地膜覆盖灌水法

（三）膜上灌水法的节水增产作用

地膜覆盖灌水法的实质是在地膜覆盖栽培技术基础上，不再另外增加投资，而利用地膜防渗并输送灌溉水流，同时又通过放苗孔，专门灌水孔或地膜幅间的窄缝等向土壤内渗水，以适时适量地供给作物所需要的水量，从而达到节水增产的目的。

如前所述，在地膜覆盖灌水法中，目前推广应用最普遍的类型是膜上灌水方法，尤其是膜孔沟灌法和膜孔畦灌法，其节水增产效果更为显著。

膜上灌水法的突出作用主要表现在以下几个方面：

1．节水效果突出根据对膜孔灌法的试验研究及对其他膜上灌方法的调查分析，其与传统的地面沟（畦）灌法相比较，一般可节水30％～50％，最高可达70％，节水效果显著。膜上灌法之所以能节约灌溉水量，其原因主要是：膜上灌法的灌溉水是通过膜孔或膜缝渗入作物根系区土壤内的。因此，它的湿润范围仅局限在根系区域，其他部位仍处于原土壤水分状态。据测定，膜上灌法的施水面积（为局部湿润灌溉）一般仅为传统为（畦）灌法灌水面积（为全部湿润灌溉）的2％～3％。这样，灌溉水就被作物充分而有效地利用，所以水的利用率相当高。

由于膜上灌法水流是在膜上流动，于是就降低了沟（畦）田面上的糙率，促使膜上水流推进速度加快从而减少了深层渗漏水量；铺膜还完全阻止了作物植株之间的土壤蒸发损失，增强了土壤的保墒作用。所以，膜上灌法比传统沟（畦）灌法及膜侧为灌法田间水有效利用率高，在同样自然条件和农业生产条件下，作物的灌水定额和灌溉定额都有较大的减少。

2．灌水质量提高根据试验与调查研究，膜上灌法与传统沟（畦）灌法相比较。其灌水质量的提高主要表现在以下三方面：

（1）在灌水均匀度方面膜上灌不仅可以提高地膜覆盖沿沟（畦）长度方向的灌水均匀度和湿润土壤的均匀度，同时也可以提高地膜沟（畦）横断面方向上的灌水均匀度和湿润土壤的均匀度。这是因为膜上灌可以通过增开或封堵灌水孔的方法来消除沟（畦）首尾或其他部位处进水量的大小，以调整和控制灌水孔数目对灌水均匀度的影响。

（2）在土壤结构方面由于膜上灌法水流是在地膜上流动或存蓄，因此不会冲刷膜下土壤表面，也不会破坏土壤结构；而通过放苗孔和灌水孔向土壤内渗水，又可以保持土壤疏松，不致使土壤产生板结。据观测，膜上灌灌水4次后测得的土壤干容重为1．49克／厘米3，比第一次灌水前测得的土壤干容重1．41克／厘米3仅增加不到6％，而传统地面沟（畦）灌溉后土壤干容重达到1．6克／厘米3，比灌水前增加了14％。

3．作物生态环境得到改善地膜覆盖栽培技术与膜上灌灌水方法相结合，改变了传统的农业栽培技术和耕作方式，也改善了田间土壤水、肥、气、热等土壤肥力状况的作物生态环境。

膜上灌水法对作物生态环境的影响主要表现为地膜的增湿、增热效应。由于作物生育期内田面均被地膜覆盖，膜下土壤白天积蓄热量，晚上则散热较少，而膜下的土壤水分又增大了土壤的热容量。因此，导致地温提高而且还相当稳定。据观测，膜上灌水法可以使作物苗期地温平均提高1～1．5℃，作物全生育期的土壤积温也有增加，从而促进了作物根系对养分的吸收和作物的生长发育，并使作物提前成熟。一般粮棉等大田作物可提前7～15天成熟，蔬菜可提前上市，如辣椒可提前20天左右上市。

此外，膜上灌水法不会冲刷表土，又减少了深层渗漏，从而就可以大大减少土壤肥料的流失。再加上土壤结构疏松，保持有良好的土壤通气性。因此，膜上灌水法为提高土壤肥力创造了有利条件。

4．增产效益显著由于膜上灌水法通过膜孔（缝）等可以依据作物需水规律，适时适量地进行灌水，为土壤提供了适宜的土壤水分条件，并改善了作物的水、肥、气、热的供应和生态环境，从而促使作物出苗率高、根系发育健壮、生长发育良好。新疆乌鲁木齐灌溉站膜上灌啤酒花单产12555千克／公顷，比大田增产330千克。新疆乌鲁木齐县安宁渠灌区膜上灌蔬菜比常规灌溉增产豆角3000千克／公顷以上，辣椒增产达15000千克／公顷以上。

（四）膜孔灌溉技术要素的确定及应用中需要注意的问题

1．膜孔灌溉技术要素的确定目前地膜覆盖灌溉多采用膜孔沟（畦）灌的形式。膜孔沟（畦）灌属于局部浸润灌溉。为保证作物根系区土层中具有足够的渗水量，以满足作物生长对水分的需要，就必须根据不同的地形坡度和土质等因素来确定膜孔灌溉的技术要素。膜孔灌溉的技术要素主要有入膜流量、改水成数、开孔率、膜孔布置形式和灌水历时。

膜孔灌溉的入膜流量就是在单位时间内进入膜沟或膜畦首端的水量，常以升／秒为单位。入膜流量的大小主要根据沟（畦）宽度、土壤质地、地面坡度和单位长度膜孔入渗强度的大小等确定。一般应根据田间不同入膜流量的水流行进过程实测灌水均匀度和田间水有效利用率等，来确定最佳入沟（畦）流量。

膜孔沟（畦）灌的灌水质量主要用灌水均匀度和田间水有效利用率进行评价。由于膜孔沟（畦）灌的水流是通过膜孔渗入到作物根部的土壤中，与传统沟（畦）灌相比，降低了土壤的入渗强度和地面糙率，使水流的行进流速增加，减少了深层渗漏损失。根据试验研究表明，地面糙率系数随单位面积的孔口面积（开孔率）的减少而减少。在地面坡度和灌水流量一定的情况下，膜孔沟（畦）灌的灌水均匀度随开孔率的减小而增加。在日光温室或棚室等保护地中，作物种植方向垂直于长度方向时，田间水有效利用率可大大提高，孔口处覆土和不覆土，对孔口入渗也有很大影响。因此，在膜孔沟（畦）灌时要考虑膜孔的开孔率和膜孔覆土与木覆土时灌溉入渗的影响。

2．膜孔灌溉推广应用中应注意的几个问题膜孔灌溉应注意的几个问题主要有：

①膜孔沟（畦）灌属局部灌溉。由于入渗强度的降低，灌溉时要特别注意满足灌水定额的要求。

②由于膜孔灌溉减少了土壤棵间蒸发，因此不能采用传统的灌溉制度，应根据实际含水率，确定节水型的优化灌溉制度。

③膜孔灌溉改变了一些传统的作物栽培技术措施，因此要采取合理的施肥措施，以解决作物后期的需肥问题。

④要注意残膜对土壤及农业生态环境的污染，在作物收割后应尽量回收残膜，或在作物灌一两水后揭膜。

⑤目前农户灌溉配水，多为大水定时灌溉法，一渠水限定时间灌完一户的田地，农户在指定的时间内，都力争多灌些。而膜孔灌溉是小水渗灌，渗水时间短则不能浸润足够的土壤。因此，需要继续试验研究适合当地的膜孔灌溉配水制度。

⑥膜孔宽畦灌时，要注意田面横向应平整和纵向比降要均匀，这样才能提高膜孔灌溉质量。

⑦有关膜孔灌溉技术参数和栽培方式主要是在新疆自然条件下总结出的一些经验，各地在推广应用时，应研究和总结出适合当地实际情况的膜孔灌溉栽培方式和灌水技术要素，使这一节水灌溉新技术在农业生产中发挥更大的作用。

（二）地膜覆盖灌水法的形式及其特征 各种形式的地膜覆盖灌水方法都有各自的特征和使用范围。

1．膜侧沟灌方法地膜覆盖的传统灌溉方法是膜侧沟灌方法，如图3－17所示。膜侧沟灌是指在灌水沟垄背覆盖，灌溉水流在膜倒灌水沟中流动，并通过膜侧入渗到作物根区土壤内。膜侧沟灌法灌水技术要素与传统的沟灌法相同。这种灌水方法适合于垄背窄膜覆盖，一般膜宽70～90厘米。膜侧沟灌方法主要用于条播作物和蔬菜。该方法虽说能增加垄背部位种植作物根系的土壤温度和湿度，但灌水均匀度和田间水有效利用率与传统沟灌法基本相同，没有多大改进，且裸沟土壤水分蒸发量较大。

2．膜上灌溉方法膜上灌溉方法是在地膜栽培的基础上，将原来在灌水沟垄背上铺膜改为在灌水沟（畦）内铺膜，其灌溉水流在膜上流动，并通过膜孔（作物放苗孔或专用灌水孔）或膜缝入渗到作物根部土壤中的灌水方法。与传统的地面沟（畦）灌水方法相比，膜上灌溉方法不仅改善了作物生长的微生态环境，增加了土壤温度，减少了作物颗间土壤蒸发和深层渗漏，不会造成地面板结和土壤冲刷，而且还可以大大提高灌水的均匀度和田间水有效利用率，达到作物节水增产和提高品质的目的。

膜上灌溉方法主要有以下几种形式：

（1）打埂膜上灌打埂膜上灌方法是在地表筑起5～8厘米厚的土层或畦田侧向构筑成高20～30厘米的畦埂；其畦田宽0．9～3．5米，膜宽0．7～1．8米。根据作物栽培的需要，铺膜形式可分为单膜或双膜。对于双膜，膜间中间或膜两边各留10厘米宽的渗水带，如图3－18所示。这种膜上灌的形式，畦面低于原田面，灌溉时水不易外溢和穿透畦埂，放入膜流量可加大到5升／秒以上。膜缝渗水带可以补充供水不足。目前这种膜上灌形式应用较多，主要用在保护地中密植作物双膜或宽膜的膜畦灌溉，要求田面平整程度较高，以增加横向和纵向的灌水均匀度。

（2）膜孔灌溉膜孔灌溉分为膜孔沟灌和膜孔畦灌两种。膜孔灌溉也称膜孔渗灌，是指灌溉水流在膜上流动，通过膜孔（作物放苗孔或专用灌水孔）渗入到作物根部土壤中的灌水方法。该灌水方法无膜缝和膜侧旁渗。

膜孔畦灌法的地膜两侧必须翘起5厘米高，并嵌入土埂中。膜畦宽度根据地膜和种植作物的要求确定，双行种植一般采用宽70～90厘米的地膜；3行或4行种植一般采用180厘米宽的地膜。作物需水完全依靠放苗孔和增加的渗水孔供给，入膜流量为1～3升／秒。该灌水方法增加了灌水均匀度，节水效果好。膜孔畦灌一般适用于芹菜等保护地作物。

膜孔沟灌法是将地膜铺在沟底，作物种植在垄上，水流通过沟中地膜上的专门灌水孔渗入到土壤中，再通过毛细管作用浸润作物根系附近的土壤。这种方法对随水传播的病害有一定的防治作用。膜孔沟灌法特别适用于甜瓜、西瓜、辣椒等易受水、土传染病害威胁的保护地作物。果树、葡萄和葫芦等作物可以种植在沟坡上，水流可以通过种在沟坡上的苗孔浸润到土壤中。灌水沟规格依作物而异，蔬菜一般沟深30～40厘米，沟距80～120厘米；西瓜和甜瓜的沟深为40～50厘米，上口宽80～100厘米，沟距350～400厘米。专用灌水孔可根据土质不同打单排孔或双排孔，对轻质土壤，地膜打双排孔；重质土壤，地膜打单排孔。孔径和孔距根据作物灌水量等确定。根据试验，对轻壤土、壤土孔径以5毫米，孔距为20厘米的单排孔为宜。对蔬菜作物入沟流量以1～1．5升／秒为宜。甜瓜和辣椒作物严禁在高温季节和中午高温期间灌水或灌满沟水，以防病害发生。

（3）膜缝灌膜缝灌法有膜缝沟灌、膜缝（孔）畦灌和细流膜缝灌等几种形式。膜缝沟灌是对膜侧沟灌进行改进，将地膜铺在沟坡上，沟底两膜交会处留有2～4厘米的窄缝，通过放苗孔和膜缝向作物供水。膜缝沟灌的沟长为50米左右。这种方法减少了垄背杂草和土壤水分的蒸发，多用于蔬菜，其节水增产效果都很好。

膜缝孔畦灌是指两膜宽的畦灌，就是在畦田田面上铺两幅地膜，畦田宽度为稍大于2倍的地膜宽度，两幅地膜间留有2～4厘米的窄缝，如图3－20所示。水流在膜上流动，通过膜缝和放苗孔向作物供水。入膜流量为3～5升／秒，畦长以30～50米为宜，要求土地平整。

细流膜缝灌是利用第一次灌水前追肥的机会，将作物行间地膜轻轻划破，形成一条膜缝，并将膜缝压成一条U形小沟。灌水时将水放入U形小沟内，水在沟中流动，同时渗入到土中，浸润作物，达到灌溉的目的。它类似膜缝沟灌，但入沟流量很小，一般流量控制在0.5升／秒为宜，所以它又类似细流沟灌。细流膜缝沟灌适用于地形坡度大于0．01或土壤较黏重的保护地中。

（4）温室涌流膜孔沟灌温室涌流膜孔沟灌系统是由蓄水池、倒虹吸控制装置、多孔出流配水管和膜孔沟灌组成的半自动化温室灌溉系统。其原理是灌溉小水流由进水口（一般是自来水）流到蓄水池中，当蓄水池的水面超过倒虹吸管时，倒虹吸管自动将蓄水池的水流输送到多孔出流配水管中，水流再通过多孔出流配水管均匀流到温室膜孔沟灌的每条灌水沟中。该系统不仅可以进行间歇灌溉，而且还可以进行施肥灌溉和温水灌溉，以提高地温和减少温室的空气湿度。并促进提高作物产量和防治病害的发生。该系统主要用于温室条播作物和花卉的灌溉，并可以用于基质无土栽培的营养液灌溉上。

3．膜下灌溉方法采用地膜覆盖是抑制地面蒸发、降低保护地环境温度的有效措施。在可能的情况下，应尽量加大棚室蔬菜的地膜覆盖。在深秋、冬季和早春，为了保证保护地环境具有适宜于作物生长的温、湿度条件，在控制灌溉水量和水温的同时，常采用膜下沟灌和膜下滴灌。

（1）膜下滴灌为了减少保护地作物棵间蒸发，降低坏境湿度和尽量减少由于排湿和灌溉带来的降温作用，使保护地环境具有适宜的温、湿度条件和土壤具有良好的通透性，常采用膜下滴灌对作物进行灌溉。

膜下滴灌法是将滴灌管覆盖在膜下，利用滴灌灌水器出流湿润作物根区土壤的一种灌水方法。该方法主要适宜于对温、湿度条件要求较高的保护地作物的灌溉，如黄瓜、番茄、西芹等。其技术要素确定同第四章滴灌技术。

（2）膜下沟灌是将地膜覆盖在灌水沟上，灌溉水流在膜下灌水沟中流动，以减少土壤水分蒸发。其入沟流量、灌水技术要素、田间水有效利用率和灌水均匀度与传统的沟灌相同。

保护地中采用该方法可以减少室内的空气湿度，减少和防治病害的发生，减少土壤棵间蒸发，提高水的利用效率。该方法主要适用于耐湿性较差的保护地作物。