干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 微压滴灌技术研究与示范

Arid

	微压滴灌技术研究与示范
	宰松梅; 仵峰; 范永申; 韩启彪; 孙浩; 郭志新; 翟国亮; 冯俊杰; 李金山; 刘杨; 邓忠; 贾艳辉; 赵东彬; 段福义; 王帘里
完成单位	中国农业科学院农田灌溉研究所
登记(发布)日期	2011
中文摘要	1、任务来源微压滴灌技术研究与示范为国家科技部农业科技成果转化资金项目“微压灌水器和过滤装置的中试与转化”(2009GB23320465)的核心内容。 2、应用领域和技术原理滴灌是一种先进的灌水技术,由于其节本增效显著,已成为现代农业的重要组成部分。但系统投资大、运行费用高,直接影响到其推广与应用,已成为制约这项先进灌水技术普及的主要障碍之一。微压滴灌技术研究与示范是针对滴灌发展中存在的问题,在现有微压滴灌技术的基础上,通过对微压滴灌系统的核心产品－灌水器和过滤器的中试与转化,对其核心技术进行熟化,进一步降低工作压力,减少成本和运行费用;同时,完善微压灌水器和微压过滤装置的结构和装配工艺,形成系列化,达到规模化、标准化的生产水平。为实现滴灌技术的“双节”(节水、节能)开创新路,为推动现代农业的发展和促进农民增收提供技术和产品支持。在进一步完善微压滴灌关键设备的基础上,定型、生产出不同规格、型号的微压灌水器和微压过滤器;项目从产品材料优选、结构优化两个方面,对原有产品中关键部件进行了改进和优化,使产品的性能有了明显提高,并使产品成本更加低廉、操作更加简单。结合相关项目新开发两种产品,使产品进一步系列化。通过技术组装和配套,形成标准化微压滴灌系统;结合试验示范,凝练微压滴灌成套的设计、运行管理技术。 3、性能指标 (1)优选了基于分散技术的多孔膜材料,为实现灌水器在微压条件下小流量、均匀出流打下基础;通过改进材料配方和灌水器结构,定型生产出3种微压灌水器产品;并生产出了1.1L/(m·h)以下的3个规格的微压滴灌带,经国家质检部门检测结果表明,该系列产品质量符合国家A类产品标准; (2)通过滤材的对比试验,中试转化出的基于海绵和水刺无纺布2种滤芯,经结构优化,定型并生产2种微压过滤设备,国家质检部门检测结果表明,压力损失在0.5m以内,产品质量符合国家相关标准要求; (3)通过对已有滴灌生产线的升级改造,形成了一定规模的微压滴灌管(带)生产线和微压过滤装置装配线,其中微压滴灌管(带)达到年产10万m的生产能力,折合微压灌水器在20～30万只;微压过滤装置装配线具备年产在3000套的生产能力; (4)通过系统的配套和完善,大大提升了微压滴灌系统的性能,通过在河南省南阳、博爱等地200余座温室的示范及生产应用,对微压滴灌系统考核。结果表明,通过微压灌水器和过滤装置的中试与转化,构建的微压滴灌系统与现有的滴灌技术相比,其投资降低超过38﹪,系统运行费普遍减少50﹪以上。 4、与国内外同类技术比较与常规滴灌相比,一是微压滴灌系统结构非常简单,在灌溉系统中不需要单独加设水泵、水表、逆止阀、排气阀等复杂结构,系统的唯一控制器是自动水位控制器,因而系统结构简单、性能稳定。二是首部所需的水泵扬程降低,投资下降,且过滤设备所需投资也将大幅降低。以单棚为例,常用的1吋网式过滤器需要100元左右,而本次中试和转化的2种过滤装置,成本在16元左右,因而微压滴灌的过滤装置售价不超过20元,过滤一项节省投资80﹪以上。三是由于微压滴灌采用小流量灌水,因而整个管网的过流量大幅降低,因而系统中各级管道的管径均可变细,因而系统投资也将降低。据估算,管网投资比普通滴灌可降低30﹪左右。由于毛管入口流量减小,也可使毛管长度加长,从而使支管数量减少。四是系统控制设备的数量少,且所需闸阀的口径变小,由原来单棚需2～4个32mm的配水阀变成一棚一个20mm的给水阀,此项投资将是原来的1/3～1/6。灌溉系统的控制设备减少了,这不仅使投资降低了,而且管理也变得简单了,自动控制变得容易了。五是系统运行方面,与常规滴灌系统相比,微压滴灌系统工作过程中只需消耗很小的动力,只要水槽与毛管间有0.2～0.5m的水头差,系统即可正常工作,灌溉过程就可以24h不停地连续进行。同时微压滴灌系统使用简单,除水源供水外,无需专门人员管理,系统的管理人员将由原来的2～4人减少到1～2人,同时管理人员的工作量小,使得系统的运行成本降低。此外,微压滴灌系统运行时不需要另加动力驱动,这一特征带来的另一个优点是：它可以在偏远的,无动力设施的荒山、沙漠中使用,只要当地有水源(或集雨池),系统就可自动运行。在研发过程中,形成了以上多项核心技术,促进微压滴灌核心技术体系和相关标准的形成。取得实用新型专利4项、软件著作权1项;发表各种论文18篇,其中EI收录2篇。 5、成果的创造性、先进性项目成果的主要创新包括在以下几个方面： (1)优选了基于纳米分散技术的多孔膜材料,为实现灌水器在微压条件下小流量、均匀出流打下基础; (2)通过改进材料配方,采用材料包裹技术,生产出了流量稳定、性能可靠的微压灌水器,拓展了滴灌灌水器系列; (3)通过滤材的对比试验,新开发了2种滤材的微压过滤装置,使用简便,性能可靠,提升了微压滴灌产品的配套性; (4)进行了大量室内试验和田间示范,使微压滴灌技术更加成熟。 6、作用意义微灌技术是目前最先进的田间节水灌溉技术之一,是实施农业现代化的重要组成部分和重要特征之一。多年来的推广应用,使人们已逐渐认识到微灌技术在设施农业持续高效生产中的地位和作用。通过微压滴灌技术研究与示范,为大力发展节本高效农业指明了方向,在我国农业从传统的粗放、低效、资源高消耗型增长方式向集约、高效、资源节约、可持续型生产方式的根本转变过程中,起到技术支撑和产品支持。 7、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见。微灌是一种高效的节水灌溉技术,是现代农业发展和资源可持续利用的必然要求。我国经历几十年的发展,取得了巨大的成就,但总体上还处于初级阶段。在设施农业生产中,虽然微灌的节水、增产效果都很理想,但发展还是比较缓慢的主要限制因素是：设备投资过高,运行费过大,增加了农业生产的成本,农民效益不明显;而微压滴灌技术研究与示范将投资门槛降低,为节水灌溉的推广提供了有利条件,也为自身发展拓宽了道路,应用前景广阔。微压滴灌系统除适宜于温室蔬菜种植外,还适用于大田作物、茶场、果园、蔬菜、苗圃、牧场、城市绿地等粮食、经济作物及园林植物的灌溉。但仍存在以下问题需克服和改进： (1)目前,以半透膜为主的微压滴灌带由于生产量较小,与用户要求相比,价格仍有些偏高,需要进一步扩大其生产规模,以便降低产品价格; (2)微压滴灌系统的考核仅经过1～2个生产周期,在今后需进一步加强生产应用考核,扩大其使用范围,并从中发现和解决生产所需,使微压滴灌技术更加成熟。
中文关键词	微压 ; 滴灌 ; 农田灌溉
成果类型	应用技术
中图法分类号	S275.6
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001472896
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242909
推荐引用方式 GB/T 7714	宰松梅,仵峰,范永申,等. 微压滴灌技术研究与示范[Z]. 应用技术,2011.