，防护林使大风次数减少，使风沙对农作物的危害减轻。因此，通过农田防护林体系建设，可提高农作物的单产水平。实践证明，林木覆被率高低与作物单产水平成正相关。通过上述分析，我们可以看出，棉花膜下滴灌技术的间接经济效益主要体现在，用节余的水扩耕种草种树，既可以改善农田生态环境，增强农业抵御自然灾害的能力；又可以通过发展畜牧业，增施有机肥，起到提高地力，增产增效的结果；也可以通过研制草业产品和种植经济林、速生林取得效益。因此，其间接经济效益是很可观的。２６４ 4.2.3抗逆增产，体现了生态效益由于农业生产受到气候条件、作业季节和植物生态环节的制约，抵御自然风险的能力较弱，这一直成为兵团农业发展的一个难题。而且，在常规栽培技术条件下，由于大量化肥、农药的使用，既造成了农田环境污染，又影响了农产品品质。然而，膜下滴灌与相关技术的综合应用，从根本上冲破了上述因素的制约作用，使作物的抗逆性和抵御自然灾害的能力增强，作物产量和品质均有大幅度提高。主要表现在：(1)作物的抗逆性增强。与常规灌溉相比，膜下滴灌改变了水肥运移规律，可在棉花根系发育范围内形成一个低盐区，并在灌溉期内持续存在，为作物根系的发育提供一个良好的生长环境，使植株营养供应充足，生长健壮，加之农田防护林体系建设和品种抗逆性的增强，抗御自然风险的能力有所加强。2001年北疆地区普遍受自然灾害的影响而减产，但是农八师的滴灌棉花单产仍然比常规灌棉花单产高出649.5公斤/公顷（43.3公斤/亩），这主要是由于滴灌棉株生长壮、抗灾能力强之故。(2)洗盐压碱效果明显。２６４ 膜下滴灌由于灌水定额低，不产生地面径流和深层渗漏，能有效避免地下水位上升，遏制土壤次生盐渍化的发展。同时由于地膜覆盖，减少了棵间蒸发，减少地面返碱。因而在滴灌过程中可根据水盐的运移规律和不同的土壤质地、土层结构合理调整滴头间距和滴水量，既可达到较好的洗盐效果，治理盐碱，又可促使棉花正常生长，取得较高的产量。农八师121团场家庭农场采用常规灌溉种植棉花，在土壤含盐总量0.8~2.5%的情况下，几乎无法种植或种植后产量很低，采用膜下滴灌后打破了这一“禁区”，而且单产很可观。1999年在含盐量为2.5%的荒地（97年喷灌没苗）上种植13.3hm2(200亩)棉花，采用滴灌技术，单产皮棉1050公斤/hm2（70公斤/亩）。(3)有利于防治棉花病虫害。由于近年来棉花种植面积的不断扩大，重茬面积大、时间长，棉田病虫害种类和发生程度也有所提高，例如对棉花有较大威胁的棉叶螨、棉蚜、棉蛉虫以及枯、黄萎病，时常造成毁灭性危害。采用膜下滴灌技术，能有效避免病虫害的侵染，提高防治效果，而且由于膜下滴灌是一个相对封闭的系统，灌水、施肥是通过管道直接施于作物根系土层，减少了病虫害的传播途径，这对减轻棉花病虫害极为有利。同时随水滴施内吸性杀虫剂既有效又不伤害天敌，简便省工，安全可靠，方便快捷，不污染环境，用药量较少，也不会对农产品构成严重污染。(4)能有效减轻化肥和农药对土壤造成的污染。膜下滴灌技术系统将节水技术与农艺技术有效结合起来，使水、肥、药同步进行，即节约了这些要素的投入，又提高了要素的利用率，从而减少了化肥和农药在土壤中的残留量，对改良土壤和减少对土壤负面影响起到很大作用。而且由于农药、化肥施用量的减少，产品品质也有了明显提高。4.2.4人心所向，显示了社会效益钱学森同志指出：西部开发虽然是全面的、综合的，但仍然要以２６４ “农业发展为基础”，要建设沙产业、草产业和林产业。他指出在“不毛之地”的沙漠戈壁上发展农业生产，要充分利用沙漠戈壁上的日照和温差等有利条件，推广使用节水技术，推进知识密集型的现代化农业。为此，他指出：要推广应用在实践中创造的“多采光，少用水，新技术，高效益”沙产业的技术路线。膜下滴灌生产技术的应用正是应运了钱学森同志的主导思想，在新疆、兵团这样的干旱半干旱地区显示出了巨大的生产力水平。膜下滴灌技术的推广应用已是人心所向，它是新疆、兵团农业发展的方向，是新疆干旱地区扩大种植规模、实施精准农业、促进农业高效、持续发展的有效途径。主要表现在：(1)膜下滴灌技术能显著提高职工收入水平。由于采用膜下滴灌新技术，降低了劳动强度，提高了劳动管理定额，扩大了经营规模，降低了产品成本，使职工收入和家庭农场的总收入水平明显提高。根据前述经济效益分析结果，每个劳动力在管理5.67hm2（80亩）地的情况下，年净收入能达到19891.35元，是常规灌溉的6.5倍。因此，通过膜下滴灌技术的实施，既能提高农工的收入水平，又能解决团场劳动力不足的问题。由于家庭农场生产棉花总量的增加，对团场棉花系列加工增值效益显著，社会贡献率明显提高。(2)促进了生产关系的变革，真正实现了大农场套小农场双层经营的管理模式。２６４ 家庭农场是自负盈亏、自主经营、独立核算的经济实体，是双层经营的微观基础。生产力水平的提高，重塑了家庭农场这个微观基础，使家庭农场的主体地位得以实现，从而改变了团场原有的管理体制和组织形式，逐步走向以家庭农场为主体，最终走上“大农场套小农场的双层经营”之路。这既是国营农场生产关系的变革，推进了体制创新，又大大提高了劳动力水平，有利于大农场搞好社会化服务，简化行政管理层次，减少行政管理人员，减轻农工负担，提高农工收入，使小农场能专心搞好农业生产，走农业产业化道路，加快农场现代化的步伐。(3)有利于带动相关产业的发展。滴灌技术涉及水利、农学、机械、轻化等多种行业工程，以滴灌节水为龙头，能有效地带动相关产业的发展。发展和推广膜下滴灌节水农业，不仅可以使农业生产上一个新台阶，而且可实施产业链的纵向一体化，拉动上游产业群，推动下游产业群的发展，这必将形成以节水农业为中心，工农密切联系的产业化发展格局。4.3膜下滴灌是农业结构优化的切入点随着国家西部大开发进程的推进，中国加入WTO，农业结构的战略性调整以及农业生产基地的扩大和生态环境的改善已成为当务之急。合理调整和优化农业结构是西部大开发中农业可持续发展的重要内容，是推进农业持续、快速、健康发展的关键措施，同时也是我国加入WTO以后，增强农业竞争力的战略举措。但是在如何确保我区优势农业作物和产品的基础上调整农业内部结构却是一个难题。在新的经济体制下，以市场为导向，以优势资源为基础，调整农业生产结构，实现资源合理配置，是当前我区农业要解决的首要课题。２６４ 4.3.1农业结构调整的两个制约因素当今，调整农业生产结构已成为解决“三农”问题所面临的重要难题，因而，各级领导都在动脑筋、想办法，加速调整结构，以增加职工收入，发展团场经济，但几经周折，难度很大，问题不少，而效果甚微，调整农业结构的难点何在？追究源由主要有以下两个制约因素：（1）一花独放，结构雷同，调整难度大。兵团农业主要以种植业为主，1995—2000年种植业比重高达87%以上，同期畜牧业比重仅为11%，林业不足1%，各师结构严重趋同。而种植业又以棉花为主，棉花是长期以来确保兵团农业发展的首要经济作物，是兵团的支柱产业，也是农场职工收入的主要来源，广大农工60%以上的收入来自棉花。2000年兵团棉花总产达69.39万吨，占新疆棉花总产的46.3%，占全国的1/4；出口量占全国棉花出口的46%，棉花总产值占到兵团国内生产总值的30%左右。这种“一花独放”２６４ 的雷同经济结构其自然风险、经济风险可想而知。因此，现实情况下，为了确保农场职工的收入，在农业结构调整中，大面积削减棉花种植面积是不现实的。要保证棉花生产这一经济支柱产业持续发展，关键要以优质、高产、低成本进入国际市场。加入WTO后，农产品市场竞争在很大程度上表现为价格竞争。技术含量低，品质差，品种结构不合理，缺乏价格优势的农产品将不能适应市场的需求。面对加入WTO后国外农产品对我国农产品的冲击，要改变兵团农业优势减弱、团场盈利减少、职工收入下降的情况，就必须调整和优化农业产业结构，依靠科技进步，创造兵团农业新优势。而面对以棉花“一花独放”的现象，无疑给农业结构调整带来极大的困难，而未能找出解决的有效途径。故造成各团场农业结构调整长期未能解决的原因之一。（2）水土不平衡，“三化”严重，调整效果差。新疆土地“三化”和生态环境问题都是由于水土资源不平衡所造成。水资源紧缺已是世界普遍关注的重大问题，也成为各国农业发展的首要制约因素。水资源是一切生命存在的基础，是农业的命脉，是农业生态环境中最基本也是最活跃的因素。随着工、农业的发展，水资源的供需矛盾将更加突出，而人口的增长、工、农业的发展趋势是不可逆转的。因此高效节水灌溉技术就成为农业生产发展、生态环境保护与建设的必然选择。解决好水资源合理开发与高效利用是核心所在，没有水一切无从谈起。在新疆的开发中，工农业发展需要水，干旱荒漠的生态环境需要水，畜牧业发展的草场建设需要水，大量的后备可垦荒地资源开发都需要水才能实施。所以在新疆这种干旱缺水地区，水资源将是其经济发展、生态环境和社会可持续发展的后备条件及基础。新疆大部分农田需要全额灌溉，亩用水量远远高于内地省区，全区灌溉定额平均达22500m3/公顷（1500m3/亩），兵团平均灌溉定额达12000m3/公顷（800m3/亩），农业用水占全社会总用水量的比重达95%。新疆每平方公里水资源占有量仅为4.8万m3２６４ ，用水矛盾十分尖锐，不仅耕地缺水，林地、畜牧草地更缺水，同时，由于灌溉方式的落后，灌溉水利用率只有40%，更加剧了水资源紧张的矛盾，不仅造成土地沙化、次生盐渍化和土壤肥力退化“三化”的蔓延，导致生态环境恶化，进而加深了农民的贫困。受水资源制约，在现有水资源紧缺、灌溉定额高的情况下，发展畜牧业、林业是不可能的。历史的经验告诉我们，结构调整的前提和切入点是下工夫在“水”字上做文章。发展节水农业是结构调整的保证和切入点，开发建设“阳光生态工程”是当前调整农业生产结构的战略目标。4.3.2农业结构调整的保证——高效节水灌溉兵团自1996年开始进行膜下滴灌技术试验后，在世界范围内率先探索出一条高效节水灌溉的新路，并取得了明显成效，得到了各级领导和农场职工的认同。膜下滴灌技术的采用，不但节约了50%的水资源，降低了生产成本，还使低产田变成了高产田，“三化”得到治理。由于膜下滴灌系统均采用管道输水，从水源出口的地下管道一直到田间的滴灌带，形成了密布的灌溉网络，在田间不需修斗、毛渠及打埂子、挖沟，节约了土地，土地利用率平均提高5—7%。与常规灌相比，它是一项农业生产的革命性措施，它不仅具有节水、省肥、省农药、省地、省人工、省机力、抗盐碱、抗灾能力强，增产增效、综合效益好等优点，还带动了农业结构的调整以及耕作方式的变化。它从根本上改变了农业生产的管理和组织形式，是经济效益，生态效益和社会效益兼顾的先进的科学种植手段，具有一定的先进性、科学性和实效性，人们把它喻为“农业发展的高速公路”也不过分。让农工告别“铁锹、马灯加雨衣”２６４ 的传统灌溉方式，农工称这项新技术是“改变农工命运的工程”。目前全疆的实际灌溉面积387.39万公顷（5810.8万亩），平均毛灌溉定额11400m3/公顷（760m3/亩），若以先进灌区的灌溉水平来衡量，新疆农业节水潜力十分巨大，如以每公顷灌溉7500m3（500m3/亩）计算，全疆现有灌溉面积可节水151.7亿m3,若用这部分节余的水量来灌溉新开垦的土地，可增加灌溉面积200多万公顷（3000多万亩），若用来进行生态建设，可扩大林草地面积267公顷（4000万亩）左右，若推广应用现代节水灌溉技术，把每公顷灌溉定额降低到26.7m3（400m3/亩）左右，就可节水210亿m3，农业用水量可减少达50%。完全可以把这部分节约的水用来在低产田地块上种植饲草或退耕还林还草，发展林果业和畜牧业。经过豆科牧草固氮作用，既收获了饲草而土地也得到改良，以农养牧，以牧促农，形成种地养地相结合的良性循环，又实现了从粮——经二元结构向粮——经——饲三元结构的转变，实现产业结构优化和生态平衡。这样，一能增加农场职工收入，二能改善农田生态环境，更为重要的是能使农业内部种植结构更加优化合理，在农业结构调整过程中走出一条快捷、有效、可行的新路。4.3.3农业结构调整的战略目标——“阳光生态工程”若想扭转目前农业生态环境恶化趋势，首先必须退耕还林、植树种草，提高地表植被覆盖度，治理荒漠。通过对新疆生态环境恶化的发展、演化过程的研究，得出一个共同的认识，即可归纳为：西部大开发之源——水和西部大开发之本——生态，耦合二者的“因果关系”，即生态恶化之因是“水”２６４ ，由于水的严重失衡，而导致土地“三化”和生态脆弱之果。经过石河子垦区多年来膜下滴灌试验研究提出了：根治“三化”、生态重建、结构优化、富裕农民的“阳光生态工程”。“阳光生态工程”是以膜下滴灌技术为切入点，以节水为先导，由多个“生物环”组成一条有序的“生态链”，即由“高效节水——扩耕种草（树）——发展牧业——增施厩肥——增加CO2——提高光能利用率——生态重建”七个生物环（要素）环环相扣组成一个有序而具有特定结构和功能的“生态链”（系统），其中任何一“环”都与系统整体功能（综合效益）的发挥具有直接的关系，而且系统的整体功能沿着这条“生态链”而增值，即每增加一个“环”，系统的整体功能就会上升一个台阶。（1）节水扩种根据石河子垦区多年的生产实践，膜下滴灌与常规灌溉相比，垦区121团大田棉花常规灌每公顷平均为7500m3（500m3/亩），而应用膜下滴灌仅为3300—3750m3/公顷（220—250m3/亩）节水幅度可达50%以上，可使灌溉面积增加1倍，实现节水扩种，既改善了农业生产条件，又为农业结构调整和优化奠定了基础。在对节约的水如何利用上，也存在着误区，一些有“近视眼”的领导，为着眼前的利益，为了增加收入，而把节余的水仍用于扩大耕地种植棉花等作物，这种急功近利的做法，虽然在近期可增加职工收入，但从发展眼光看，这种“近视眼”定会造成农田的线性扩张和生态环境的恶性循环，也会导致农田“三化”的进一步发展，也很难实现“生态重建”２６４ 的目标，这在我区将是非常有害甚至是危险的。兵团现有耕地1072.76千公顷（1600万亩），通过节水滴灌技术可使耕地面积“相对”扩大一倍。相对增加的这部分耕地可以适当缓解兵团农业结构调整和优化的刚性制约。根据系统原理，用节余下的水扩耕种草（树），发展林果业、畜牧业，一定能获得好的经济效益。如农八师121团王智的龙口家庭农场，由于采用了先进的滴灌技术，用水量大大降低，便利用节余的水种植20亩葡萄、30万株树苗和防护林带。2001年4月迁插的葡萄苗，2002年就已开始座果，每枝产量达6kg左右。而在一般灌溉方式下，葡萄嫁接后要到两年后才进入盛果期（丰产期）。王智农场的实际情况表明，由于采用了新的节水技术，不但使葡萄提前一年进入盛果期，而且由于随水施肥、施药减少了病虫害，减少了雇工投入等，经济效益极为显著。土地是财富之母，但是，对于干旱地区来讲，水是财富之母，有水才有财。133团场处于下野地灌区的下游，农业用水十分困难，为确保农业丰收，增加职工收入，团场使出了“节水三招”：第一招是大力发展节水灌溉，3年间已使全团0.4万公顷（6万多亩）棉田全部用上节水滴灌技术，占农业灌溉面积的85%以上；第二招是结合实际调整生产结构，除棉花外，有计划发展苹果、葡萄、蜜桃等果树66.67公顷（1000多亩），不断开发耐旱小作物如土豆、红薯、黄豆、油葵等。第三招是统一管水供水，滴灌设备专人管理，统一价格供水，承包土地职工人手一本供水卡，做到滴水归田。２６４ （2）种草种树这是“阳光生态工程”中关键的一个“环”，即把节余的水用来种草、种树，营造荒漠绿洲防护林体系以及经济林、速生丰产林，既改善了生态环境，创造了良好的农田小气候，又能获得较为可观的经济效益。如121团节水滴灌面积已达0.93万公顷（14万亩），每年可节水2902.2万m3。在保障原有种植面积正常灌溉的同时，节约下来的水又可为“三北”防风固林、农田防护林、公路绿色通道等公益生态建设提供了水源。121团正是利用节约下来的水，保障了绿色走廊的建设。近两年来，该团场建设生态防护林186.67公顷（2800亩），三滩造林126.67公顷（1900亩），植树成活率95%。节约的水资源还可用于大规模种植高品质饲草，以促进畜牧业的发展。兵团现有土地1072.76千公顷（1.6亿亩），草场200多万公顷（3000多万亩），人均有耕地0.4公顷（6亩），为全国人均的4倍。200多万公顷（3000多万亩）草场中，50%的草场因超载，滥垦滥挖而逐渐裸露退化，虽着手改良和保持草场，但与畜牧业发展极不适应。兵团畜牧业发展相对滞后，畜牧业总产值只占农业总产值的11.4%，低于全国的30%和自治区的23.5２６４ %，仅为种植业的八分之一。发达国家实践证明，一个高效的农业产业体系，在产值构成上畜牧业产值应大于种植业产值，农产品加工产值大于种植业产值和畜牧业产值的总和。因此我们要把发展畜牧业作为农业结构战略性调整的主攻方向，把种植业围绕畜牧业的发展需要来安排，以较快的速度和较高的质量加快发展畜牧业，努力实现新疆从种植业大区向畜牧业大区的转变。136团场地处沙漠前沿，从水源引水到团场耕地，远达120公里之遥，沿途渠道蒸发损失很大，因而，该团是全垦区干旱灾害最为严重的团场，故发展牧业种草种树无法实现。该团场启动了“万亩滴灌高效节水示范区”后，不仅带动全团滴灌面积0.28万公顷（4.2万亩），占全团棉花种植面积的52%，还进一步加快了全团生态建设的前进步伐。2001年投资600万元，在沙漠前沿营造两条24km长的防风固沙基干林，又安装了28km长的滴灌管道深入沙漠地带，使荒漠植被的面积达到3.27万公顷（49万亩），成为全新疆最大的荒漠植被保护区，今年利用节余水种植芨芨草、苜蓿、葡萄及果树共400公顷（6000亩），为生态重建打下基础。（3）发展牧业，增施厩肥发展牧业这个“环”是这项“生态链”中的“基础环”，它在链条中对各环起着承上启下的核心作用，故给它定名为“超级加工厂”也是合适的。种草养畜发展畜牧业，这是我区农业结构调整的战略方针，我区兵团团场以往畜牧业发展慢的原因之一，是没有建立起稳固的饲草、料基地，归根结底是作物与草料争水问题长期得不到解决，但在发展膜下滴灌技术后，能利用节约下近50%的水，用于发展粮作—经作—饲草的三元结构，为发展畜牧业打下坚实的基础，为农业结构的调整走出稳固的一步。自治区王乐泉书记在区畜牧业工作会议上强调“２６４ 加快传统畜牧业向现代畜牧业的转变，尽快把畜牧业发展成为一个大产业。”畜牧业是一个能够覆盖全疆，周期短，发展快，效益高的产业，它上联种植业，下联加工业，既能促进种植业结构的调整，又能延伸到二、三产业，实现多环节、多层次、多领域的增值增收，畜牧业是新疆最具特色的传统产业和基础产业，大力发展畜牧业是新疆农业现代化的重要途径。“要坚持从实际出发，把发展畜牧业放在突出位置，把农业和农林经济结构调整的重点放在加快发展畜牧业上，使其成为新疆大农业的主导产业，使畜牧业的收入占大农业总收入的比例有明显的增加。”退耕还林还草仅仅是生态环境建设中的一种手段，其实质和深层问题是如何把退耕后种植的草和树转化为农产品，进行复合生产经营，这才是农业生态建设完整的过程，这对于在西部大开发中对种树种草意义的认识极为重要。根据上述原理，种树种草这一“生物环”必须与发展养畜、增施厩肥、畜产品加工的“生物环”相连接。发展畜牧业、提供厩肥是提高土壤有机质、根治“三化”的重要一环，同时对增强作物光合作用效能意义重大。按万亩耕地载畜量6000只标羊计，畜群所提供厩肥每年可供200公顷（3000亩）（即1/3）的耕地施用，即约3年左右就可在每块耕地上轮流施厩肥一次（尚未计算绿肥部分）。有机、无机肥结合使用，不仅在于提高地力，增产增效，重要的是提高作物光合作用的光能利用率。２６４ 150团场今年用膜下滴灌大面积种植，从而缓解了长期水资源短缺与种植业争水的矛盾，也为发展畜牧业提供了难得的机遇，该团场从长期实践中深深地体会到，有水就有草，有草就有畜牧业，该团场今年实施以畜牧业为突破口的农业结构调整，他们首先启动了万只羔羊育肥基地，其次，建设500头澳大利亚优质奶牛基地，再是利用节余水种植333.33公顷（5000亩）苜蓿，0.07万公顷（1万亩）芨芨草和133.33公顷（2000亩）青贮玉米，为畜牧业发展提供优质饲料。（4）提高光能利用率这个“环”往往被人们所忽视，因为CO2是当前作物单产低的重要制约因素之一。现阶段作物单产低的一个重要原因就是作物光合作用的光能利用率低，而光能利用率低的很重要的原因是地面上1.0—1.5m处的CO2供应不足所致。目前新疆作物平均光能利用率仅为0.6%。石河子大学作物高产中心在喀什地区的研究试验结果表明，就棉花而言，光能利用率每增加0.1%，皮棉产量就会增加9.5—10kg/亩，即增加4.4%。由此可见，光能利用率的提高将使作物单产和产品质量提高进而促进经济效益的提高。要提高光能利用率，就要增加CO2的供应量，而大量施用有机肥（厩肥），经过地下微生物的分解，会释放出CO2以供作物光合作用之需。实践证明，提高光能利用率是作物高产和优质的有效途径，而提高光能利用率当前的制约因素是CO2和水。因而膜下滴灌和增施厩肥是解决光能利用率低的关键，是使农业生态环境走上良性循环和可持续发展的有效途径。通过种草发展畜牧业从而增施有机肥，可以减少化肥的使用量，既增加了作物光合作用所需的CO2２６４ ，提高了作物产量和农产品质量，减少了农产品各种化学物质的含量，向绿色食品、生态产品发展，从容应对WTO带来的挑战。膜下滴灌正是以节水为起点，做到节水扩种——种草植树——发展牧业——增施有机肥——CO2倍增，从而提高了作物光合作用中的光能利用率，达到高产优质高效的目的，而“阳光生态工程”正是通过膜下滴灌技术得以实施，从而进一步治理了“三化”（土壤沙化、盐碱化以及耕地退化），实现了草茂畜兴、天蓝地绿人和、生态良性循环、民富场兴、人畜兴旺的山川秀美景象。必须引起人们高度重视的是，要正确认识“环”和“链”二者的关系，环不能代替链，环与环之间必须是有序地连接，不能任意取消某一个环，否则，将造成链的无序甚至混乱，总之，环仅是单个要素，它不具备系统的结构和功能，只有组合成一条完整有序的“生态链”后，才能具备结构和发挥出特定的功能，但在实践中往往出现“以环代链”的误区，不少领导在使用滴灌后用节余的水种了草和树后，就认为已经完成了生态农业的建设任务，他们忽视了种草、种树仅仅是这一条“生态链”中的一个“生物环”，而误将环当成了链，走入了“以环代链”的误区，故认为种了草和树就功德圆满了，实质上这仅仅是个开头而已，应该尽快走出这一误区，认识到完成了种草（树）这一“生物环”后，必须转入下一个环，即发展畜牧业这一链中最基本的环，故人们将它称为“特级加工厂”，畜牧业上连草、料，将它加工成畜产品，下接另一个新环，即为农业提供优质有机肥，继而为农作物光合作用提供充足的CO2２６４ ，为农业的可持续发展，建设生态农业创造条件。综上所述，可见膜下滴灌给结构调整找到突破口，石河子和其它垦区在短短几年里，发展了这一新技术达到10万公顷（150多万亩），而所带来的结构调整成效显著，涌现出不少生态建设的典型、发展畜牧业明星。农八师142团、150团、133团、121团就是很好的例子。4.3.4膜下滴灌给农业结构调整带来曙光石河子垦区的单一大农业结构给师市经济带来的潜在危险这一实情，他们果断地全力发展膜下滴灌，启动“阳光生态工程”，在滴灌获得成效的基础上，果断、科学地作出：抓住机遇，以畜牧业为突破口，进行大农业结构的合理调整，提出了畜牧业“双百工程”（即存栏牲畜100万头，人工饲草基地6.67万公顷（100万亩）），现各团场已掀起“念牛经，兴牛业”的热潮。至今年六月，全师牲畜存栏数已达57.11万头，尤以草业也有了一席之地，全师今年种植苜蓿0.45万公顷（6.8万亩），青贮玉米0.11万公顷（1.6万亩），饲用玉米0.09万公顷（1.3万亩），其它牧草0.03万公顷（5000亩）。142团土地总面积6.77万公顷（101.55万亩），耕地1.1万公顷（16.5万亩），其生产的优质棉、新安酒、新安肉羊闻名遐尔。该团场在去年受到严重自然灾害亏损六千万元的情况下，团党委一班人铁下一条心，投入近4千万元，安装滴灌设备0.71万公顷（10.6２６４ 万亩），实施滴灌节水工程，其安装滴灌系统112个，其中井水系统59个，河水系统53个。全团实现综合节水率达40%以上，总用水量减少300万m3，棉花每亩增产籽棉50—100kg，增效240元，节支110元，减去滴灌设施折旧123.3元，实际亩净增效可达226.7元。该团张志凌团长说：“经测产，今年142团播种的0.67万公顷（10万亩）滴灌棉花，每亩比常规灌增产籽棉100kg，不算加工增值，靠卖籽棉当年就能收回全部滴灌设备投资。”该团的结构调整在广度上铺开，产生了极好的调整效应，为生态建设打开了渠道。该团将节约的水用于种植牧草533.33公顷（8000亩），退耕还林346.67公顷（5200亩），生态防护林166.67公顷（2500亩），庄园林146.67公顷（2200亩），在棉花面积高达近80%的情况下进行了农业结构调整，既为畜牧业发展奠定了扎实的基础，又改善了生态环境，这在往年由于受水制约的条件下，要发展草、林业是绝对不可能的。该团使用节水灌溉头一年就取得显著成就，获特大丰收，今年在观望的职工也争先恐后地预订了明年的滴灌设备。该团已决定，在今年实施节水滴灌的基础上，明年再实施0.33公顷（5万亩）滴灌面积，使全团滴灌面积达到1.04万公顷（15.67万亩），节约用水5000万立方米以上，节约的水资源一是用于每年收复弃耕地0.07万公顷（1万亩），在“十五”期未使团场耕地总面积达到1.33万公顷（20万亩）以上，并争取全部实施滴灌；二是用于种植芨芨草、牧草和营造生态防护林，力争在“十五”期末使草、林面积达到２６４ 0.67万公顷（10万亩），大力发展畜牧业和饲草业，加快改善生态环境和人居环境步伐，努力提高水土资源利用率和综合效益。该团目前已引进加拿大良种奶牛200头用于发展奶业。垦区发展膜下滴灌方兴未艾，而农业结构调整也在广度上铺开，而已产生了结构调整的“连锁效应”，我们愿随着这一新灌溉技术的广泛推广，它像阳光一样普照大地，让广大农民受益，走上富裕之路，这就是“阳光生态工程”最终实现的目标。最近一些省份派出团队前来与天业集团洽谈引进膜下滴灌设备和开展试验滴灌协议，一场发展滴灌技术的场面即将大规模铺开。以上分析可以看出，膜下滴灌技术不仅具有明显的经济效益以及提高地力、增强农业抗风险能力的生态效益，同时也为农业结构调整创造了条件。正是由于阳光工程的实施和膜下滴灌技术的采用，为农业结构调整和优化指明了方向和道路，提供了物质基础。根据系统结构——功能原理，有系统必有结构，有什么样的结构，就有什么样的功能，而环境（市场、政策等）则不断地影响着功能。因而，一当环境影响到功能的发挥时，就必须及时相应地重新组合要素，使调整后的结构适应于新的环境的要求而产生新的功能，这就是系统结构——功能原理的内涵。由于垦区坚定地采用了膜下滴灌新技术，从而给长期困绕着人们的农业结构调整开辟了坦途，取得理想的效果，这一新思路、新举措之所以取得成效，因为它完全符合客观规律和系统——结构——功能——环境的系统观。２６４ 农业产业结构作为一个完整的系统，其形成和发展不是偶然的，而是一定生产条件和生产力水平高低等诸多因素共同作用的结果，农业产业结构应随其改变而不断调整，因此结构调整是一个动态的过程。其中生产力水平高低是农业产业结构形成和发展的决定性因素。生产力的进步决定着结构逐步从低级向高级的发展过程。另外自然资源是结构形成和发展的基础条件。地形、土地、植被、水等自然资源要素与农业结构之间存在着密切关系，因此结构调整还要考虑资源禀赋条件。膜下滴灌作为一项农业新技术，不但对生产本身发挥作用，节约了生产要素，促进了生产效率、经济效益的提高，对和生产相关的各个方面即生产的外部因素也产生了巨大影响。膜下滴灌技术的采用，使水资源严重短缺的状态得到了相对缓解，使得农业产业结构有了调整的空间以及调整的条件和基础。使水的这项约束条件不再绝对地制约着结构的变动。节余的水资源在作物间的使用上重新分配，使原来不可能发展的农产品生产和产业部门得到发展的机会，从而使农业结构进一步合理化，产生更大的经济、生态、社会效益。可见，农业生产中一项新技术的推广应用所产生的作用及影响并不仅仅局限于技术本身，它具有一定的联动作用和较强的波及效果。由此，加强农业基础，调整和优化农业生产结构，一定要注重新技术的推广和应用。膜下滴灌作为促进结构调整的重要技术因素，值得重视和推广。最后，再介绍两个生动的事例：——“弃耕地上花盛开，膜下滴灌显神功”２６４ 2001年天业集团在塔吉克斯坦共和国在条件较差的荒地上，成功地进行膜下滴灌植棉技术推广示范，在中亚五国引起了强烈反响，同年塔国总理提出要求我国继续对该国因严重缺水而被放弃的友谊农庄的340公顷（5100亩）耕地上种植膜下滴灌棉花。经生产实践，每公顷灌溉用水由传统灌溉的7000m3/公顷（467m3/亩）降到不足3500m3/公顷（233m3/亩），节水50%以上，据专家预计，277公顷（4155亩）棉田，籽棉单产将达到每公顷2.7t（180kg/亩），大大高于塔国1.6t/公顷（106kg/亩）的水平，其显著的经济、生态和社会效益，为中塔两国人民的深情厚意作出贡献。——目前世界上最先进的节水灌溉技术今年8月在石河子召开的“全国节水灌溉技术应用推广现场会”上国家经贸委赵家荣司长说：“新疆天业膜下滴灌技术是目前世界上最先进的节水灌溉技术，是节水农业的一次根本性革命，是技术先进、性能可靠、使用方便、农民用得起的可回收的高效节水灌溉技术，它突破了许多关键性的技术，解决了节水灌溉大面积推广的难题，根本上改变了传统农业生产方式，解放和发展了生产力，是自觉实践‘三个代表’重要思想的体现，现在，膜下滴灌技术已经成熟，应该在全国，特别是在北方地区大力推广。”4.4膜下滴灌是农场体制变革的动力２６４ 兵团农牧团场经济管理体制的改革，是为了进一步解放和发展生产力，实现所有权与经营权的分离，培养团场职工独立经营的能力。党的十五届三中全会明确指出：实行家庭承包经营，符合生产关系要适应生产力发展要求的规律，使农户获得充分的经营自主权，能够极大地调动农民的积极性，解放和发展农场生产力。这种经营方式有广泛的适应性和旺盛的生命力，应该长期坚持。为实施西部大开发的战略决策，必须进一步加大兵团农牧团场改革步伐，加快家庭农场的发展，构筑和完善农牧团场大农场套小农场的微观基础和市场主体，以进一步调动职工生产积极性，不断解放和发展生产力，使兵团经济稳步持续地发展。4.4.1创建家庭农场是兵团改革发展的需要兵团农场长期以来以集中统一的管理体制为主，虽然实行了两费自理、家庭联产承包责任制，兴办了众多的家庭农场，但从实质上讲是一家一户的大田职工定额联产承包制，承包户生产经营中依然要严格接受团连“五统一”管理的制约，不能根据市场的变化自主决定作物种植类型和自主处理农产品，很难发挥积极性，同时，多数家庭农场规模过小，其承包土地大多在30—40亩，难以发挥大农场已有的规模优势。另外，部分家庭农场主素质不高，故存在负盈不负亏现象，加之政策不稳定，许多自费开荒的家庭农场虽然与团里签定了土地长期固定的承包合同，但当家庭农场刚开始有收益时，不是土地被收回，就是上缴指标随意提高，损害职工的合法权益，造成部分家庭农场经济效益差，经营能力不高，农牧团场的体制改革出现反复。２６４ 随着中国加入WTO，新疆棉花面临严峻挑战，棉花价格较大的波动，将会导致兵团农业经济发展的大起大落。如何充分调动广大农工的积极性，改革现行管理体制，调整和优化农业生产结构，实现生态农业建设中经济效益与生态效益、社会效益的统一就显得尤为重要。20多年农业改革的实践充分证明，实行家庭农场承包经营，既符合农业生产自然特征，又是生产关系适应生产力发展的客观规律的要求，实现了家庭经营成果和劳动者利益的结合，是调动农工生产积极性、解放和发展生产力的最佳途径。只有加快发展家庭农场，重塑双层经营的微观基础，重新确立家庭农场经营的主体地位，给家庭农场作物种植权、生产管理权、生产资料购置权和产品处理权，让家庭农场真正成为经济实体和市场主体，形成农牧团场统一经营与家庭农场分散经营相结合的新体制，才能进一步促进兵团农牧团场的改革和发展。自从兵团创造和推广了“膜下滴灌”新技术，给农场的管理体制变革提供了前提条件，促使农牧团场体制改革向广度发展。4.4.2膜下滴灌——为农牧团场体制变革创造了契机对于农牧团场职工来说，经济效益是核心，是第一位的，在利益驱动下，效益越高的农业生产经营活动越能吸引农工，而利益的保障需要有相应的政策和灵活的管理体制。家庭农场膜下滴灌技术的推广使用取得了显著的规模效益，为兵团农场管理体制变革创造了契机。（1）膜下滴灌扩大了经营规模２６４ 兵团自1999年开始大面积推广膜下滴灌技术，灌溉面积已由1999年的2470公顷（3.71万亩）发展至2002年的12万公顷（180万亩），种植作物类型也由棉花为主扩展到加工蕃茄、蔬菜和葡萄等，目前已成为全国大田作物应用滴灌技术规模最大的片区。膜下滴灌技术作为一项运用于农业生产中的新技术，不仅节约了作物用水量，扩大了灌溉面积，降低了成本，提高了耕地利用率，还大大提高了生产管理定额。膜下滴灌实施后，免去了除草、修毛渠、打埂子、治虫、施肥、化控等许多繁重劳动，大大减轻了劳动强度，节约了大量劳动力，劳动生产率明显提高，管理定额大幅度增加，棉花管理定额由以前的每劳力管理1.7-2公顷（25-30亩），提高至现在每劳力管理5.3-6.7公顷（80-100亩），经营规模扩大了3-4倍，产生了显著的规模效益。采用膜下滴灌技术后，家庭农场的单井灌溉面积从原来20-26.7公顷（300-400亩），增加到46.7-53.3公顷（700-800亩），在常规灌溉下，每劳力管理定额2公顷（30亩），生产籽棉6000多公斤，年收入为2.1万元，除去总成本，净收入3056.5元；而采用膜下滴灌后，每劳力管理定额5.3公顷（80亩），生产籽棉2.4万公斤，年收入8.4万元，除去总成本，净收入为2万元，是常规灌溉的6.5倍多，可见膜下滴灌扩大经营规模所产生的经济效益是极为明显的。承包规模的不断扩大，土地开始向少数能人手里集中，这为家庭农场发挥规模经营优势奠定了基础。(2)膜下滴灌有了政策保障先进的技术若没有政策的引导和保障就无法充分发挥其显著的效应。为进一步规范建设家庭农场，促进其健康发展，一些团场出台了许多优惠政策以调动农工推广使用膜下滴灌的积极性。如兵团农八师121团1996年对开发性的家庭农场，土地长期固定30年不变，由农工个人投资购建机井，打井开荒8年内免收土地费（易开垦荒地5年内免收土地费），收取土地费从免收期满后根据小农场创办时间长短，每亩以60元、90元、120元不等收取，单井收取土地费面积为23.3公顷（２６４ 350亩）。家庭农场植树造林，拥有所有权和经营权。打井开发土地必须经团场、土地管理部门批准以保持生态平衡。政策出台后，极大的调动了农场职工进行水土开发的积极性。1998年该团本着合理开发地下水资源、降低地下水位、减轻土地次生盐碱化的原则，鼓励农工个人投资打井改造低产田，又制定出台鼓励农工个人在团场现有三、四类低产田，投资打井承包土地创办家庭农场的政策。农工在团场连队的三、四类低产田上投资打井，创办家庭农场，土地长期固定30年不变。承包土地面积不少于23.3公顷（350亩），现有土地面积不够的可以就近开荒，开荒面积8年不收土地费，根据团场打一口井需投资约15万元和机井使用年限确定，10年内在原亩计划收土地费（以产品抵交）基础上每年让土地费18公斤籽棉，合计单井让费5000公斤籽棉，作为对农工投资打井的让利，承包者与团场直接签定土地承包经营合同。1999年该团开始大面积推广应用膜下滴灌技术，采取小农场个人投资、团场补贴的办法，即：用井水安装膜下滴灌，面积在33.3公顷（500亩）以上的，团场给开发性家庭农场补贴2万元；给改造低产田的家庭农场补贴4万元。四年来全团推广膜下滴灌面积0.8万公顷（12万亩），其中家庭小农场就占0.53万公顷（8万亩），为促进家庭小农场发展提供了条件。2000年企业为家庭农场担保，直接从银行短期借款100万元，当年家庭农场生产经营正常，按期归还了借款本息。2001年企业对家庭农场扩大了担保数额，家庭农场从银行直接贷款300万元。家庭农场主说：“２６４ 我们根据团场有关创办家庭小农场政策，打井、开荒、盖房子、安装滴灌设备，每个小农场个人已投资三、四十万元，团场为我们创造发展环境，我们肯定会珍惜个人信用，不讲信用，会直接影响我们的发展。”142团在实施节水滴灌工程中，则是在固定、自主、分配、服务的原则要求下，以滴灌首部系统的产权转让来创办家庭农场。该团采取了以团场为主，团场和职工个人共同出资的多元化投资方式，将112个滴灌首部系统一次性卖给连队职工，并以滴灌首部系统为纽带，每户承包土地500亩以上，土地长期固定30年不变，利费一定3年不变。凡购买滴灌首部创办家庭小农场，以现金一次性购买河水滴灌系统的，水费优惠10%，优惠期为三年，另家庭农场在生产过程中，资金确有困难者，可向银行申请贷款，而由连、营、团三级担保，贷款年底以产品抵交，贷款按银行贷款利率计算利息。家庭农场有权自主对其生产过程进行统筹、自主管理、自主支配劳动力、自主选择机车作业、自主选购生产资料、自主聘用劳务工、自主参加农业保险，这些优惠政策大大激励了职工创办家庭农场的积极性。为进一步进行科学管理，团场还成立了以水管站为主体的滴灌管理专门服务机构和专业技术队伍，负责全团滴灌系统的全程管理和服务，对滴灌设施进行无偿维修，并保证服务质量，解决了家庭农场主的后顾之忧。（3）节水农业促进了家庭农场的快速发展２６４ 几年来121团创办了171个各种规模经营的家庭农场，承包面积占全团总面积的三分之一。团场农工在平等、自愿、公平、遵循诚实信誉的原则下，与团场签定土地承包经营合同书36份，在低产田上投资打井42眼，承包土地面积1100公顷（16500亩）；转让6个单位的国有机井59眼，收回国有资产325万元；职工投资更新机井8眼，与团场签定土地承包经营合同书64份，承包土地面积1600公顷（24000亩）。这样使承包者与土地有资本纽带相联接，农场职工能尽早实现小康，提高生活水平。根据承包户的经济实力、经管能力、道德品质和合同履约等情况，建立担保体系和信用机制，为承包户融资创造条件，适应小农场发展的需要，转变管理职能，连队由原来集行政管理和经营于一体向社会化服务和行政管理服务转变。连队与小农场在经济上是合同契约关系，在行政是领导和被领导关系，在生产过程中为小农场提供产前、产中、产后服务和生产技术指导，如家庭农场办公室设五个管理人员，管理71个开发性小农场，承包土地面积3000公顷（45000亩），比一般连队面积大4倍，三个纯井灌溉单位，机井转让给农工后，将合并为一个单位，管理人员减少一半。过去很多脱离了农场弃农务工的人这几年纷纷回流。特别是一些素质较高的大中专毕业生，看到滴灌技术对农业生产潜力，主动要求创办家庭农场。121团是兵团发展滴灌时间最早、现有滴灌规模全疆最大的团场，该团场在滴灌种植的前提下，已建成开发性家庭农场71个，家庭小牧场255个和家庭小林场30个，这“三小场”的面积已占全团总面积的60%以上，“三小场”已成为团场自营经济的旗舰，今年该团王氏家庭农场滴灌面积133.33公顷（2000亩），棉花大丰收，经估算今年纯收入至少在50万元左右。２６４ 142团于2002年初，利用原有机井、渠系，经过改造和补充，一次性投资3900万元，在1.1万公顷（16.5万亩）的耕地面积上，也实施了0.71万公顷（10.6万亩）滴灌节水工程，创办了200个家庭农场，扩大了管理面积，实行规模经营，形成了统分结合，大户带小户、大农场套小农场的双层经营体制，使土地向种田能手和少数有技术、管理能力强者集中。4.4.3科学技术本身就是生产力解放和发展生产力是马列主义的基本要求，因而，全社会都不断为生产力的发展扫除障碍，兵团各团场领导和广大职工也同样为解放生产力作出了不懈的努力，并取得初步的成效。膜下滴灌技术的创新，不仅在国内历史纵向比较中表现出先进性，而在世界的横向比较中也同样表现出其先进性。正如国家经贸委赵家荣司长今年8月在石河子“全国节水灌溉技术应用推广现场会”上说：“新疆天业膜下滴灌技术是目前世界上最先进的节水灌溉技术，是节水农业的一次根本性革命……，根本上改变了传统农业生产方式，解放和发展了生产力，是自觉实践“三个代表”重要思想的体现。”膜下滴灌技术能够将水、肥及时供给，利于作物早出苗、出壮苗、苗匀苗齐、满块满苗，生长发育早且整齐一致。棉花伏桃多、铃大，花蕾和幼铃脱落少；线辣椒出苗快，座果率高，避免了水淹烂根死苗现象；酱用蕃茄成熟早、烂果率低；甜菜发育快，块根膨大期提早，病害较轻。农八师142团今年种植的0.71万公顷（10.6万亩）滴灌作物，其中播种棉花0.64万公顷（9.6万亩），线辣椒、酱用蕃茄、甜菜等经济作物0.07２６４ 万公顷（1万亩），全部应用天业集团节水器材，采用“一膜一管四行”的播种方式，凡施行膜下滴灌的作物长势均好于沟畦灌的作物，地块之间纵横比较，差距明显，据粗略测算，棉花（含品种优势）籽棉每公顷可达4500公斤(300公斤/亩)，与当年常规灌溉相比每公顷增产1200-1500公斤(亩增产80—100公斤)，线辣椒单产（干品）每公顷可达7500公斤(500公斤/亩)，每公顷增产1500-2250公斤(亩增产100-150公斤)，酱用蕃茄每公顷可达135吨(9吨/亩)，每公顷增产51吨(亩增产3.4吨)，甜菜每公顷单产可达90吨(6吨/亩)，每公顷增产15-30吨(亩增产1-2吨)。全团0.71万公顷（10.6万亩），总产可达3．3万吨，相当于常规灌溉0.85万公顷（13万亩）的产量，其增产作用非常显著，经济效益十分可观。由于膜下滴灌技术可按作物生长发育的要求，将水通过滴灌系统及时向作物根区土壤供给，而且使作物生长环境始终处于水、肥、气、热良好的环境下，对作物生长发育极为有利；滴灌无深层渗漏和地表经流现象，同时在覆膜条件下，土壤水分蒸发大大减少，因此节水增产效益显著。按滴灌设施每公顷投资5535元(亩投资额369元)计算，其中毛管1400元(96元/亩)，毛管一年一投，当年摊销；其余4095元按10年折旧平摊，每年409.5元，合计每公顷年均投入1849.5元(123.3元/亩)。经初步测算，棉花滴灌比沟灌节水增产增效为：每公顷增产皮棉450公斤(30公斤/亩)，每公顷增效3600元(240元/亩)；每公顷可节支1650元左右(110元/亩)。这样，采用节水技术的棉花，年每公顷增收节支5250元(350元/亩)，减去滴灌设施折旧1849.5元(123.3元/亩)，实际每公顷净增效可达3499.5元(233.3２６４ 元/亩)。从今年生产实践估算，凡是采用膜下滴灌技术的家庭农场，一般净收入可在数万元至数十万元以上。121团场从滴灌设备安装、使用到灌水、施肥次数、数量的技术指导，从“一膜两管四行”改进为“一膜一管四行”的技术创新，使滴灌投资从每公顷5535元(369元/亩)降到4050元(270元/亩)左右，膜下滴灌技术与机械化栽培技术相结合，实现了一台拖拉机铺滴灌带、铺膜、打洞、点播覆土一次性完成，节水50%以上，提高了土地利用率，以其节肥、省工、省力、省机耕费、增产等优点，首先得到了家庭小农场的青睐。其中，全团开发性家庭农场籽棉总产量从1995年的77.9万公斤，发展到1998年的260.7万公斤，预计2002籽棉总产可望突破1000万公斤，占全团场总产的六分之一。家庭农场在团场指导下，自主对其生产过程进行统筹安排，自主管理，自主选购生产资料和聘用劳务工。过去一个家庭农场，一口井只能种植棉花18公顷(270亩)左右，作物还受旱，每公顷籽棉不超过3450公斤(230公斤/亩)。安装节水滴灌技术后，单井种植棉花面积扩大到40公顷(600亩)，每公顷籽棉产量可提高到4500公斤(300公斤/亩)，年收入60万元左右，纯收入20多万元。2000年前安装滴灌的小农场全部还清滴灌投资款，还提高了家庭小农场“两费自理”的比重。家庭农场“两费自理”比重的提高，解决了职工负盈不负亏的现象。２６４ 使用滴灌节水技术，为实施精准农业创造了良好的基础条件，使农业生产由传统农业向现代农业转变，由数量型向质量型转变，团场由行政管理变为行政服务。农业生产发生了一系列可喜的变化，使农民变成了农业工人，田间变成了“生产车间”；农户抛弃了传统的“铁锹、胶鞋、马灯”三件宝，完成了“推闸、放水、拧开关”，从单一浇地变成了给作物浇“营养液”，把水变成了庄稼的“复合水溶剂”。广大职工更新了观念，增强了学科学、用科学、懂科学和不断提高科学文化素质的自觉性，进一步树立了“科学技术是第一生产力”的观念。膜下滴灌技术作为一项运用于农业生产中的新技术，在兵团农场大面积推广应用后，不仅提高了农产品单产水平和品质，提高了劳动生产率，提高了经济效益，使农工收入明显增加，还促进了农牧团场经济体制的变革，家庭农场的创建，进一步解放和发展了生产力，实现了所有权与经营权的分离，培养了职工独立经营能力，使广大职工脱贫致富，体现了发展社会生产力的最终目的是为广大职工谋取利益。生产力水平越高，广大职工越富裕，农场经济越发展，这就是膜下滴灌具有社会生产力先进性的具体体现。只有生产力的大发展，才能冲破旧的生产关系的束缚。滴灌节水技术是诸多先进农业技术之一，它代表着一项革命性的措施，它是传统农业迈向现代农业的一项重大转折，是农业科技革命的里程碑，对实施农业可持续发展战略具有重大的现实意义和长远的历史意义。２６４ 第五章膜下滴灌棉花等作物栽培技术膜下滴灌是一项节水高效农业新技术，几年来我们在多种作物的栽培上进行试验，效益和效果都很好。为了将这项事业，尽快推广应用，使干旱、半干旱地区农业都能受益，农民都能致富，下面简要介绍一下几种作物膜下滴灌的栽培技术，还有些相同或相近的作物就不多介绍了，供大家参考。5.1膜下滴灌棉花栽培技术5.1.1产量指标设计产量指标：2025－2250kg皮棉／hm2，产量构成见表5.1-1。表5.1-1棉花产量构成表：收获株数（hm2）210000－240000单株铃数（个）5－6单铃重（g）5衣分率（％）38全生育期栽培技术采取十八字方针：四月〔打基础〕，五月〔促早发〕，六月〔控株型〕，七月〔保花蕾〕，八月〔争铃重〕，九月〔防早衰〕。5.1.2品种选择根据区域不同的气候条件、土壤条件，选择适宜棉花栽培品种，例如在北疆地区棉花栽培品种，首先要在早熟的基础上，选择抗病、耐低温、生长势强、株型紧凑、铃大、结铃集中、吐絮畅等优质高产品种。２６４ 5.1.3发展生态型农业采用膜下滴灌后，大量节约用水，使水资源得到了科学合理的开发利用，扩大了播种面积，荒芜的土地资源也得到了合理的开发利用。为了使棉花生产能持续高产、优质、高效的发展，必须建立农业生态系统，走可持续发展之路，以一眼井或者一个滴灌系统为单位，科学规划，搞好结构布局。（1）植树造林：首先搞好农田防护林、防风固沙林、庄园林建设，然后再搞好道路林和片林建设，使林地面积达到总面积的10％左右，林间种植苜蓿草，林木除防风改善环境条件，还能招引鸟类捕杀作物害虫。（2）种植牧草：实施草田轮作，牧草种植面积为总面积的15％左右，牧草要种植高产苜蓿品种，它一方面是优质牧草，另一方面是棉花天敌栖息繁衍的基地。（3）种植粮食作物，小麦或玉米，粮食作物面积应为总面积的20％左右，种植粮食作物一是确保粮食安全，二是为畜牧业提供饲料，三是实施粮棉倒茬，培肥地力，防止病虫危害。(4)发展畜牧业：根据饲草料情况，生产者特长和市场需求，适当发展畜牧业，一般应以草食动物为主，实施圈养为主，为棉花生产提供优质有机肥。(5)建水塘：井水可在井旁建造一个1000m2２６４ ，深2m的小水塘。渠水,可在渠边建造一个相当于总面积1%-1.5%面积的蓄水沉淀池，池塘要用防渗膜进行防渗处理，池塘内可以养鱼，开春后在离水面1米高左右，安装若干个莹光灯，以诱杀飞娥，供鱼捕食，防止棉花害虫发生。5.1.4整地(1)收管收膜：九月下旬，滴完最后一次水，要及时回收支管、毛管和地膜。回收后的支管和毛管要盘好，堆放整齐，洒上水，用塑料薄膜或杂草盖好，来年再用。(2)灭茬：清理残膜，施肥：秋收结束后，要立即进行打杆灭茬，清理未收干净的残膜，然后撒施粪肥37500kg／hm2，饼肥1500kg／hm2，实施草、粮、棉轮作倒茬，加上棉杆还田和增施有机肥，以培肥地力，增强后劲。(3)秋耕：施肥后进行秋耕，深度28cm，要求翻垡均匀，不漏耕。耕后用刨式平地机进行对角平整，来年开春后用联合整地机整地，使土壤上松下实，达到“齐、平、松、碎、净”五字标准。(4)倒茬轮作田处理：对于牧草麦茬轮作的棉花地，收获后要深耕晒垡，秋后要进行冬灌，灌水量1200－1500m3／hm2，要求均匀一致。翌年开春整地，保证整地质量达到下实上松和“齐、平、松、碎、净”五字标准。5.1.5播种(1)２６４ 棉种处理：经硫酸脱绒后的棉种，要进行精选，剔除破碎、色黄、瘪小的种子，精选后的种子分批做好发芽试验，要求纯度达到97％，净度达到95％，发芽率达到85％以上，健子率达到80％以上，含水率12％以下，毛头率5％以下，破碎率1％以下，检验合格的种子进行包衣处理，以实现苗齐、苗壮、早发。(2)喷施除草剂：药剂一般都选用禾耐斯或者氟乐灵，药剂用量禾耐期1500g／hm2，氟乐灵1800g／hm2，要求，氟乐灵要在夜间喷洒，而且土壤表层要有墒，不管机力和人工喷药剂，一定要做到均匀一致，不重不漏，到头到边。喷后用钉齿耙对角耙1－2遍，保证药剂混土均匀，达到除草效果。(3)做好机具准备，播种前对机具要进行全面检查调试，要安装好铺设滴灌毛管装置，达到安全使用状态。(4)播种方式：干播湿出或保墒播种，采取宽膜高密度植棉，三膜十二行，膜上行距15／50／15cm，结合部60cm，株距10.5－12cm，膜上点播膜宽115cm，滴灌毛管铺设在膜下，一根毛管四行棉花，铺管、覆膜、播种一次完成。(5)播种：适期早播。当5cm地温稳定通过10℃开始播种，冬灌过的地，播后要立即中耕，安装支管，接通毛管，视天气情况滴出苗水。播种要严把质量关，点种空穴率不得超过2％，保苗225000株／hm2左右，点种深度2－2.5cm，点种不错位，膜上点播种子行覆土要均匀一致，厚度1厘米，膜边封土严密，一膜五个采光面要清亮，滴灌毛管流道向上，铺设在地膜中间。5.1.6滴水(1)出苗水：不管干播湿出还是保墒播种，播种后都要抓紧时间安装支管接通毛管，当膜下5cm地温达到12℃以上时滴出苗水，播后5天内，必须滴完水。滴水量视土壤墒情而定，一般控制在450m3／hm2２６４ 左右。出苗水要保证苗齐、苗壮和早发。一膜四行棉花，当两个边行上面的覆土有30％湿润时即可，滴水量不能过大。(2)苗期水（蕾期）：从六叶现蕾初期开始到开花共滴水3－4次，每次滴水量230m3／hm2左右，沙壤土要多滴一次水。滴水间隔12－8天。(3)花铃期水：从大量开花到吐絮初期，共滴水5次，每次滴水300m3／hm2，沙壤土多滴一次，滴水间隔时间7－8天。(4)吐絮期水：为了防止早衰，吐絮期滴水2－3次，每次滴水量230m3／hm2，其中最后一次滴水可加大滴水量，以便翌年整地和保墒播种。5.1.7施肥采用膜下滴灌技术后，棉花所施化肥，全部随水滴施，实施水肥同步，“少吃多餐”，按棉花生长发育各阶段对养分需要，合理供应，使化肥通过滴灌系统直接进入棉花根区，达到高效利用的目的。(1)施用量：化肥施用量是根据已确定的产量目标和土壤肥力状况而定，因此对棉田土壤要测试，根据测试结果，由棉花滴灌专用肥厂家配方生产。目前石河子农科院和正义化肥厂生产的棉花滴灌专用肥，经几年试验效果较好，按商品量全生育期施用量600kg／hm2左右，其中出苗水和苗期水每次50kg／hm2，花铃期每水80kg／hm2，吐絮期前一次30kg／hm2。(2)施用方法：在滴水进行1小时以后开始，滴水进行到离结束半小时前完成。２６４ 5.1.8定苗一叶一心开始定苗，两片叶结束，实施早定苗，一穴一苗，去弱留强，一般不留双苗，连续三穴以上无苗，两头可留双苗。5.1.9调控采取水调化控相结合，对棉花生长发育过程进行调控，使棉花生长发育稳健、协调，在高密度情况下，棉花长像好、株型紧凑、始终通风透光条件良好，从第一果枝开始，枝枝有果，不中空，实现早熟高产优质目标。(1)药剂：根据多年试验，随水滴施化学调节剂，多效唑效果较好。用量，不同土壤条件和不同棉花品种用量不同，一般情况，3叶期，15％多效唑，随水滴施，用量40g／hm2，生长偏旺和生长势强的品种60g／hm2，6叶期，90g／hm2，生长偏旺和长势强的品种120g／hm2。(2)施用方法：多效唑可以和化肥一同滴施。5.1.10打顶进入7月，保留7－8果枝，株高55－60cm，见顶就打一次完成。5.2甜瓜膜下滴灌栽培技术--厚皮网纹甜瓜产量指标：45000kg/hm25.2.1品种选择根据市场需要和本区气候条件，选择抗病、品质优良、丰产而且耐储运的品种。２６４ 5.2.2选茬整地甜瓜忌重茬，同时也不能选其他葫芦科、茄科以及甜菜茬，最好选休闲地或麦茬。选好地后，冬前要进行灭茬，清理残膜，然后深耕28cm，翌年开春耕层解冻后，用平地机对角平整，达到地平土碎干净。5.2.3施基肥按2.5m行距开沟，沟深25cm，沟内撒施粪肥23000kg／hm2，饼肥3000kg／hm2，而后封土平沟，平沟时不要将沟完全平掉，中间留15cm宽，5cm深一个小沟。5.2.4铺设毛管覆盖地膜毛管铺设在小沟中间，上面覆盖地膜，铺管覆膜机力人力均可，但要注意作业质量，毛管流道要向上，地膜平展，膜边封土要严密，膜上6m左右要用土横压一道线，地膜宽度90cm，膜上采光面65cm。5.2.5滴播前水铺管覆膜后，铺设支管接通毛管，滴播前水，滴水量300m3/hm2。5.2.6播种（1）种子质量要求：种子纯度97％以上，净度98％以上，发芽率90％以上，含水率8％以下。（2）种子处理：首先将甜瓜种用高锰酸钾1000倍液浸泡10分钟捞出，再用55℃热水浸泡30分钟捞出，放到竹筐或塑料筐内，上面盖上湿沙布，放到30℃环境中进行催芽，12小时，用30℃２６４ 温水冲洗一次，48小时左右瓜种露芽即可开始点种。（3）点种：经催芽的瓜种，瓜芽0.5cm以内点种，千万注意瓜芽不能太长，同时注意膜下5cm地温必须在14℃以上，点种行距膜上小行50cm，膜间大行200cm，株距40cm，点种深度2cm，点种穴膜上覆土1cm，每穴1粒发芽种子。5.2.7滴水出苗后10天左右开始滴第一次水，以后10－7天滴一次水，瓜膨大期5天滴一次水，瓜成熟前10天左右停水，全生育期滴水12次，每次滴水量200m3/hm2，总滴水量3600m3/hm2。5.2.8施肥化肥全部随水滴施，播前水滴施专用肥45kg/hm2,生长发育期每次滴水随水滴施专用肥60kg/hm2，普遍开始坐瓜，随水滴施硝酸钙30kg/hm2，最后2次水不滴施化肥。5.2.9整枝采取单蔓一条龙整枝法,坐瓜前不打头，只打杈，12片叶留子蔓结瓜，子蔓瓜坐稳后，瓜前主蔓4片叶摘心，结瓜子蔓瓜前1片叶摘心。压蔓用瓜铲铲土将瓜蔓压住，防止风害，一般两次即可。5.2.1、病虫害防治２６４ 采用膜下滴灌，加上选好茬口，有了较好的防病基础，一般情况较少发病，如果遇到异常天气，病害一旦发生要及早防治，如霜霉病、白粉病、细菌性叶斑病等发生，可用70％代森锰锌，或甲霜灵锰锌500倍液，波尔多液1：1：200倍，15％粉锈宁（三唑铜）1500倍液，进行喷洒，一周一次，连喷2次。5.3加工番茄膜下滴灌栽培技术产量指标：90000kg/hm25.3.1品种选择根据本地区气候土壤情况，选品质优、产量高、抗病性好的品种，例如：石红系列品种，在北疆地区表现较好。5.3.2整地尽量避免重茬。秋收后进行灭茬，清理残膜。撒施基肥粪肥40000kg/hm2，饼肥3000kg/hm2，撒肥后深耕28cm，耕后用平地机对角平整。翌年开春耕层解冻后，用联合整地机整地，达到下实上松，表层土壤松、平、齐、净、碎五字标准。5.3.3播种（1）种子处理：为了防治早期病害，如猝倒病，对购买回的种子，播种前要用70％代森锰锌进行拌种，药剂用量为种子量的2‰，处理后的种子要进行发芽试验。（2）喷洒除草剂：药剂可用禾耐斯或都尔，用量，禾耐斯1500g/hm2，都尔2250g/hm2，喷洒药剂一定要均匀一致，到头到边，喷洒后用之字耙对角耙一遍。（3）做好机具准备:播种前对播种机具进行全面维修调试，并安装好铺设滴灌毛管装置，达到安全使用状态。２６４ （4）播种方式：一是干播湿出，两膜八行或三膜十二行，膜上行距30cm，结合部60cm，膜下条播，滴灌毛管铺设在地膜下，一根毛管管两行蕃茄，铺管播种，覆膜一次完成。二是育苗移栽，育苗移栽，只铺管覆膜不播种。（5）播种：适期播种，当5cm地温稳定，通过12℃时，开始播种，播后铺设支管接通毛管准备滴出苗水。播种一定要达到质量要求，深度1.5cm，下子均匀，无缺行断垅现象，膜边封土要严实，并按6m距离在膜下用碎土横压一道线，防止风害。5.3.4滴水（1）出苗水:播种后在膜下5cm地温达到14℃时开始滴出苗水,播后5天内必须滴完水，滴水量230m3/hm2，育苗移栽，滴水后，等终霜期过后移栽，膜上行距30cm，结合部60cm，株距30cm，栽苗后再滴一次缓苗水。（2）生育期滴水：从出苗后15天开始滴第一次水，以后10－5天滴一次水，每次滴水量180m3/hm2，全生育期滴水15次，总滴水量3000m3/hm2左右。5.3.5放苗、封洞、定苗干播湿出的地，苗出齐后要及时放苗封洞，随后进行定苗，株距30cm，如有缺苗断垅现象，可在旁边留些双株，第一水后立即补苗。5.3.6施化肥２６４ 全生育期化肥全部随水滴施，施肥量；出苗水随水滴施专用肥45kg/hm2，以后每次滴水随水滴施专用肥60kg/hm2，蕃茄开始采收前，5天停止滴肥，其中在第一穗花序浆果膨大期，随水滴施一次硝酸钙，施用量45kg/hm2。5.3.7调控实施水调化控相结合，尽可能减少药剂用量，保证产品符合国家卫生标准，化学药剂，用15％多效唑，4－6片叶随水滴施，用量45－75g/hm2。5.3.8病害防治蕃茄主要病害有：早疫病、晚疫病、灰霉病、叶霉病等。药剂可用代森锰锌、克霉灵等。防治方法：叶面喷洒，一周一次，连喷两次。另外蕃茄也常有脐腐病发生，这是因为缺钙引起的生理性病害，所以一定要增施钙肥。增施钙肥除防脐腐病以外，还能提高品质，增强耐储运性。5.4葡萄膜下滴灌栽培技术产量目标：定植第二年挂果，产量22500kg/hm2，第三年产量30000kg进入高产期5.4.1品种选择２６４ 葡萄（鲜食）栽培的投资费用较高，又是一次投资多年受益，因此，选择好品种尤为重要。首选要根据市场需求和消费区域、消费者习惯以及栽培区气候土壤条件选择适宜品种；第二选择抗病、耐储运、发展前景好，品质优良而又高产的品种；第三搞好早中晚熟品种配置。5.4.2整地（1）要选择疏松、透气性好的沙壤土，夏季作物收获后，深耕平整种植绿肥，绿肥最好是种植生长势强的黄豆。（2）开沟施肥：沟行距中心到中心180cm,沟宽50cm,深40cm。开沟之前先将绿肥拔掉放在边上待用。然后开沟，第一条沟开好后，将下一条沟和两条沟之间的绿肥拔掉，并投放到已开好的沟内，再将粪肥混同表土一起，撒到沟里，顶部埋好土，而后再开下一条沟，依次类推直到完毕。（3）喷洒除草剂：药剂用禾耐斯,施用量1500g/hm2,均匀喷洒到头到边。5.4.3苗木准备（1）选择壮苗：要求苗木直径0.5cm以上，有3个饱满苗，侧根、须根发达，经检疫无病虫害，器官新鲜，如果是嫁接苗，嫁接口要愈合良好。（2）进行修整：侧根要进行适当修剪短栽，将嫁接口绑扎带解掉。（3）催根浸水：将修整好的苗木根系放到清水中浸泡24小时，再用生根剂沾根。5.4.4栽植技术（4月上旬进行）（1）栽植行距1.8m，株距1m，在开好的栽植沟中间按1m距离挖30×２６４ 30cm苗穴进行栽植，栽植深度以测根上面埋土3cm为宜，嫁接苗，以嫁接点以下1cm为宜,栽后将苗木周围踩实。（2）铺设毛管覆盖地膜：毛管铺设在苗木一侧，紧贴苗木，毛管流道向上，用70cm宽地膜覆盖在栽培沟上面，苗木处戳上小洞，让苗木露出膜外，并在周围埋上2－3高的碎土，地膜两边也封好土。5.4.5滴水栽植后铺设支管接通毛管随即滴水，滴水量300m3/hm2，5天后再滴一次水，滴水量230m3/hm2，以后15－7－15天滴一次水，滴水量200m3/hm2，全年滴水15次，总滴水量3800m3/hm2左右。5.4.6施肥栽植第一年少量随水滴施些化肥，第二年以后只追施有机肥，不再使用化肥。从第二水到第十次水，每次随水滴施化肥（商品量），尿素30kg/hm2，磷酸二氢钾22.5kg/hm2。5.4.7整枝修剪２６４ 苗木发芽后，留两个壮芽作为主蔓，主蔓11片叶摘心，付梢出现，留1－2片叶摘心，主蔓摘心后，顶端付梢两片叶摘心，摘心要反复进行，8月中旬以后，主蔓下部付梢过旺，通风透光不好，三节以后全部剪除。冬前修剪，两条主蔓保留8－10节，主蔓上侧蔓（付梢）不管生长状况如何，全部剪除，第二年葡萄发芽后，不管是什么品种，每节只留一个壮芽，其余抹去，每条主蔓留3－5条结果新梢，2－3个营养枝（做来年结果母枝），结果新枝只留一穗果，果穗前5片叶摘心，营养枝6片叶摘心，不结果枝，营养枝付梢出现后留1－2片摘心，并要反复进行，冬前修剪，按30000kg/hm2，产量确定留枝量，预备枝粗壮，可替换主蔓，将原来较弱主蔓回缩修剪，预备枝达不到要求，主蔓延长4－6节，每条主蔓留3条结果母枝，结果母枝留5节。5.4.8建架栽植当年必须建架，架式采用单壁篱架，架材用钢筋水泥制作，长2m,地下埋60cm,地上高1.4m,立柱每6m栽一根,立柱上距离地面40cm设置一道铁丝横线，往上30cm一道,葡萄主蔓长够上架长度,要及时绑缚上架。5.4.9病害防治（1）生理病害；主要是阳光灼伤造成的日烧病，防治方法：在果穗周围多保留些枝叶，同时进行果穗套袋，为了方便和节约成本，套袋可用报纸制作。（2）侵染性病害：主要有霜霉病和白粉病。防治方法：秋后要将地里枯枝烂叶和杂草清理干净，用石硫合剂涂蔓，如果还有病害发生，用波尔多液1：1：200倍液进行喷洒，一周连喷两次。5.5膜下滴灌杨树扦插育苗技术5.5.1土地准备２６４ 秋收结束后，对准备扦插育苗的土地进行打杆，清理残膜，尔后深耕28cm，耕后再进行平整，翌年开春耕层解冻后，喷施除草剂，药剂用禾耐斯，药用量1500g/hm2，均匀喷洒，喷药后用之字耙对角耙一遍。5.5.2扦插条准备（1）扦插条采集：入冬前要采集插条，选纯正品种，并要健壮，无病害，成熟的枝条，粗度1cm以上，插条采后，要剪截成60cm，100根一捆，捆好。（2）扦插条储存：挖储存窖，窖的大小根据扦插条数量而定，挖好窖，在窖底铺10cm厚左右湿沙，沙子湿度以握着成团，放手即散为宜，然后将扦插条一捆挨一捆摆放，摆好后，顶部再撒盖湿沙，湿沙超过扦插条5－10cm即可。（3）扦插条剪截：翌年开春解冻后，将扦插条从窖中取出，按20cm左右,三个芽一节进行剪截,顶端平剪，距离顶芽留2－3cm,下端剪成马蹄形，距离下端芽2－3cm。（4）浸水：将剪好的扦插条100条捆成一捆，放入清水中浸泡20－30小时。5.5.3扦插技术（1）铺管覆膜：采用1.15m宽地膜，滴灌毛管铺设在地膜中间，最好采用机器覆膜，铺管覆膜一次完成。覆膜要平展，膜边封土严密,毛管流道向上，地膜上6m距离用碎土横压一道线，固膜防风。（2）滴插前水：铺管覆膜完成后，铺设支管，接通毛管，开始滴水，滴水量500m3/hm2左右。２６４ （3）插条：膜上行距20／50／20cm，株距15cm，一膜扦插四行。扦插条按30。左右斜插，顶端露出地膜3cm，插后封土，顺着扦插行用铁锹铲土封盖，封土后2cm左右。（4）滴水：扦插后三天开始滴第一水，滴水量300m3/hm2，以后12－7天滴一次水，滴水量300m3/hm2，全年总滴水15次，4800m3/hm2。（5）施化肥：化肥以氮肥为主，所有化肥全部随水滴施,第一水滴施尿素45kg/hm2,以后每次滴水尿素45kg/hm2磷酸二氢钾3kg/hm2，共滴施肥料11次，最后三次水不施肥。5.6膜下滴灌桃树栽培技术产量目标：定植第二年挂果，产量12000kg/hm25.6.1品种的选择根据市场需求和国家标准，选择发展好和适应当地的优良品种。首先是色艳、个大、口感好，二是丰产耐储运，货架期较长，三是早中晚熟合理搭配，四是按比例配好授粉树。5.6.2选地和整地（1）选择土层深厚，土质疏松，渗水透气好的沙壤土。（2）挖栽植沟：按2米行距挖宽60cm，深60cm定植沟，沟底填上农作物秸秆约20cm厚，在混入一些碎土，然后再将腐熟好的粪肥混同表土一起埋入沟内。在填埋栽植沟时，边埋边踩，以免栽后滴水时过于下沉。（3）喷洒除草剂：药剂用禾耐斯,施用量1500g/hm2,均匀喷洒，到头到边。２６４ 5.6.3苗木的准备（1）选择壮苗：要求苗木直径1cm以上，主根、侧根、须根发达健壮，器官新鲜，嫁口接愈合良好。（2）催根浸水：将苗木根系放入清水中浸泡24小时，在沾上泥浆。5.6.4栽植（4月初进行）（1）栽植行距2m，株距1.5m,在已整理好的栽植沟中间按1.5cm距离挖40×40cm苗穴栽植，栽植深度以嫁接点以下2cm为宜，在给苗木埋土时，埋到根茎分界线3cm左右时，向上提苗，使根向下伸展。（2）剪枝定干：苗木栽好后，在地上30cm处进行定干修剪，修剪时拉上线绳，保证高矮一致。（3）铺设毛管，覆盖地膜：毛管铺设在苗木一侧，紧挨苗木，流道向上，用70cm宽地膜覆盖，在平整好的栽植沟上面，苗木戳上小洞，并在苗木周围埋上2－3cm土，将膜封好压实，地膜两边也封好土。5.6.5滴水定植后抓紧铺设支管，接通毛管，滴定根水，滴水量300m3/hm2，5天后接着再滴一次水，滴水量300m3/hm2，以后15－7－15天滴一次水，滴水量230m3/hm2。5.6.6施化肥２６４ 栽植后第一年少量随水滴施些化肥，第二年以后只追施有机肥，不再使用化肥。从第二水到第八水，每次随水滴施化肥尿素30kg/hm2，磷酸二氢钾22.5kg/hm2。5.6.7化调从5月下旬到7月下旬，进行三次化调。药剂用多效唑随水滴施，药剂用量第一次45g/hm2，第二次90g/hm2，第三次150g/hm2，第二年以后，不再使用化学调节剂，完全靠人工进行整枝修剪。5.6.8整形修剪苗木发芽后，顺着行向左右各留两个饱满芽，其余全部抹去。其中一个留作主枝，一个做为辅养枝，按倒人字形整形修剪。主枝长到30cm摘心，按45。角向左右伸展，辅养枝可长点摘心，主枝发出的二次枝20cm摘心，将向内外伸展的枝条只保留1－2个，其余抹去。冬季修剪时，每个主枝两侧只保留2－3个角度合适的侧枝，短截培养结果枝组，并留1－2个结果枝，主枝向内外生长的枝条也保留1－2个结果枝，第二年冬季修剪时，再根据情况去留。第二年以后，开春要注意抹芽，夏季要注意摘心、拉枝和疏除不合理的旺长枝，调节好生长和结果的矛盾，保证树势生长稳健，内堂既不光秃又通风透光良好，整个树体枝干搭配均匀合理。5.6.9病虫害防治桃树病虫害较多，防治要以农业和生物防治为主，尽量避免使用化学农药，防治方法参照常规栽培。２６４ 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现状新疆天业创立了世界上应用规模最大的高效节水新技术——膜下滴灌技术，该技术是地膜技术的延伸和创新，是一项适应干旱地区绿洲生态农业现代化的基础性、战略性、关键性的技术。膜下滴灌技术和产品由于技术先进、造价低、可降低中低产田的改造成本，具有普遍的推广价值，尤其适应在新疆、内蒙古、陕西、甘肃、宁夏等充分灌溉省区的推广应用。其节水、增效、提高劳动生产率等优点，对于边远贫困地区的脱贫具有重要意义，是“再造山川秀美的大西北”的基础性建设工程之一。从1996年起，大田膜下滴灌技术经过3年的小面积试验，1999年在石河子垦区大田积推广应用近2000公顷（3万亩）。2000年，在兵团7个师局共计50多个团场和站所的大田推广共计10667公顷（16万亩）。2001年，在兵团10个师、新疆地方4个地州市推广滴灌面积达33333公顷（50万亩）并走出国门。新疆天业与塔吉克斯坦胡江德棉花投资公司在塔吉克列宁州进行了32公顷（480亩）大田膜下滴灌棉花的试验，在多石多草的贫瘠土地上获得每公顷3.43吨（每亩0.23吨）籽棉的好收成，比该地2000年每公顷1.1吨(每亩0.07吨)提高了3.1倍。2002年，天业的大田膜下滴灌技术推广面积近11.33万公顷(170万亩)。新疆天业为推广该项技术做出了巨大的贡献。从生产设备的引进消化吸收、节水器材的研制和服务、滴灌系统模式的改进到农业的种植模式和栽培技术的改进等，天业都起到了举足轻重的作用。２６４ 膜下滴灌技术经过多年的试验、研究及推广应用说明：在技术上是适用的，经济上是可行的，适合大面积、机械化作业，农民用得起，可在新疆、甘肃、辽宁、北京、宁夏、陕西、塔吉克斯坦等干旱、半干旱地区推广，尤适用于棉花、番茄、大棚温室、大田蔬菜、果树、生态林等使用。然而受种种因素的制约，这项技术还需进一步完善。6.1.2尚需进一步研究和解决的问题⑴系统结构功能优化设计①优化设计滴灌条件下农田管网的优化设计是保证系统功能，降低系统造价的前提条件。为此，新疆天业总结了几年来推广应用大田膜下滴灌的成功经验，始终立足于用户的立场，针对不同地区的水源情况，先后成功研究适合于机井和渠系的管网系统；针对农户所承包耕地的面积大小及有无电源情况，先后推出了大田固定式滴灌系统、小农户移动式（小四轮或拖拉机作为动力）大田膜下滴灌系统和重力滴灌系统；同时，为进一步降低系统成本，对滴灌管网进行了改造，先后研究成功并推出了七通模式、承插四通模式、按扣三通+辅管模式、薄壁支管+毛管模式等膜下滴灌管网设计模式，并得到实践验证。最新开发的管网模式较旧模式造价降低幅度超过40%（推广初期系统亩材料投入500—600元，新系统投入300元以下），推广能力成倍增长。２６４ 膜下滴灌技术的不断改进，引发了农业种植模式的不断调整。滴灌具有随水施肥的优越条件，通过滴灌系统对农作物各生产期对养分的不同需求而相应变化，特别是它能对作物的根部直接实施养分，增加了作物的密植性。就棉花而言，一般棉株数每公顷大都在21万—27万株（1.4—1.8万株/亩）之间，高度控制在50cm左右，从种植模式上，以20×40×20×60cm代替原有的30×45×30×75cm，由原有的一膜两管四行（四行棉苗铺设一行地膜两根滴灌带）改变为一膜一管四行（四行棉苗铺设一行地膜一根滴灌带），不仅提高了单产，而且促使亩投入成本大幅度下降。但膜下滴灌技术需要针对不同自然条件地区、不同水源、不同作物种类、不同农业栽培技术，有针对性地逐个地块进行规划设计。随着大田膜下滴灌技术应用范围不断扩大，推广地区不断开拓，必将出现很多新情况、新问题，该项技术还需不断深入研究，系统设计将不断得到补充、完善。同时随着滴灌系统信息自动化程度的提高及不断发展和深入，将进一步带动滴灌产品的改进和创新，也将促使系统功能设计的进一步规范化和定型化。②设计软件目前工程设计人员根据所需设计地块的地理位置、地形、土地与工程地质、水文气象、农作物、水源及动力资料进行设计，使用AOUTCAD计算机辅助设计软件，进行系统规划设计，虽然比手工绘图速度快，效果好，但一块地从规划到出设计图纸需一两天。随着大田膜下滴灌技术推广面积的迅猛发展，这种传统的系统设计方式很难适应市场发展的需要。以新疆天业这几年的发展为例：２６４ 1999年推广2000公顷（3万亩）地时需工程技术人员4人、2000年10667公顷（16万亩）需技术人员10人、2001年为18人（50万亩）、2002年30人（170万亩），工程设计人员的数量不可能永远随着推广面积的增大而逐渐增加，因此，进一步利用计算机高科技手段，采用现代模拟技术，开发研制出与滴灌系统优化设计相适应的优化设计软件，用于滴灌管网化布置及优化设计，以提高管网系统设计速度和质量，解放劳动力以降低管理成本是势在必行。③过滤系统优化配置及产品开发过滤系统配置对于滴灌效果以及系统亩造价有着直接的关系。目前国内滴灌过滤系统基本上有两种配置方式：一为针对地下水即井灌的配置方式，二是针对地表水即库渠水的配置方式。在推广应用滴灌技术的几年间，新疆天业感到此两种方式虽说考虑了滴灌用水的共性特征且保险系数较大，然而却忽略了不同水源、气候、土壤条件及作物的个性差别与联系，尤其是地表水过滤系统的配置，其亩造价达70元左右，占系统总造价的20—30%，而且许多有水库的地方，此种配置已明显功能过剩，所以因地制宜的进行过滤系统的配置及产品开发，是减轻系统投入，减轻农民负担急需研究解决的问题之一。⑵系统栽培模式理论研究大田膜下滴灌条件下的作物栽培机理不同于沟灌，它将沿用了几千年的传统栽培理论进行变革，这必然引起在田间灌溉管网基础上的各种种植作物（含乔灌草）一系列的优化灌溉栽培制度的试验研究。①作物丰产模式研究随着现代农业的不断发展，节水已成为干旱地区农业发展的重要内容。近几年新疆天业结合自身自然条件及农业发展方向，研究出大田膜下滴灌技术，该技术引发了作物灌溉观念的变革——２６４ 变浇地为浇作物，对种植在田间灌溉管网基础上的各种作物（含乔灌草）进行灌溉就如同在作物根部打点滴。这样，就完全可以按照人们的需要来控制植株的水生理平衡状态、光合作用效率，达到控制营养生长、生殖生长、经济产量生长的目的，根据作物生长发育的需要，将水通过滴灌系统一滴一滴地向有限的土壤空间供水，仅在作物根系范围内进行局部灌溉，这样不破坏土壤团粒结构，避免水的深层渗漏和地表流失，同时覆膜技术的运用，可大大减少作物的棵间蒸发，因而作物对水、肥的利用更直接，有效利用率更高，从而可用适量的水获得更高的产量，达到丰产目的。新疆天业通过多年的试验推广，目前已研究出了棉花、番茄、西瓜、葡萄大田膜下滴灌技术，同时试验运用于辣椒、玉米等作物，已初步取得成功试验数据。目前，大田膜下滴灌技术已成为新疆主要农作物棉花生产的首选节水技术，不少单位都积极采用并随之研究了许多相关技术，但直到现在，仍然缺乏一套适用范围广、技术配套成熟、经济适用的作物喷、滴灌技术体系，为了更好地在西部和全国推广节水农业技术，需有针对性的进行喷、滴灌条件下作物丰产模式研究，应加快研究与大田膜下滴灌相配套的高产稳产栽培技术和增产机理，抓紧人才和技术培训，为大面积普及和推广提供技术依据。②水、肥、盐、热运移规律研究节水灌溉的发展促进农业耕作方式、种植结构、农业技术等由粗放型向集约型转变，由传统农业向现代农业转变。节水灌溉配合其它农业综合技术，可提高农业经济效益，促进农业增产和农民增收。要实现增长方式的转变和发展精准农业，提高农业发展后劲，必须搞好节水灌溉。有了水，种子、化肥、栽培技术等其它措施的保障才能充分发挥节水灌溉的作用。２６４ 通过对喷、滴灌水肥盐热运移规律、水肥耦合及最优灌溉制度等问题的研究，研究出不同气候、土壤条件下各种作物种植技术、肥料、田间管理、需水量、耗水强度、湿润比及大田膜下滴灌条件下多滴头交汇入渗特性，并尽可能模拟大田实际气候及土地条件进行试验，通过对以上问题的基础理论研究及大量田间试验，将实验与应用结果进行对比，以正确指导喷、滴灌技术在全国的应用及推广，并在这些研究成果的基础上进一步优化系统设计模式，目前该项研究仍在进行中。以大田膜下滴灌为主，同其他节水灌溉技术（喷灌、管灌、微喷、渗灌等）集成为田间优化灌溉管网，配水管网共用，不同灌溉技术终端（支管、毛管、喷头、软管控制器等）可以互换，能够适用于不同水源、不同土壤、不同作物，甚至不同管理体制（小农户、家庭农场、农工承包户、集约化管理……）。6.1.3大田膜下滴灌器材现状及需研究和解决的问题⑴大田膜下滴灌器材生产现状大田膜下滴灌系统由水源——首部控制枢纽（过滤器等）——干管——支管——辅管——毛管组成，各部分所需器材生产现状如下：①过滤器２６４ 过滤器是大田膜下滴灌系统首部控制枢纽的主要设施，新疆兵团已有生产厂家5个，已具备供应13.33万公顷(200万亩)滴灌面积的生产能力，其产品主要有三种：一是TSLW渠水用砂石组合过滤器，由离心+砂石+筛网三级过滤系统组成，主要适用于水库、湖泊、沟渠及其它敞开水面，水源中含有有机物及淤泥的水质过滤；二是TLW井水用离心组合过滤器，由TLW离心+网式组合而成，主要用于井水的两级过滤；三是叠片式过滤器，由大量的很薄的圆形叠片重叠起来，并锁紧形成一个圆柱形滤芯，每个叠片有两个面，一面分布着许多S形滤槽，另一面为大量的同心环形滤槽。叠片冲洗有自动式和手动式两种，当要手动冲洗时，可将滤芯拆下并松开叠片压紧螺母，用水冲洗即可，自动冲洗方式是由过滤器自动完成。②干管（地下管）干管又称为PVC农用输水管，可用于喷灌、滴灌、防病改水等工程，其原料为硬质PVC树脂。根据不同应用领域承压一般为4—10kg，口径为50—400cm，使用年限为20年以上。新疆天业有4条从德国巴顿菲尔引进的生产线，用于生产系列滴灌器材相配套的新型节水管材，该条生产线在同类产品中属世界先进水平，目前我国尚未能够生产出与该机性能接近或相同的厂家；此外该生产线所具有的测量和控制装置及计算机网络远程服务功能都使该生产线较同类产品具有无与比拟的优点。新疆天业在滴灌带生产新设备的开发研究中，吸收了该进口设备控制系统的优点，并通过创新研究使原有的滴灌生产设备控制系统方面有了质的飞跃。③PE软管及辅管PE软管及辅管与毛管统称为地面管，是连接地下管与毛管的二级输水干线，所用原料为PE树脂，承压为1—2kg（以上据系统需要），口径为20—90cm，使用年限在5年以上。新疆天业借鉴了进口设备的独到之处，自主研制出输水软管生产设备，开发出自已的生产装置，不仅使设备性能得以大幅度提高，而且也使生产高品质的滴灌输水管成为可能。２６４ ④毛管毛管为大田膜下滴灌系统的主要产品。通过对渠水灌溉的两年试验研究，新疆天业为渠水滴灌做了大量的降低过滤系统造价和滴灌带抗堵塞试验，开发生产了一次性塑料滴灌带、内镶式滴灌带和管上补偿式滴灌管三种，已从品级、性能、使用寿命、质量等方面构成了一个完整的系列，能够覆盖所有需用滴灌的地方。目前应用较为广泛的品种主要有以下三种：a一次性塑料滴灌带在引进国外单翼迷宫式滴灌带生产设备的基础上，新疆天业通过对生产设备、原料、产品等的改进，开发出具有自主知识产权的一次性塑料滴灌带，该产品外观为单翼迷宫带状，由于迷宫结构具有紊流流态，且具有抗堵性好、出水均匀、铺设长度长、制造成本低等优点，是目前世界上大田应用较为广泛的一类滴灌产品。产品工作压力为0.8—1kg，滴水均匀度>80%，变异系数一般都小于0.05，且大多数滴头流态指数在0.5—0.6之间。２６４ 新疆天业从1995年开始引进、消化、吸收德国单翼迷宫式滴灌带塑料成型设备和工艺技术的基础上，通过对成型设备过滤结构、成型构造、自控系统等的改进优化以及产品生产工艺配方体系的国产化开发与研究，自制的滴灌器材生产设备已全部做到了国产化，已具有了自主知识产权，同时，自制滴灌器材生产设备比国外滴灌带生产设备更先进，主要体现在三大指标上：一是工作车速超过进口样机的一倍以上，因而其产量增加一倍以上；二是产成品合格率在原进口样机92%的基础上，提高到97%，提高了5个百分点；三是价格是国外进口设备的五分之一。另外，2001年底，新疆天业已具备了3个月可以制造100台生产设备的能力。该设备生产的一次性塑料滴灌带，属自主创新开发，是适合新疆地区大面积、机械化作业的现代化农业节水塑料高新技术产品，不仅克服了国内同类复用式滴灌带滴头易堵塞、管内易出现沉积、回收存诸不方便等缺点，而且大幅度降低了大田一次性投资的成本，定价一直在0.18元/米左右，农民用得起，使滴灌技术的大面积推广应用成为可能。一次性塑料滴灌带新产品经过新疆兵团组织的专家评审鉴定，一致认为该产品可与国内成熟使用的低压管道技术配合，适合大面积推广应用，属国内首创，达到国内领先水平，具有广泛示范作用。新疆天业负责起草的一次性塑料滴灌带标准通过国家鉴定，现已成为行业标准。1999年一次性塑料滴灌带推广面积近2000公顷(3万亩)，2000年增至1.06万公顷(15.9万亩)，2001年猛增至3.2万公顷(48万亩)，今年达到5.33万公顷(80万亩)，种植作物主要有棉花、番茄、西瓜、甜瓜、甜菜、葡萄、茄子、辣椒、打瓜等，均获得成功。目前，废旧滴灌带回收技术已取得突破性进展，新疆天业使废旧滴灌器材能够全部回收，进一步降低了产品成本，使一次性可回收塑料滴灌带价格降至0.12元/米（以旧换新价），不仅避免了环境污染，而且为滴灌产业的可持续发展奠定了基础。b内镶式滴灌带内镶式滴灌带是将内镶式滴灌与毛管制造成为一个整体，兼具配水和滴水功能的滴灌管。产品工作压力1kg/cm3，滴头流量范围为1—4L/h。1998年，北京绿源公司引进第一条生产线，目前全国共有7条引进生产线。内镶式滴灌带在我国推广应用时间长达20多年，其产品使用年限为3—２６４ 5年，性能优良，节水效果明显，可用于大田、温室、果园及花卉，但由于长期的售价始终在0.8元/米以上，所以此产品在我国主要应用于高产出的经济农作物如葡萄、啤酒花、温室大棚等。新疆天业于1999年引进Swisscab公司一条生产线后，针对车速、原料工艺配方等进行创新改进，降低了生产成本，提高了生产效率，产品售价降至0.35元/米。c压力补偿式滴灌管该产品与内镶式滴灌管所不同的是滴头的差别以及滴头与管镶嵌方式的不同，压力补偿式是将滴头插在管上，故又称管上式滴头。压力补偿式滴头是利用水流压力对滴头内的弹性体的作用，使流道（或孔口）形成改变或过水断面面积发生变化，即当压力减少时，增大过水断面面积；压力增大时，缩小过水断面面积，从而使滴头流量自动保持在一个变化幅度很小的范围内，同时还具有自清洗功能。该产品主要技术为压力补偿式滴头的生产和制造，国内目前以引进产品为主，补偿功能一般在30m水头左右。新疆天业于2001年购买了该技术核心部分专利，其他通用设备在国内配套生产组装，并于当年调试成功，达到了补偿功能60m水头的效果，并保持了每个滴头0.50元的国内最低售价。⑤管件２６４ 管件是节水灌溉系统管网的连接件和配套产品，有干管连接件、支管与干管连接件、支管与辅管的连接件、辅管与毛管连接件。其特点为生产工艺简单、品种多、变化快，但科技含量不高、产品标准不规范，因此国内生产厂家较多，市场价格较乱，产品质量问题较多，是发展节水农业不可忽略的一个隐患点。目前，国际国内大部分滴灌企业的支管连接都采用厚壁与七通连接，安装使用较繁琐，贮藏、回收及重新铺设需要大量劳动力。新疆天业在实践应用的基础上，系统改用承插四通管件，在一定程度上增强了系统运行的稳定性，但须将辅管截断成0.9m一段，给系统安装造成麻烦，且因新疆昼夜温差大，热胀冷缩易使承插四通脱落，造成系统滴漏。2000年，新疆天业经过研究开发，自主研制开发出按扣三通、中心阳螺纹三通、中心阴螺纹三通等管件，其中天业创新研制的农业灌溉管路连接件及连接方式获得两项国家实用新型专利。在老的管网系统中一个七通仅控制1亩地的面积，一个灌水小区就需要用30个球阀，运行操作麻烦，且系统成本较高。新系统使用按扣三通后，一个球阀可控制0.83公顷(12.5亩)地左右，操作简便，便于系统实行自动化控制，同时管件连接安装方便，简化了田间作业，使农民很容易接受易于操作的新滴灌系统。在滴灌管网系统中将七通或四通加三通改为支管加按扣三通，可使系统亩成本降低15元，自创辅管加三通改为支管加按扣三通，可使系统亩成本降低25元。近两年国内开发的管件产品较国外进口产品更适应国内机械化大面积条田滴灌系统，在“十五”期间，兵团将发展高效节水灌溉26.67万公顷(400万亩)，其中一半以上将采用大田膜下滴灌技术，所需的管件总量将近7000吨，就目前管件产量远远无法满足市场需要，而且随着新疆地区、大西北干旱、半干旱地区灌溉农业区广大节水灌溉市场的不断开拓，滴灌管件的市场前景将是十分广阔的。⑵需进一步研究的问题２６４ 在我国推广节水灌溉技术不足的主要原因是，节水灌溉产品价格过高和应用增效较低两个主要问题，即引进的国外技术和产品不符合中国国情的问题。①需加强对降低节水器材成本的研究随着节水产业在我国的快速发展，国内环保、生态类产品开发力度的加大，引进该类先进的生产设备不仅可以进一步提高我国节水管材产品档次和质量水平，而且在一定程度上对提高我国节水器材加工业的自动化水平及生产效率等方面起到了推动作用，并缩短了国内节水加工企业与世界先进企业在技术装备方面存在的差距，符合国家西部大开发产业政策。但节水器材价格居高不下，农民难以承受。原因在于质量好的节水器材生产设备大多是进口，价格较高，同时未形成规模，产品成本自然很高，广大农户难以承受，更不利于大面积推广，阻碍了大田膜下滴灌的进一步推广。我国加入关贸总协定，进口设备的竞争压力会更大，必须加紧生产设备的国产化研究及产业化工作，以降低节水器材成本，增强市场竞争力。新疆天业虽然做了一些工作，但还需进一步完善。同时，我国节水器材生产企业普遍生产规模小且产品品种单一，常用管材种类比较齐全的生产厂家较少，年生产量一般在1万吨以下，没有规模效益，成本降不下来，造成推广滴灌技术的一次性投入较大，当年一次性摊销费用（主要是毛管投入）过高，影响大面积的推广，而发达国家同类企业的年生产规模较大，有的企业高达十几万吨。企业一定要以市场需求为导向，以科技进步为依托，在引进和消化吸收国外先进技术的基础上不断开发研制创新，扩大生产规模，提高产品质量，增加品种规格，进一步降低产品成本和费用。②需修订和完善产品标准，加强行业自律２６４ 目前，我国节水灌溉企业已有200多家，发展快，成效大。在全国0.19亿公顷（2.8亿亩）的节水灌溉工程面积中，大型喷灌机进口设备占半数以上外，其余各类设备、材料、施工及服务大多数由我国企业生产和提供，所提供的节水器材及设备质量参差不齐，配套水平低，规格不全，没有统一标准，影响到产品的适用性。产品目前执行的是水利部1999年发布的《微灌灌水器》行业标准，而滴灌带生产设备的标准尚末制订，节水器材及生产设备的标准急待修订和完善，以免节水滴灌技术产业化进程受到影响。节水灌溉产品市场无序竞争，产品质量良莠不齐。一些小企业用简单的生产设备生产的滴灌产品质量不过关，模具制作精度差、器材配套性差，不经检验就投放市场，以低廉的价格参与市场竞争，还需加强节水器材行业自律工作。③需加强节水器材的技术研发能力我国现有节水灌溉器材生产企业生产的主要设备有微灌灌水器、过滤器和施肥器及塑料管材和管件等，基本适合不同地区、不同生产水平的需要。但在数量、质量和规格品种上与国外先进水平还有较大差距，产品配套水平低，规格不全，工作可靠性和耐久性等较低，加强节水器材的技术研发能力已刻不容缓。２６４ 在过滤器方面，过滤器产品性能是薄弱环节，致使堵塞问题十分突出，特别是目前对高含沙量灌溉水处理方面，缺乏有效的处理办法和设备，还需开展水源进入系统首部前的水质预处理研究，过滤系统在过滤效果、寿命、过水性能和配套性等方面的研究还需深入，过滤器在整个系统中的布局还需进一步优化设计和创新，以实现过滤装置的自动工作、自动冲洗、自动反冲洗等智能化控制，最终实现过滤系统的高效、连续过滤，增强系统的自动化程度，便于田间管理。滴灌产品的核心技术是滴灌产品流道设计，它属微流态技术领域，我国此项研究十分薄弱，甚至没有一个研究机构能够提供水在滴头流道内的流态参数分析，新疆天业早就设立了国家级技术中心，但在一些重大技术开发上，仍然力不从心。6.1.4技术指导及安装服务现状及尚需研究解决的问题大田膜下滴灌技术从设备安装、使用到灌水、施肥次数、数量以及结束使用等各环节和全过程均需要有专业人员严格把关，给予技术指导。新疆天业建立了以企业为主体的“天业滴灌系统”服务体系，不仅仅是一个销售产品的企业，而是集推广、应用、设计、服务为一体。近三年来，每年派出600多名服务人员，从春播到秋收后，一直服务在推广应用“大田膜下滴灌技术”的第一线，给予必要的技术指导。新疆兵团“十五”期间节水灌溉面积将达到26.67万公顷（400万亩），其中滴灌16.67万公顷（250万亩）。从近几年兵团滴灌技术推广情况来看，按传统技术及售后服务方式每推广2.8万公顷（42万亩）需要技术服务人员500人，按此方式如推广26.67万公顷（400万亩），需要一支庞大的技术服务队伍，势必大大提高产品推广成本，阻碍喷、滴灌技术在兵团的推广与应用。随着市场的不断推进，对高科技信息技术的应用，以及对技术指导与安装服务的观念和手段提出了新的要求，建立健全各种类型的农业服务体系及信息反馈系统，如灌排服务体系、信息服务体系等，已势在必行。２６４ 6.1.5管理体制需研究和解决的问题先进的技术离开科学、严格的管理，就不能实现高效益。膜下滴灌技术从设备安装、试运行、使用到灌水、施肥以及结束使用等各环节和全过程均需要有专业人员严格把关，不仅给予技术上的指导，而且还须及时提出改进意见并创新有关技术。⑴设备安装管理对于机井灌溉来说，目前存在两种形式，一种是机井公有，团场成立节水办或滴灌站，负责器材购置、系统安装、维修服务及机井抽水工作，承包户负责田间灌水；另一种是机井私有，实行“一家人、一眼井、一片地”小农场场长负责制。前一种形式责权利不明，管水的不种地，种地的管不了水，管理薄弱往往出现“两张皮”现象；后一种形式，有利发挥规模效益，土地可以长期固定，管理职责分明，工作责任心强，但以目前中国农民的收入水平，难以承受。⑵灌溉制度在运行管理过程中，需要进一步改进灌溉制度，如不同作物生产过程中的灌水、施肥的次数、时间、定额及土壤水分等尚待进行科学研究。6.1.6与政府、农户的关系处理发展节水灌溉是一项系统工程，其推广应用涉及到工业、农业、水利、流通业和科教事业各个方面，必须依靠国家团队的力量去竞争，因此要处理好与政府相关部门的关系，组织好攻坚战，协同作战，整体推进，缺少哪一部分的协作都办不好事、办不成事。企业必须和政府结合在一起，做好推广示范工作，以使大田膜下滴灌技术走向全国，走向世界。２６４ 发展节水灌溉也是一项长期艰巨的任务，必须是政府、企业、农户三方共同努力才能确保这一任务顺利进行。政府不仅应在财政上给予补贴，还应在政策上予以支持，尤其是对节水灌溉设备的推广者和使用者给予优惠政策和宽松的环境。农户是企业的上帝，企业为农民提供性能优良、质量可靠的塑料节水器材是发展节水农业、推广节水灌溉的关键环节。提供技术先进、质量可靠、农民用得起的技术和产品，同时提供优质的售后服务，是企业长期存在与发展的前提。节水灌溉技术推广应用的市场在农村，农民是用户，对农民进行节水意识的教育以及节水技术知识的培训也是重要的一环。一要加大宣传力度，引导农民积极采用先进的节水灌溉技术。滴灌技术不仅节水，而且增产增收，必须使农民认识到滴灌技术给他们带来的实惠和好处，从而促使农民转变观念，增强节水意识，改变落后的生产方式，这得依靠政府，尤其是各地经贸委、农业部、水利部、宣传部等做好节水灌溉技术推广应用的宣传工作。二是要加强对农民的培训及教育工作。由于长期以来农业生产条件落后，很多地方形成了粗放用水的习惯。是否应该灌水，该灌多少水往往根据习惯来判断。有时并不需要灌水也灌。灌水定额一般也都超过实际需要。如某地新建的滴灌工程，刚灌水时，农民看不到地面积水，很不放心，结果又自己抽水进行了地面灌，这是企业在推广节水技术过程中常遇到的问题。因此，推行节水农业，农民的培训教育问题不容忽视。２６４ 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水是生命之源，我国农业是用水最多的产业，其用水量占全国总用水量的70%。农业用水总量紧缺，在现有1.3亿公顷（19.5亿亩）耕地中，干旱缺水耕地约占72%，到2030年农业用水将缺少500亿—700亿立方米左右。干旱农业用水浪费极为严重，灌溉水的实际利用量仅有33%左右，农田对自然降水的利用率只有56%左右。在干旱、半干旱农区，大力推行节水灌溉技术，是扩大种植规模、实施精准农业、促进农业高效、持续发展的有郊途径。因此，1996年，国家提出建设节水农业，大力发展节水灌溉。“九五”期间，全国共投入430多亿元用于发展节水灌溉。“十五”期间，全国将再投资400多亿元用于新增节水灌溉工程建设，其一半要用于节水设备、器材的购买，这意味着节水产业市场有着很大的发展空间。党的十五届三中全会决议明确指出：“制定促进节水政策，大力发展节水农业，把推广节水灌溉作为一项革命性措施来抓，大幅度提高水的利用率，努力扩大有效灌溉面积”，要“突出抓好旱作节水农业技术”。“十五”期间，全国新增节水灌溉工程面积0.07亿公顷（1亿亩），灌溉水有效利用系数由0.4提高到0.45，在农田灌溉用水总量基本不增加的情况下，净增农田灌溉面积200万公顷（3000万亩），增加牧草、林地、果园灌溉面积83.33万公顷（1250万亩）。预计今后的二、三十年内我国节水灌溉面积将达到0.27亿公顷（4亿亩）以上，如果一半的面积使用节水器材，其市场价格总量将达到2000亿以上！根据《兵团国民经济和社会发展“十五”２６４ 计划和2010年规划纲要》，兵团到“十五”期末节水灌溉推广面积达到36.67万公顷（550万亩），约需塑料节水器材16—18万吨。到2010年，全国有效灌溉面积由0.53亿公顷（8亿亩）发展到0.57亿公顷（8.5亿亩），供水能力由5560亿立方米增加到6600亿立方米，其中农业用水3900亿立方米。节水灌溉面积由0.15亿公顷（2.3亿亩）增加到0.33亿公顷（5亿亩）。农业灌溉需要增加水量600亿立方米，主要靠节水来实现。6.2.2发展思路全面研究应用科学技术，服务生态农业，实施“高投入低价格，多渠道融资”发展思路，走规模化经营道路，完善品种，降低成本，大力推进节水器材的研究与开发，推广大田膜下滴灌技术。6.2.3主要措施和建议塑料材料、节水器材、节水灌溉技术和作物节水灌溉栽培模式是大力发展节水灌溉的四个重要环节。多年实践证明，要推广节水技术，首先要发展节水器材，没有先进、适用的节水器材的支撑，就不能取得节水技术的发展。新疆天业上市后，确定了一定要消化吸收国内外先进的节水器材研制技术，将节水器材的研制作为公司产业发展的主要方向。确定公司研制的塑料节水器材必须达到适用性、普及性、低价位“二性一低”要求。产品要立足新疆，面向全国，走向国际。产品生产经营要做到“三个结合”：第一要与新材料、新工艺、新技术和新设备的研制相结合；第二要与改造传统农业栽培灌溉模式相结合；第三要与产品售后技术服务相结合。实现塑料节水器材“科、工、农、贸”型产业化发展的进程。２６４ 物美价廉，这是推广应用大田膜下滴灌技术的关键，也是进一步降低成本的必然。这就要求节水灌溉形成产业，以科研开发为切入点，以农业产业化为落脚点，实施生态农业的可持续发展。科研方面从节水器材专用料、节水器具开发、节水器具生产机械的研制、塑料工艺技术的研究、工业产品的定型设计、农田节水灌溉系统优化设计、种植模式的研究、农副产品加工一体化的研究、服务网络的建立和专家支撑系统、农村信息系统的研究，到科研、培训体系的建立的研究，形成节水灌溉的产业化格局。⑴优化设计，降低系统造价在降低生产成本的同时，我们进一步开展滴灌系统的优化研究。对各级管道进行合理的布置与设计，根据系统压力，采用合理工作压力登记的PVC管；采用经过纳米技术改性的薄壁PE管和抗堵塞能力强、可低压运行（0.5kg/m2）的滴灌带；采用新的连接方式，开发新管件，简化系统结构，不仅降低了系统造价，而且方便了施工安装；研究开发新的过滤系统，降低过滤系统造价。①研究系统栽培模式，优化系统设计新疆天业以建立中国特色的节水技术体系为目标，以农业节水高新技术和产品应用为载体，通过研究开发抗旱节水作物新品种、节水型农作制度、作物高效用水调控技术、农田节水技术、节水材料等，开发出低成本、适合不同地区农业需要的节水技术和装备。将节水灌溉技术、农艺节水技术、生物节水技术和用水管埋技术组装配套后，在不同气候、不同土壤条件的示范区进行了多种喷、滴灌试验，初步摸索出较科学的灌溉制度、栽培制度，形成各具特色的现代节水技术体系和模式。②设计软件２６４ 新疆天业准备将已经成熟的滴灌管网优化设计模式开发制作成计算机软件，以现代数学最优化理论为工具，以管网水利学分析为基础，利用计算机模拟的手段，建立一整套滴灌系统优化设计方法，并开发出与之相适应的优化设计软件和CAD计算机辅助设计软件，用于滴灌管网优化布置及优化设计，提高管网系统设计质量并降低管理成本。该项研究不仅能降低管网系统的投资与能耗，而且大大降低设计人员的劳动强度，使管网设计更为标准化、规范化，对我国节水农业的发展具有很大的现实意义。③过滤系统优化配置及产品开发近几年天业在吸收消化国内外先进过滤设备的基础上，不断总结大田应用实际，对传统过滤系统在过滤效果、寿命、过水性能和配套性等方面进行改进研究，不断优化过滤器过水结构，提高过滤质量，减少水头损失，降低产品价格；另一方面还对过滤器在整个系统中的布局进行优化设计和创新研究，加强水源进入系统首部前的水质预处理研究，通过与高等院校的合作实验研究将水利漩流器或排沙漏斗应用在首部之前对水质进行预处理，从而简化首部过滤系统，降低首部成本。有关课题还将研制自动化的过滤装置，实现过滤装置的自动工作、自动冲洗、自动反冲洗等智能化控制，最终实现过滤系统的高效、连续过滤，增强系统的自动化程度，便于田间管理。④计算机控制系统的研究２６４ 微灌方式都普遍采用计算机控制。埋在地下的湿度传感器，可以传回有关土壤湿度的信息。还有的传感系统能通过检测植物的茎和果实的直径变化，来决定对植物的灌溉间隔。在温室等设施内较多使用小型灌溉控制器，这种设备通常能控制几路或十几路电磁阀，内有若干种灌溉管理程序，浇水时间可按日期设定每次每路灌水起始时间，操作便于小规模经营，计算机化操作运行精密、可靠、节省人力，对灌溉过程的控制可达到相当的精度。在以色列，已经出现了在家里利用电脑对灌溉过程进行全部控制（无线、有线）的农场主。以色列开发出多个系列的农业自动灌溉的配套阀门，如电动和水动遥控电磁阀、减压阀、调压阀、安全或止回阀、逆止阀和流量控制阀等。新疆天业已与西北农林科技大学、西安理工大学、石河子大学、日本千叶大学和石河子水利局共建了天业农业研究所；与水利部、中国农科院农田灌溉研究所，即国家节水设备质检中心共建天业节水灌溉产品检验中心，并配置了比较完备的检验仪器，目前，已开始从事计算机控制方面的工作和研究。⑵节水器材及生产设备实现国产化，降低器材成本新疆天业不仅仅满足于进口设备或生产线的引进，而是在引进的基础上吸收国外设备先进技术的基础上，加快节水灌溉设备的开发研制和技术进步，发挥大专院校、科研院所和节水灌溉设备生产企业的科研、技术和人才优势，加快先进科技的集成、转化和应用。组织国内外和有关部门协同作战，建立适合我国国情的节水灌溉设备研制、开发和生产体系，生产适合国情、质优价廉的节水灌溉设备，同时在设备的外观上下工夫，减小与进口设备的差距。新疆天业与四川大学共建了天业——２６４ 四川大学塑料研究所；与中国机械科学院合作解决生产设备自动化的生产能力。可以这样说，大田膜下滴灌技术不仅仅是天业公司的专利，而且是联合了国内外很多科研单位共同创造出来的。通过多年的共同努力，组建了这么一个平台，促进了大田膜下滴灌技术的不断进步和升级。从1998年3月开始引进第一台单翼迷宫式滴灌带生产设备开始，天业运用原有的技术力量，对该设备进行了完整的测绘和研究，在当年10月引入第二台进口设备的同时，自行制作出两台样机，并投入生产，在此期间顺利对原有进口设备和自制设备不合理之处进行了大量的改进。同年底又根据第二台进口设备和总结前期研制的不足之处进行改进后，自制第二批生产设备（5台）并投入生产，后又经过不断改进，目前已发展到230条生产线，主要生产设备已实现国产化，并已具备服务400万亩农田的滴灌器材生产能力，是国内生产能力最大的企业。①一次性塑料滴灌带设备研究在消化、吸收从国外引进的单翼迷宫式滴灌带、内镶式滴灌管生产设备技术优点的基础上，通过自主创新，对原有的滴灌设备进行优化设计，研究开发出具有自主知识产权的一次性塑料滴灌带设备，目前的研究方向主要集中在以下六个方面：a实现滴灌生产线的集中式电脑控制；b自主开发新型的控制系统；c优化设备结构，实现设备的高速生产，使滴灌新设备生产能力较国外同类设备生产能力提高至少30%；d简化设备操作、控制程序，新设备单机用工减少1.5人次；e实现群体设备的工业网络控制；f实现回收料的大规模利用。２６４ 具有天业自主知识产权的滴灌新设备的研究与开发的成功，将在很大程度上提高国产滴灌设备自动化程度，增强设备的稳定性，产品的产量和质量将大幅度提高，产品的价格将进一步降低，对我国干旱、半干旱地区生态农业的建设提供强有力的技术保障，具有较高的社会及经济效益。目前已具备三个月建立一个滴灌器材加工厂的滴灌设备生产能力。同时克服了回收料的重复再利用问题，将使产品价格大幅度降低。②内镶式设备国产化研究从瑞士引进的内镶式滴灌管设备，属于国际九十年代的最新设备，具有较高的自动控制水平，整机采用计算机控制生产过程，尤其是滴头装置，结构复杂。新疆天业经过一年多的设备生产运行，对该设备进行消化吸收，基本掌握了该设备机组的技术状况，目前正在进行该设备的国产化研究与开发。本项目拟在引进整机，消化掌握其性能原理的基础上，针对以上关键部分进行国产化研究，同时对其设备的塑化效果进行改进研究，以填补国内空白。③压力补偿式设备国产化研究根据新疆实际情况及西部地区生态环境建设的发展，新疆天业集团针对西部地区农业产业结构调整，防止风沙侵袭、降低地下水位、减少土地盐渍化，在消化、吸收瑞士滴灌生产设备和技术基础上，自主开发出大流量管上补偿式滴灌管生产设备和产品，在引进、消化、吸收国外先进的压力补偿式滴头生产技术基础上，自行研制了一系列生产技术和设备。④滴灌模具开发研究２６４ 为进一步提高滴灌产品的质量，新疆天业投资近两千万元从国外引进了立式加工中心、三坐标测量仪、电火花机床、数字线切割机床等机械加工及检测设备、加工成型模具。通过以上的努力，将使成型模具的精度等级比进口模具提高一个等级，产品的滴水流量均匀度>98%（国外进口模具>92%），使得产品质量等级高于国外同类产品。⑶将信息技术应用到生产、销售及服务过程中，降低服务成本信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，也是我国产业优化升级和实现工业化、现代化的关键环节。以“信息化提升工业化”这一命题，是江总书记在党的十五届五中全会上提出来的，并把它作为我国经济发展的重点和长期的发展战略。新疆天业在所属塑料、化工及食品行业的生产设备中，广泛使用了精度高的工业自动化计算机工控系统（DCS）和其他智能化控制系统，以提高生产的自动化程度及管理水平，并取得了很好效果。公司技术中心、工程技术中心及各子公司技术设计部门全部使用了AUTOCAD机械制图软件，改变了传统设计方法，不仅缩短了研制投产的过程，而且大幅提高了制图精度。新疆天业始终关注并重视着企业信息化建设工作，不仅在生产中大范围使用，更重要地是应用于销售及服务过程中。为此新疆天业专门成立了网络公司，以对公司信息化建设进行统一管理，以使生产、销售及服务的信息化工作畅通无阻。1998年，组建了企业内部局域网，并可以通过调制解调器，对INTERNET外网进行访问。2001年，聘请专业网络公司设计并建立了自己的门户网站（WWW.XJ—TIANYE.COM），并在内部建设了公文流转系统（LOTUS２６４ NOTES），逐步实施内部办公自动化及公文流转。外部门户网站、内部局域网及公文流转系统的建立，搭起了企业信息交流平台，加强了企业与外部及企业内部之间在生产、销售及服务方面的交流与沟通，有效提高了工作速度及效率。同时，公司使用数据库管理软件，建立了大田膜下滴灌系统条田档案及用户信息库。2001年初，新疆天业逐步引入企业资源计划（ERP）系统，为实施公司电子商务其它系统打好基础。ERP系统支持从供应部门接收合同开始，到商务技术评审、生产配置、安排生产、入库、发货，直到开箱、初检、终检、回款等围绕销售合同及其相关物流管理的全部业务，为公司营销、供应部门、质检中心等相关部门提供了合同管理及相关物流管理的统一运作平台。业务人员不论身处何处，只要能登入公司网站，均可以访问系统，获得相关的即时信息。新疆天业已开始进行节水灌溉专家系统的开发与应用课题的研究，课题采用信息技术开发远程灌溉专家系统，解决传统技术及售后服务无法解决的问题。通过专家系统可利用信息技术来指导和推广节水灌溉，借助计算机网络以形象、直观的方式向使用者提供节水灌溉技术问题和决策咨询服务的实用信息系统，可节约大量的市场推广资金。不仅做好节水灌溉器材的广告宣传和技术培训工作，提高用户的实际操作水平，使用户尽快掌握喷、滴灌技术。而且做好节水灌溉器材售前、售中、售后服务及信息收集反馈工作，更好地为用户服务。２６４ 以售前服务为龙头，搞好全过程服务，发挥天业的优势，大力开展延伸服务，提高企业整体效益。滴灌是农业种植的新型技术，是为高效农业提供的实用型技术。国内外同类产品在我国推广较慢的原因之一是售后服务不完善，不能为用户的丰产提供可靠的支持，新疆天业从1999年开始，每年为用户提供了售前、售中和售后的全程式服务，不仅为用户提供丰产技术和产品，还为用户提供系统设计、施工组织、人员培训、运行管理一条龙服务，一直服务到作物秋收测产完毕，不断提高服务质量和服务水平，增强了用户使用这项新技术的信心，也通过全程服务，使天业滴灌系统的整体作用得到充分体现，最终确保了用户的增产收益，带动了天业滴灌市场的成倍增长。⑷解决废弃节水器材回收再利用问题，进一步降低成本新疆天业经过历时四年的研究，解决了废弃节水器材——废旧滴灌带的回收再利用技术，这是大田膜下滴灌技术降低成本的关键。这项技术的突破，既解决了新技术推广的污染问题，同时，又大幅度地降低了节水器材成本。用废旧滴灌带回收造粒料生产的滴灌带已连续在大田里做了三年的实验，通过试验和实践，这种滴灌带完全能够在大面积推广。目前，新疆天业已开始进行废旧滴灌带回收再利用的产业化生产。同时，为了保证滴灌器材加工具有性能优良的原料供应，近几年通过与四川大学、浙江大学等高等院所的合作，开展了滴灌器材专用料的研究，具体课题包括：PVC改性专用料研究、PE滴灌带产品专用料的研究、压力补偿式滴头硅胶体材料的开发、纳米改性材料的研究与开发、电石废渣材料研制纳米材料。⑸制订滴灌系统标准，规范器材生产2001年8月，在新疆石河子市召开了“西部大开发塑料节水器材论坛暨塑料节水器材专业委员会成立大会”２６４ ，新疆天业被推举为中国塑料加工工业协会塑料节水器材专业委员会理事长单位。2002年，国家人事部批准新疆天业建立博士后流动工作站。同年，以新疆天业、新疆农垦科学院、石河子大学为依托，将继北京、杨凌之后成立国家节水灌溉（新疆）工程技术研究中心。这些成绩的取得，为新疆天业更好的发展节水事业，引领中国节水器材行业走向世界打下了基础。新疆天业目前正积极进行节水器材技术标准、技术规范和管理规程的编制，并使之成为行业标准和国家标准。大田膜下滴灌技术的推广应用，必将使农业进一步实现现代化，也即实现农业的产业机械化、管理集约化、信息化、自动化、智能化、科工贸一体化，从而大幅度提高自然资源的有效利用率。２６４ 参考文献[1]尚玉昌.普通生态学（二版）.北京：北京大学出版社，2001年[2]高建新.新疆兵团农一师农业区划6、7页，1987年内部资料[3]山仑等.节水农业.北京：清华大学出版社，2001年一版[4]傅琳,董文楚,郑耀泉等.微灌工程技术指南.北京:水利电力出版社.1988,9[5]张志新.滴灌.乌鲁木齐:新疆科技卫生出版社.1992,3[6]水利部农田灌溉研究所.微灌技术规范(SL103-95).北京:水利电力出版社.1995,9[7]杨天.节水灌溉技术手册.北京:中国大地出版社.2002,4２６４'