日光溫室膜面集雨微灌施肥技術

一、技術簡介

日光溫室膜面集雨微灌施肥技術是利用日光溫室膜面的集水效應蓄集雨水，配套灌溉施肥設備，開展設施無公害農業的旱作集雨農業的方法。該技術可有效提高水肥的利用和轉化效率，是干旱、半干旱地區發展日光溫室蔬菜生產解決用水短缺的一條行之有效的途徑。也為發展節灌農業，實現溫室蔬菜產業化發展提供了技術支撐。

其核心技術為以日光溫室膜面作為集雨面，采用“日光溫室膜面集雨+水窖+微灌施肥系統設備”的應用模式。利用日光溫室膜面集水，水窖蓄水，棚內微灌施肥，形成以集(蓄)、微灌、施肥為一體的集雨微灌施肥集成技術。即山地梯田建造日光溫室時，采用膜面集水、水窖貯存、滴灌供水的聯體設計。即在日光溫室的前屋面貼地處修建深20cm，寬40cm的混凝土集水槽，集水槽稍向水窖方向傾斜，在棚內和棚外一端修建水窖兩眼，形成棚面集水——防滲導引槽——水窖——滴滲灌的聯體構筑。棚膜底邊修集流槽，雨水通過集流槽流入溫室窖、池。經測定，膜面的臨界產流降雨量為1.2mm,其平均集水效率為90%以上,提高了降水的集流利用率。其主要技術為建棚時，同時開挖集流槽，集流槽按5%的坡降用模子或磚做成寬30cm，深15—20cm的集流槽，棚內修建底位水池，設計為4m×1m×1.5m的長方形，并鋪設防滲膜;水槽出水口處與水窖沉淀池相連，池上加蓋。我省日光溫室一般長為50m，膜寬8m，扣膜后實際膜寬7m，膜面積350m2，1mm降雨可蓄水0.3m3，按年降雨400mm計，一年按6個月扣膜計算，降雨200mm，可蓄水60m3。

二、技術規程

1、日光溫室建設指標及修建標準

(1)日光溫室選址。日光溫室應選在地勢平坦，日照時間長，土層深厚，質地適中，交通便利的地域。

(2)溫室性能指標

保溫性能。冬季最低氣溫應保持在10-12℃以上，室外出現-25℃左右極端低溫時，室內最低氣溫至少應維持在5℃以上。

采光性能。冬至前后的晴天中午，保證后屋面內側全部能受到光照，溫室中部1m高處的水平照度達到室外光照的70%以上。

穩固性能。能承受當地最不利的荷載組合(包括雪、風等)約25-35kg/m2。

土壤性能。土壤疏松、深厚、無鹽漬化，土壤無污染。

(3)結構參數

方位。溫室坐北朝南，東西走向或南偏西5°。

長度及跨度、溫室長以50m為宜。跨度7m。

背高3.5m。

前屋面形狀及角度，棚體為拱圓形，底角60°。腰角30°，頂角13°。

后屋面仰角及厚度。仰角38°，水平投影距離1.4m，后屋面厚度0.7m以上。

后墻高度及厚度，高2.8m，墻基厚1.2m，墻背1m。

(4)日光溫室建造

我省日光溫室通常采用中無柱鋼竹結構設計。

①筑墻。土墻體溫室修建，應按后墻及山墻厚度兩邊各放寬10cm，然后撒白灰線，挖40cm深，1.4m寬的地基，夯實找平，用椽打墻，后墻與山墻要連在一起筑，避免縫隙透風。

②立鋼架。按3.6m間距安裝鋼架，底部由一個水泥底座焊接，后層面中間用16#鋼筋焊接，東西拉8#鐵絲11道，并在壓鋼架間用2.4m長竹桿每0.5m一根，每間7排，大竹桿用扎絲固定在鐵絲上，前屋面東西拉19道8#鐵絲，每0.5m綁一排撐膜小竹桿，每間7排。

③鋪蓋后屋面。先鋪木板、木板上端壓住脊梁，下端插入后墻內側不少于15cm，再填充作物秸稈壓實，厚度不少于40cm，最后壓土，抹一層草泥。

④覆蓋棚膜。霜凍前選無風晴天覆蓋棚膜，棚膜的長度應超過東西山墻1米以上，寬度以棚面上端留0.8米通風口和下端壓住集流槽為宜。覆蓋棚膜時，最好在棚膜上端用烙合的方法壓入一條壓膜帶(使壓膜帶不和棚膜粘連)，棚膜上端和壓膜帶一起固定于距脊梁0.8米的拱桿和竹板子上，東西端卷入高梁秸或木條，在兩端拉緊棚膜，固定在山墻外側。

⑤覆蓋棚膜后，在竹板間拉上壓膜線，上端固定在脊梁上，下端固定在集流槽預埋件地錨上。

⑥覆蓋通風口，通風口棚膜上端通過草泥壓于后屋面上端，下端要求壓住棚膜50cm，扒縫通風。

2、集流槽的建造

(1)用磚或混凝土建集流槽用來收集前屋面雨水。

(2)集流槽要有一定坡降，建水窖的一端低，另一端高。

(3)修建集流槽時，根據棚長靈活掌握，剛開始建成瓦溝狀，20米后建成槽狀，隨著距水窖越近，槽逐漸加深。

3、蓄水池和水窖的建設指標及修建標準

(1)蓄水池的建造標準。棚內修建蓄水池，設計為4m×1m×1.5m的長方形，并鋪設防滲膜，以防止水分滲漏。

(2)水窖的建造標準

①水窖的構造。由窖身、窖口和窖蓋三部分組成。

②開挖。在畫好的兩圓之間豎直下挖0.8米深。同時在中間小圓上填高0.2米并夯實。挖好的環狀坑底面已是窖身半球與井口連接處。削半球土模應按投計窖的尺寸進行。

③削土模:土模削好后應成為窖口內模直徑0.5米圓柱體;半球體周圍是寬0.5米的平臺，將削好的土模用廢袋子蓋好，以免撞壞或水份蒸發，接著開挖窖身圓柱部分的土模槽。沿著半球體邊緣向下豎直搗挖成深4.2-5.6米，寬6厘米的環土槽。

④混凝土澆筑。按先澆槽，后澆球面再澆窖口的順序進行。槽內澆筑每層厚20cm，搗固密實。球面澆筑用抹予將混凝土貼在土模上及時拍打直至密實，窖口澆筑用抹子將混凝土貼上每次澆筑高30cm，可分多次完成。澆筑時要注意預埋進水管,并預留安裝提水泵的孔。

⑤回填夯實。澆筑三天后回填土至地面高。回填要分層夯實沿圓均勻升高。夯填時埋上進水管。

⑥挖窖。從窖口出土，當圓柱部分達l米深時要進行砂漿開挖。半圓球部分襯砌，由下而上進行。用抹子將混凝土帖在土壁上拍打密實，每層斜高30cm，沿圓周逐漸完成，在圓柱部分連接處預留3厘米寬的空隙。澆筑三天后用“預縮砂漿”把空隙填滿，并用力打實，接著砂漿抹面。

⑦襯砌混凝土和砂漿。混凝土標號采用150號，水泥為425普通硅酸鹽水泥，石子為河灘礫石用4×4厘米篩子過篩，砂子為粗中砂，含泥量石子不大于1%，砂子不大于3%，配合比按澆筑部位選用，材料用量每立方米水泥250公斤、石子1230公斤、砂子730公斤。窖口和窖身下部的半圓球是把混凝土貼在土模上，水灰比0.65為宜，窖身中部土模槽水灰比0.75為宜。

防滲部位砂漿抹面兩遍，第一遍水泥、砂于重量比1：3，第二遍1：2。方法是第一遍用鋼抹貼漿，木抹壓勻毛面即可，待第二天進行第二遍，混凝土和砂漿拌和均勻，用鋼抹貼漿并壓光。

⑧窖蓋。可混凝土預制和木制，專人管理使用，小孩或非正常人不要開啟使用，以免事故的發生。

4、灌溉施肥系統的組成。一套完整的灌溉系統由水源工程、首部控制樞紐、輸配水管道、灌水器四部分組成。首部控制樞紐由電機、水泵、過濾器、施肥器、控制和量測設備(壓力調節閥、分流閥、水表等組成)。輸配水管道由管網、即有干管、支管、毛管構成。灌水器安裝在毛管上的滴頭或噴頭。

以農戶小規模經營為主，適合溫室栽培的微灌施肥系統形式：

①單棚微灌施肥系統。控制面積在0.5—2畝，支管鋪設于地表，毛管鋪設于地膜下，每行作物一條毛管。使用離心泵或潛水泵，配套電機0.75-2.2千瓦，每畝設備費用1000元,使用年限5-7年。

②多拱棚輪流微灌施肥系統。適合早春作物栽培，棚間距小，多為南北走向。這種形式可減少首部設備投入。支管垂直于棚縱向鋪設在地表，毛管于棚縱向平行鋪設。首部水泵和電機的配置與單棚水窖、蓄水池或機井等微灌施肥系統相同。過濾器外側接軟管，使用時依次輪流與拱棚的支管連接。

③衡壓集中供水分棚自管滴灌施肥系統。適合于大面積蔬菜集中種植區。首部水源充足，配套動力大，并可安裝變頻調速器和其他自動控制設備，實現自動供水。各個大棚安裝水閥和施肥設備，根據種植作物品種實施各自的施肥方案。

5、微灌施肥系統的主要施肥方法及所需設備

(1)施肥罐法。利用分流原理,不需外加動力設備。適合溫室面積在0.5-2畝之間,施肥罐容積約30L，配套水泵流量5-10m3/hr，揚程15m左右，電機動力0.75-1.5千瓦。施肥罐一般用塑料或中性玻璃鋼制成，罐的容積依據施肥面積、單位面積施肥量和罐中溶液濃度而定。計算公式如下：

Ct=Fr×A/C

式中：Ct----施肥罐容積(L)

Fr----每次施肥時單位面積施肥量(kg/ha2)

A----施肥面積(ha2)

C----罐中溶液濃度(kg/L)

(2)文丘里器施肥法。利用射流原理,將文丘里施肥器與調壓閥并聯。各種規格的文丘里器都有相應參數，在選擇使用時應注意以下幾點：一是如果系統流量小于所選用文丘里管的最小通過流量，或通過文丘里管的流量超過其最大流量，出現汽化時，要根據系統流量和壓力選擇合適的系統流量。二是應考慮對系統造成的壓力損失的影響，在系統入口處設置控制閥和壓力表以調節施肥時的壓力。三是由于文丘里管在最大吸入量時對系統所造成的水頭損失最大，因此，通過文丘里管的流量控制在稍大于最小通過流量，穩定吸肥的狀態下。

(3)微重力自壓施肥法。在溫室中架高一儲水罐，將肥料放入敞開的儲水罐中溶化，肥液經過濾后，靠水的重力滴入土壤。

(4)灌溉施肥系統的過濾設備。為防止系統堵塞，灌溉水必須經過凈化處理。常用的有沙礫過濾器、離心式過濾器、篩網過濾器和疊片過濾器。沙礫過濾器和離心式過濾器用于大、中型系統的初級過濾。篩網過濾器在水質良好時用于末級過濾，當水質不良時可接在沙礫過濾器或離心式過濾器之后也作為末級過濾器使用，一般選擇120目以上規格。疊片過濾器可用于初級和終級濾，一般選擇120目以上規格。

6、技術模式與配套措施

(1)根據生產條件，選擇適宜的微灌方式，以加肥灌溉為核心技術，同時，實施地膜或者生物覆蓋地表，增施有機肥，確定合理灌溉制度和科學施肥方案，適當減氮、增磷、補鉀，施用微量元素肥料，以達到提高產量和品質的目的。

(2)在蔬菜設施栽培條件下，主要采取膜下滴灌施肥技術，作物生長前、后期土壤水分含量宜控制在田間持水量的60-70%和70-90%之間，配兌肥料養分N:P2O5:K2O比例應分別控制在1:1:1和2:1:3左右，灌溉肥液離子濃度在500-1500毫克/升之間。

三、注意事項

日光溫室膜面集雨微灌施肥技術作為我省新推廣的旱作節水農業新技術，在實施過程中應注意的主要問題：

一是防滲導引槽——水窖——滴滲灌的聯體構筑工程應嚴格按照工程設施要求進行修建，特別是導引槽應有一定的坡降，以利于蓄水;

二是灌溉施肥設備有多種類型，應按照自身經濟狀況及溫室大小、灌溉定額等綜合考慮設計方案。根據我省實際，我們認為，微重力自壓施肥法、文丘里施肥器法是較為適合我省實際的灌溉施肥方法。同時，根據我省實際，灌溉過濾設備設置十分必要，以疊片過濾器可用于初級和終級濾較好。滴灌管各地也可根據實際進行選擇。

三是目前，我省還沒有一套適合溫室灌溉施肥的肥料配方，各實施單位可根據各地實際，制定適合各自實際的溫室灌溉施肥的肥料配方。