農業設施技術論文
農業設施是對不利於農作物及畜禽等生長髮育的自然環境條件進行調控,下面是小編整理了，有興趣的親可以來閱讀一下!
篇一
雨水集蓄灌溉技術在浙江省設施農業中的應用
摘要：
作為農業大國，我國水資源緊缺，人均水資源的擁有量僅為世界平均的25%，對農業的發展產生嚴重的制約作用。雨水是區域水資源最根本的來源，當雨水作為一種用來滿足人們生活和生產及其生態環境需要的物質資料時，它就成為雨水資源[1]。在國家“九五”科技攻關專案計劃“節水農業技術研究與示範”專案和“十五”重大科技專項***863計劃***“現代節水農業技術體系及新產品研究與開發”中把高效集蓄雨水利用擺在了首要位置[2]。
浙江省的降水量比較豐富，但是水汙染現象較為明顯，雨水集蓄灌溉技術的推廣顯得尤其重要。浙江省雨水資源豐富，設施農業及節水灌溉技術推廣面積較大，同時利用集蓄雨水灌溉優勢顯著，推廣的可行性高。浙江省的年平均降雨在140 d左右，年均降雨量達到1 601 mm，可集雨1 m3/m2，可產生徑流逾100萬m3/km2[3]，集雨量可謂相當可觀。由於浙江省年際內降水在2個汛期較為集中，大量的雨水超滲產流，後期無效蒸發，珍貴的雨水資源沒有得到有效利用。加之浙江省“七山一水三分田”的獨特地理條件，比較容易發生資源型和工程型缺水的問題。雨水集蓄利用技術的應用，可很好地緩解農業用水壓力。
1 雨水集蓄灌溉技術簡介
雨水集蓄利用係指人工收集雨水、加以儲存並進行調節利用的微型水利工程。我國的雨水收集和利用歷史已有1 000年，發展至今已形成完善的雨水徑流引導技術、雨水彙集技術和貯蓄技術。20世紀90年代，節水農業研究工作及雨水集蓄技術的利用在國際雨水利用事業的推動下發展速度加快，我國各省***區***推動實施了許多雨水利用工程，如寧夏回族自治區的“窖窯工程”、陝西省的“甘露工程”、甘肅省的“121雨水集流工程”、山西省“123工程”及內蒙古自治區“112集雨節水灌溉工程”以及浙江省的“葫蘆島雨水集流利用工程”等，有效地減輕了自然災害的發生，促進了農業生產活力的提高。
設施農業技術的發達程度，往往是一個國家或地區農業現代化水平的重要標誌之一。在現代設施農業中，集雨利用系統則發展設計成集雨面、導流槽***管道***、蓄水設施***集雨窖或集雨池***和灌溉系統4個部分。天然降水通過設施棚面及周邊空地、道路等集雨面收集後經導流槽匯聚，集中在蓄水設施中，再依靠現代化節水灌溉技術輸送給作物，高效、有效地對雨水資源進行了利用。
2005年，北京市農業技術推廣站在小湯山特菜基地開展了蔬菜生產全年雨水灌溉技術的試驗示範，取得的效果很好，收集的降水量可達到300 m3/年以上。在北京市的郊區，在保護地上從事蔬菜的生產一般為1年2茬，如果生產的蔬菜種類為黃瓜、番茄等，則每年需要水資源的總量為4 500 m3/hm2左右。根據2005年該試驗示範的結果，正常年份在保護地膜面所收集的雨量可充分地滿足蔬菜生長所需要的用水量[4]。這是設施農業雨水利用的成功案例，值得在各地進行推廣。
2 集雨灌溉技術在設施農業中推廣的意義
目前設施農業僅僅對現代節水灌溉系統的節水比較重視，忽視了對自然降水的利用，出現棚外降雨而棚內卻仍然在灌溉的狀況。與露天進行設施農業的種植方式相比，該狀況不能最大化地發揮出節水灌溉的效益，該種現象在溼潤地區表現的尤為明顯[5]。
目前，浙江省設施農業的總栽培面積達到93.33萬hm2，且每年以超過6.67萬hm2的速度逐漸增加;設施大棚中不能直接地對雨水資源進行利用，全靠外界採取的灌溉措施才能滿足作物的需水要求，且對於設施大棚中生長的作物來說，其不僅生長期較露地栽植的時間長、而且茬數多，對水量的需求也就更大。據相關報道指出，在設施大棚的栽培條件下，蔬菜種類、土壤條件及時期的不同，其每天的需水量均有所不同，一般在1.1～15.0 mm，因此設施大棚每年的總耗水量達到4 015～54 750 m3/hm2，若根據5 mm/d的需水量進行計算，則設施大棚栽培每年的總需水量可達到18 250 m3/hm2。根據《雨水集蓄利用工程技術規範》，取連棟大棚雨水收集率90%，單棟大棚雨水收集率85%，以年降雨量1 600 mm進行計算，則雨水收集量分別為14 400 m3/hm2和13 600 m3/hm2。能在較大程度上滿足灌溉用水，大大節約水資源。按照目前灌溉水成本均價0.4元/m3、每年收集雨水量1 600 mm計算，可節約灌溉費用6 390元/hm2。同時減少了部分地區提灌提排的動力消耗，節省了電力能源和燃料資源，利於節能減排。
2.1 農產品品質改良
對農產品的質量產生較大影響的因素主要有水的質量及其灌溉方式，多數作物對灌溉水質的要求較高，而普通的灌溉用水不能滿足作物的這些需求。尤其在經濟條件較為發達的平原或海塗地區，設施農業的發展速度較快，但通常也會伴隨著嚴重的水質汙染髮生，導致灌溉水中硝態氮、鹽及氯等含量較高，難以實現多種作物的優質生產。對於一般的灌溉河水來說，其含鹽量一般在1.5～3.0 mmho/cm，而一些優質的花卉如鳳梨花等，其對灌溉用水的含鹽量要求控制在低於0.1 mmho/cm。雨水是一種灌溉效果較好的水資源，不僅含鹽量等各項指標對大多數作物的生長髮育有利，還可以增加作物的產量及品質，實現了作物的“綠色”生產。同時，雨水中的水質條件還可以滿足微噴、微滴等節水灌溉的需求，有利於促進雨水利用率的提高，進而對作物灌溉模式進行改善。
2.2 土壤性質優化
設施大棚中直接“享受”不到自然雨水的淋洗，長期的灌溉只要依靠提水或地下水，容易惡化土壤中的理化性狀，尤其在那些土壤中的鹽鹼含量較高的平原或海塗地區，地下水及灌溉水中鹽分的海量較高，導致了設施農業中出現嚴重的返鹽現象。資料表明，溫室作物化肥與農藥殘留量是大田露地作物的2倍以上。如果用汙染河水進行灌溉，那棚內更加成為嚴重的汙染區[3]。如杭州市農業科學院蔬菜研究所的連棟大棚中每年或每茬要消耗大量的水對土壤中的鹽分進行淋洗，甚至需要息耕一段時間進行養地。有不少地區水汙染嚴重，特別是隨著工業經濟的發展，水汙染越來越重，而人們生活水平的提高對農產品質量又提出了越來越高的要求，要解決該矛盾，應對天然的雨水進行合理、有效利用。
2.3 水土保持
浙江省雖然降水量比較多，但呈不均勻分佈狀態，導致有的地區澇、有的地區乾旱的狀況。通過雨水集蓄技術的推廣 應用與工程實施，既可以取得較好的 經濟效益，有效地對水分的餘缺進行調節，還有助於排澇減洪，減輕水土流失。特別是在降水量較多、較大的時期，大棚內不能對天然的雨水進行利用，加大了周圍的地表徑流，導致了土壤中的養分被大量沖走。如將棚面的雨水進行收集貯存，不但可對防洪排澇的壓力進行減輕，還可有效地保護水土、防止水土的流失。
3 雨水集蓄的建議
3.1 雨水收集
在同樣的集雨面面積上，要收集更多的雨水，集雨材料特性是主要因素。集流面由棚面和棚間道路組成，一般為覆膜棚面和硬化道路。一般有機塑料板和塑料薄膜的集流效率可達90%以上，而棚間道路根據硬化方法和材質不同，從混凝土、瀝青、水泥土到原土夯實，集流效率依次減小，分別為75%、65%、50%和20%[6]。集流面材質的選擇需根據工程實際、現場條件和投資金額綜合考慮。
3.2 雨水過濾
進行雨水的集蓄，集流面應選擇合適的材料，此外，因久旱逢雨或雨季之初的雨水中含有較多的大氣汙染物，應儘量避免集蓄。雨水的水質直接受大氣的影響。一般雨水經輸水管彙集後需經過過濾池進行處理。雨水過濾池多用磚石砌成，100號水泥砂漿抹面，池內分成3個格區，每個格區內填不同粒徑濾料：第1格區投放1～8 mm的粗砂和礫石;第2格區投放8～17 mm的礫石;第3格區投放15～20 mm的卵石。池底留有1排水孔，用於排洩池內沉積的汙水、渾水[7]。
3.3 雨水儲存
若雨水的集蓄中未對設施的容積進行合理的設計，則會產生不利的影響。如設計的溶積太小，會導致集蓄雨水的總量不能達到灌溉的需求，導致剩餘雨水的流失;如設計的儲存量過大，則可能因長期的貯存而導致水質的下降。貯存水的水窖材料不可選擇橡膠、塑料等，因其透氣性不好，易導致水質中的溶解氧含量降低、COD含量超標等，進而對作物的根系呼吸產生不利的影響;集雨池不可採取露天的方式，以防止水藻的大量滋生而堵塞灌水器[8]。為保證雨水的水質，水窖體積一般以40 m3為宜[7]。還可在窖體內壁貼附食用級材料，以對水質進行保護。
4 結語
浙江省的雨水條件充沛，設施 農業 發展較快，普及率較高，推行集雨灌溉的可行性高。此外，雖然設施農業中節水灌溉技術較為完善，但是由於目前普通大棚的集雨蓄存技術和雨水淨化處理技術的研究較為缺乏，收集的雨水只能作為備用水源。雨水集蓄結合節水灌溉技術的大力推廣，可推動農業的科學用水。浙江省需注重農業的可持續發展，搞好 環境整治，保證雨水的潔淨。總之，應重視對普通大棚集雨技術的研究和推廣，減輕農業用水壓力，減少能源與可用水的消耗量[9]。
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