与露地种植比较,各种温室以及蔬菜大棚内作物种植环境发生很大变化。温室大棚内无风,任何形式的喷灌都不必考虑风的影响;绝大多数温室或者蔬菜大棚种植地面是非常平整的,灌溉系统设计不必考虑地形的坡度影响;室内紫外线照射强度低,对灌溉设备的输水管道和灌水器的老化作用影响小,这些都是对温室大棚灌溉有利的一面。但任何形式的灌溉都会引起温室大棚内内温度和湿度的变化,这是露天灌溉不必考虑的问题,而在各种温室蔬菜大棚生产中却是必须高度重视并需要正确处理的关键问题。因为这种温湿度变化对温室大棚作物生长有时是有利的,有时却是有害的。如夏季高温干燥季节,采用喷灌可辅助温室大棚降温,灌溉具有降温增湿的作用,但在低温潮湿季节,喷灌引起的降温增湿将对作物正常生长带来威胁。所以,温室大棚灌溉必须合理选择和利用灌溉方式,扬长避短,充分发挥灌溉系统的综合环境调控能力。由于温室大棚作物种植方式的特殊性,温室大棚灌溉也存在一些特定的要求,详述如下。
图:山东寿光智能温室灌溉系统 —山东北方永信温室工程
一、温室大棚灌溉要求完全的管道化
管道灌溉是通过水泵(或利用天然水源头)和管道系统将低压水引入田间进行灌溉的方法。管道灌溉出水口的压力通常在0.05MPa左右。
各种温室、蔬菜大棚中采用管道灌溉具有以下优点。
1.节水
用管道代替沟渠可以大量减少输水损失,输水有效利用系数可达95%左右,比土渠提高30%以上。同时,由于田间水流路径缩短,灌水比较均匀,可采用低灌水定额,有效减少了田间水的深层渗漏损失。
2.省地
温室、蔬菜大棚采用管道灌溉后,减少了沟渠占地,一般可省地1%-5%。
3.使用方便、适应性强
采用管道灌溉操作简单、管理方便,可以在不同作物和不同土壤上使用,还可以克服地形障碍,具有较强的适应性。
二、温室大棚灌溉要求节水、灌溉与施肥一体化
露地栽培以地表灌溉为主,由于受灌水方法的制约,使得灌溉水难以控制在只湿润根系活动层而不产生深层渗漏。因此,在灌溉过程中同时进行施肥效果差,肥料损失严重,造成资源浪费。温室大棚灌溉采用管道灌溉后,很容易实现灌溉施肥技术的一体化,只需在灌溉装置上附加施肥设备,就能满足作物对水和肥的需求,使作物产量和品质都得到提高,进而取得良好的经济效益。
温室大棚灌溉施肥一般使用农用化肥,肥料以液体的方式与灌水同时向作物提供营养。与直接将化肥施入土壤相比,其主要特点如下。
1.有效性高
节水灌溉施肥使用的化肥及其他营养元素能在液体情况下相当长时间内保持有效性,其浓度符合作物吸收要求,从而提高了化肥的有效利用率。
2.施肥均匀,养分均衡
因为肥料是在对作物营养诊断的基础上按需配制的,肥料的供应和水的供应相一致,从而使肥料均匀分布在作物根系附近,更好地满足了作物对养分的需要。
3.养分供应充分且迅速
由于灌溉施肥完全处于人为监控下,对其消耗变化充分了解,可以随时调整补充,作物能以最快途径获得养分,并能定量按需满足。
4.节省化肥,减少污染
温室大棚灌溉可避免由于施肥过量、漫灌水肥流失和渗漏引起的地下水质污染和土壤板结等问题。
图:现代智能温室大棚黄瓜种植
三、温室大棚灌溉要求与温湿度环境控制紧密结合
温室大棚灌溉采用现代高新技术研制的先进的滴灌、微喷灌、渗灌、多孔管等微灌系统,不仅控制精确,而且使作物生长处在最佳环境下,不仅有效提高了作物的产量和质量,而且适应市场需要,大大提高了产品竞争力。
温室大棚作物生产的局部环境能够实现部分或完全的人工控制,温室大棚中环境的温度、湿度、CO2浓度、光照强度等可以控制在作物生长要求的最佳或适宜范围内,同时还可实现环境与灌溉的协调控制,能根据温室大棚中当前的温度、光照、CO2浓度等环境水平和历史的灌溉记录以及实测的土壤含水量等参数,通过计算机分析得到合理的灌溉指标,并控制相关设备运行,达到优化灌溉的目的。由于对灌溉的精确控制,反过来,又作用于对环境参数的控制,可保证温室大棚内环境温度和湿度不致因灌溉出现大起大落,从而为作物生长提供了一个稳定的生长环境。而且由于环境与灌溉的联合控制,温室大棚运行能耗大大降低,从而也控制了温室大棚的管理和运行成本,相应地提高了温室大棚生产的经济效益。再加上稳定环境促进作物品质的提高,其综合经济效益将得到大幅度提高,这就是现代工程技术通过温室大棚设施组装应用来获得农产品的产量和品质大幅度提高的最佳典范。
四、温室大棚灌溉要求与室内作物栽培方式高度统一
同一种栽培方式可能有多种灌溉方法与之相匹配,但温室大棚栽培中往往一种种植模式只对应唯一的灌溉方法,如盆花栽培可用滴箭滴灌,也可以用潮汐灌或喷灌等,但潮汐灌要求有防水条件的栽培床,而喷灌不适用于在花期灌溉,所以滴箭滴灌几乎成了盆花栽培惟一的选择。再如水培栽培中,任何的滴灌、喷灌和渗灌等都不适用,循环往复的水流灌财是其真正需要。所以,在选择应用灌溉设备和技术前首先了解和分析作物的栽培方式非常重要,这是各种温室、蔬菜大棚灌溉系统设计的前提。
(作者:张存新 山东聊城 北方温室大棚建设)