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园艺植物的灌溉排水技术和节水栽培的介绍
作者:   来源:    时间:2017-10-20 00:00:00    字体:[大] [中] [小]

水对于园艺植物栽培生产是至关重要的。灌溉与排水是园艺植物栽培生产中一项经常性的工作,不但耗时长,用工多,而且随着水资源供应的急剧减少,对园艺植物灌排水技术的要求也不断提高。依据植物的生活习性、生长发育规律等特性,合理地利用有限的水资源,适时排灌,积极发展节水农业,对我国这样一个水资源缺乏的农业大国尤为重要。


  一、灌溉

       (1)灌溉依据

       植物体没有水便无法生存,水是植物生长发育的重要因素。植物体内生长发育活跃部分的含水量达到80%以上,没有水植物便无法进行正常的光合作用,代谢过程受阻。一般来说蔬菜产品的含水量为80%~95%,果品的含水量为75%~95%,不同花卉含水量不同,花卉产品中鲜切花含水量在5%~10%的情况下就会出现萎蔫现象,大大降低花卉产品的商品价值,可见植物不能缺水,适时灌溉对植物生长发育非常重要。

       (2)灌溉方式

       ①地面灌溉:地面灌溉需要很少的设备,投资少,成本低,是生产上最为常见的一种传统的灌溉方式,包括漫灌、树盘灌水或树行灌水、沟灌、渠道畦式灌溉等。平原区果园地面灌水多采用漫灌、树盘灌水或树行灌水、沟灌等灌溉方式。蔬菜植物多畦栽,因而地面灌溉多采取渠道畦式灌溉。畦田种植的草本花卉也可以采用这种方式。木本观赏植物的灌溉方式基本上同果树灌溉。此外,漫灌适用于夏季高温地区大面积种植,且生长密集的草坪,沟灌也适宜大面积、宽行距栽培的花卉、蔬菜。地面灌溉虽简便易行,但灌水量较大,容易破坏土壤结构,造成土壤板结,而且耗水量较大,近水源部分灌水过多,远水口部分却又灌水不足,所以只适用于平地栽培。为了防止灌水后土壤板结,灌水后要及时中耕松土。

  ②喷灌:喷灌又称为人工降雨,是利用喷灌设备将水分在高压下通过喷嘴喷至空中降落到地面的一种半自动化的灌溉方式。喷灌可以结合叶面施肥、药物防治病虫害等管理同时进行,具有节约用水、易于控制、省工高效等优点,不破坏土壤结构,能冲刷植株表面灰尘,调节小气候,适用于各种地势。但其设备投入较大,在风大地区或多风季节不能应用。应用喷灌方式灌溉时雾滴的大小要合适。

  喷灌有固定式、半固定式和移动式3种方式。果园中树冠上喷灌多采用固定式喷灌系统,喷头射程较远。树冠下灌溉一般采用半固定式灌溉系统,也可采用移动式喷灌系统。草坪的喷灌系统多安装在植株中间,以避免花朵被喷湿,降低质量。果园喷灌按喷水高度又分3种:一是高于树冠的;二是树冠中部的;三是树冠以下临近地表面的,后者用小喷头,又称微喷。

  以原有的喷灌技术为基础,在园艺植物温室自动化栽培控制上,尤其是花卉的温室化生产中,有条件的地方已开始逐步推广微喷技术。微喷是一种高效、经济的喷灌技术,微喷系统是根据园艺植物棚室生产特点而设计的,特别适合于各类花卉和蔬菜设施规模生产。微喷系统水带采用上走式,喷水雾化程度高,喷水时如同下着绵绵细雨,不易损坏各种植物,且能增加植物的光合作用,促进作物生长,既能节水,节省人工,又可结合肥料、农药喷洒,不会引起水土流失,药肥损失。综上,微喷具有以下优点:第一,雾化程度极佳,覆盖范围大,湿度足,保温、降温能力强,提高产量;第二,造价低廉,一次性投资回收快,且安装容易,快捷;第三,具有防滴设计,省时,省水、省力,可结合自动喷药,根外施肥;第四,使用年限长,且喷头更换容易;第五,也可适用于果园喷灌(如荔枝、龙眼),对植物的叶子、果实均能均匀喷洒。总之,微喷系统克服了以往棚室生产中拖带喷水的各种不足,简便实用。

  ③滴灌:滴灌是直接将水分或肥料养分输送到植株根系附近土壤表层或深层的自动化与机械化结合的最先进的灌溉方式,具有持续供水、节约用水、不破坏土壤结构、维持土壤水分稳定、省工、省时等优点,适合于各种地势,其土壤湿润模式是植物根系吸收水分的最佳模式。现广泛应用于果树、蔬菜、花卉生产中,但其设备投资大,而且为保证滴头不受堵塞,对水质的要求比较严格,滤水装备要精密,耗资很高,从节水灌溉的角度来看,滴灌在未来将是一个很有前途的灌溉模式。

  ④地下灌溉:地下灌溉是将管道埋在土中,水分从管道中渗出湿润土壤,供水灌溉,是一种理想的灌溉模式。该方法具有利于根系吸水、减少水分散失、不破坏土壤结构、水分分布均匀等优点。但由于管道建设费用高,维修困难,因而目前该方法正逐步被替代。

  此外,在果树灌溉中还采用树盘积雪保墒的办法,对于春季干旱、水源缺乏又无灌溉条件的地区来说,这种方法切实可行。利用冬季积雪增加土壤水分,从而减轻春季的干旱,同时又可以提高地温,减轻根系冻害。为减少积雪蒸发,须将积雪整平压实,春季解冻时溶入土中供果树利用。在花卉上,尤其是容器栽培的花卉,还可以利用浸灌的方法进行灌水,其做法是将花盆或容器放在盛有水的池子中,池中水面不能超过花盆上的边缘,这样水从花盆底部的小孔慢慢渗入盆土,供水充足,又可节约用水,且不破坏土壤结构,但相当费时费工,所以多用于花卉和蔬菜的播种繁殖。

       (3)灌溉时期

       不同园艺植物由于生育特性不同、环境因子不同、栽培条件不同等原因,造成适宜灌溉期之间存在着差异。

  ①果树灌溉时期:萌芽开花期,供水充足可以防止春寒、晚霜的危害,可促进新梢生长,增大叶面积,促进光合作用,有利于开花结果,为丰产打下基础。

  花后幼果膨大期,是果树需水的临界期,供水不足会引起新梢生长与果实生长之间的水分竞争,严重时能引起生长势减弱,落果严重。对于国光苹果来说,花后灌水可极大地提高坐果率。

  果实生长期,一般是6-8月份,是多数落叶果树果实膨大和花芽大量分化的重要时期,此时气温高,蒸发量大,需水较多,因而保证水分供应十分重要。

  灌冻水,一般在果实采收后至土壤冻结前的这段时期,结合施基肥进行灌水,可增强树体冬季的抗寒能力,为来年果树的正常萌发生长打下基础。

  此外,进行果树灌水要在不同种类、品种、树龄、气候环境等综合条件影响下灵活把握最佳灌水时期。在水分缺乏的地区可以只灌花前水、花后水和封冻水,无条件灌溉的情况下,要重视抓好蓄水保墒工作。

  ②蔬菜灌溉时期:不同种类、品种的蔬菜对水分需求差异较大,有的蔬菜需水较多,消耗水分也多,如甘蓝、莴苣、黄瓜、白菜、绿叶菜类等;有的蔬菜需水多而耗水少,如葱蒜类等;有的蔬菜要求水分适中,如南瓜、菜豆、番茄、辣椒、马铃薯等;有的蔬菜需水、耗水均少,如西瓜、甜瓜、胡萝卜等;有的蔬菜则长年生长在水中,如莲藕等。因此把握最佳灌水时期首先要把握生态习性,而且不同蔬菜在生长的各个时期对水分的要求也有一定的规律。

  种子发芽期,要求一定的土壤湿度,满足种子吸水膨胀以后才可以完成内含物的转化利用,根系生长和胚轴生长都需要水分,水分不足势必影响出苗,所以播种前要充分灌水。

  幼苗期,叶片较小,蒸发量小,需水较少,但土壤的蒸发量较大,易引起土壤干旱,所以需水量很大。

  养分积累期,是植物积累并形成养分的时期,又是植株细胞体积增大的主要时期,此时植株生长最为旺盛,是需水量最大的时期,应勤浇水,多浇水,保证植株生长、养分积累的水分需求。

  开花期,对水分较为敏感,水分亏缺易引起落花落果,水分过多又会引起植株徒长,所以果实、蔬菜在开花初期应适当节制浇水,待第一茬果实坐果后再大量供水。

  ③花卉灌溉时期:花卉灌水与季节及生长发育有着密切的关系。通常在春天生长初期生长量较小,耗水量少,每隔一两天浇1次水即可。入夏以后生长进入旺盛期,气温也开始升高,日照延长,蒸腾旺盛,耗水量较大,需要较多的灌水,宜在每天早上和中午稍后各浇1次水。冬季温度相对降低,植株生长缓慢或进入休眠阶段的花卉应少浇水或停止浇水,若需要浇水,一般视情况三四天浇1次或更长时间浇1次。

  花卉浇水还要本着“见干见湿”的原则,即浇时要浇足。盆栽花卉多表土发白时浇水,浇至盆底渗出水为止。另外,花卉品种繁多,种类各异,不同品种对水分的要求有很大的差异,浇水还要因品种、生活习性、生长发育特性而适时、适量浇水。

  将花卉按水分需求分类,不同各类间存在着差别。旱生花卉,如仙人掌科和景天科的多浆植物,需水量少,生长旺盛期浇水要在第1次浇水后盆土完全干燥时再浇第2次水,宁干勿湿,冬季要求完全干燥;湿生花卉,如观叶海棠、网纹草、蕨类植物、凤梨科植物、天南星科植物等,一般需水量较大,表土略有干燥就应浇水,宁湿勿干,一年四季都要保持盆土湿润;中生花卉,大多数盆栽花卉都属于这一类,对水分的要求介于以上两者之间,浇水比较勤,表土稍干就开始浇水,见干见湿,冬季温度低于10℃时要减少浇水次数。

  从生长习性角度来分类,一二年生花卉由于根系较浅,对水分要求量大,浇灌时间间隔要短,灌水要勤;宿根、球根类花卉,尤其是球根类花卉,浇水过多会引起地下器官腐烂,因而灌水时间间隔稍长;木本类花卉,其根系达到较深土层,吸收深层地下水的能力强,所以灌水时间间隔较长。

  此外,有些花卉植物对水分特别敏感,若浇水不慎就会影响生长和开花,甚至导致死亡。如大岩桐、蒲包花、秋海棠的叶片淋水后往往会腐烂;仙客来球茎顶部的叶芽、非洲菊的花芽等淋水后也会腐烂、枯萎;兰科花卉和牡丹分株后,在新根生出以前,灌水量过大也会引起腐烂。

  (4)灌水量

  灌水量应根据植物的种类、品种、季节、土壤含水量、降雨、空气湿度、生长发育特点、生态习性等多方面因素来确定,所以很难有一个统一的标准,并且不同灌溉方式间灌水量也不尽相同。

       二、排水

  园艺作物正常生长发育需要不断地供给水分,在缺水的情况下生长发育不良,但土壤水分过多时影响土壤通透性,氧气供应不足又会抑制植物根系的呼吸作用,降低水分、矿物质的吸收功能,严重时可导致地上部枯萎,落花、落果、落叶,甚至根系或植株死亡。所以处理好排水问题也是植物正常生长发育的重要内容,在容易积水或排水不良的种植园区,要在建园时就进行排水工程的规划,修筑排水系统,做到及时排水。

  积水一般主要来自雨涝、上游地区泄洪、地下水异常上升与灌溉不当的淹水等方面。多数认为涝害比干旱更能加速植株存活下来,而涝害发生5~15d就会使一半以上的栽培植物完全死亡。水生植物地上部怕淹,淹水1~2d以上就会引起严重的危害,但也有一些植物又耐旱又耐涝,如草坪草中的白三叶草、垂盆草、鸭跖草等。果树上不耐涝的品种多采用耐涝砧木嫁接来提高耐涝性。

  目前生产上应用的排水方式主要有3种,即明沟排水、暗沟排水和井排。明沟排水是目前我国大量应用的传统方法,是在地表面挖沟排水,主要排除地表径流。在较大的种植园区可设主排、干排、支排和毛排渠4级,组成网状排水系统,排水效果较好。但明沟排水工程量大,占地面积大,易塌方堵水,养护维修任务重。暗沟排水,多使用在不易开沟的栽植区,一般通过地下埋藏暗管来排水,形成地下排水系统。暗沟排水不占地,不妨碍生产操作,排盐效果好,养护任务轻,但设备成本高,根系和泥沙易进入管道引起管道堵塞。目前国内应用较少,多应用在城市绿化方面。井排,对于内涝积水地排水效果好,黏土层的积水可通过大井内的压力向土壤深处的沙积层扩散。此外,机械抽水、排水和输水管系统排水方法是目前比较先进的排水方式,但由于技术要求较高且不完善,所以应用较少。

       三、节水栽培

  水是植物生命活动的重要物质,是限制植物生长发育的关键因素,在农业生产中是影响作物产量和质量的最根本因素,然而可利用的水资源日趋贫乏,造成水资源的日益减少与工农业生长剧增之间的矛盾日益尖锐。园艺产品在人们日常生活中占有相当大的比重,而不断拓展的生产规模也给水资源的开发利用提出了严峻的考验。面对全球性水资源和人类淡水使用量的空前增加,以及农业耗水量的逐渐增大,发展节水农业势在必行。园艺植物,尤其是果树、蔬菜的大田生产中,应当积极采用节水灌溉技术,适应水资源短缺现状,搞好节水农业是实现农业可持续发展的重要措施。

  (1)节水灌溉概念

  节水灌溉属于农业范畴,是全球性水危机形势下对农业用水所采取的最低量灌溉方法,也就是说它是灌溉农业不得不向旱作农业发展的一种中间过渡型栽培管理体系。在栽培过程中采用一切技术尽可能节约灌溉用水,尽量利用植物低耗水和耐旱、抗旱能力,从而获得优质高产的农产品,这就是节水栽培,其目的是提高水的利用率和水分生产率。节水灌溉的内涵包括水资源的合理开发利用、输配水系统的节水、田间灌溉过程的节水、用水管理的节水以及农艺节水增产技术措施等方面,由灌溉农业向节水栽培农业发展,再由节水栽培向旱作栽培不断过渡,对缓解水资源短缺和实现农业可持续发展有重要的意义。

       节水灌溉是一项系统工程,包括水土保持、土壤管理和输水、灌水、耗水等环节的节水技术,实际上是对区域水循环系统(由地表水、土壤水和地下水等部分组成)中3个主要要素,即土壤水、地下水和农田蒸散进行直接的人为干涉。其中输水环节的节水技术一般是渠道防渗和管道输水,直接影响渠水对地下水的补给量;灌水环节和耗水环节的节水技术较多,例如喷、滴灌等先进的灌溉技术、节水灌溉制度、田间覆盖技术等,这些技术直接改变了作物根系层土壤含水量及土壤水的时空分布,从而对水循环各要素产生直接或间接地影响,引起整个水循环系统的改变。

  (2)种植园节水栽培途径

  选择节水灌溉的主要技术途径必须充分考虑种植园区的自然条件、经济条件、灌溉方式、水资源状况及植物的生长发育习性、特性等各项因素。一般确定节水灌溉主要技途径要遵循以下原则:一是对不同类型的灌溉区域、不同灌溉方式采取不同的节水灌溉技术;二是充分考虑当地的经济条件,合理利用当地现有材料;三是根据当地水资源缺乏现状选择节水技术;四是根据当地植物的种植结构及植物特性确定不同的节水技术;五是根据当地的地形地貌以及气候条件等确定不同的节水技术。

  建立节水灌溉技术体系可以极大地促进农业向高产、高效的方向发展。目前实施种植园节水灌溉技术要抓好以下3个体系的工作。

  ①建立工程传输节水技术体系:首先在利用天然降水,积蓄雨水或深耕蓄水,巧用雨水进行灌溉;第二,涵养水源,从当地水资源的主要来源出发,采用多种措施,补充并贮存地下水源,地下水是农田灌溉的主要水源,从而补充了灌溉水源,有计划地多年调节地下水源,植树造林可增加蓄水量又可调节小气候,有助于补充水源,严格管理水源,严禁超采水源;第三,防止输水渠道外渗,从水源到田间输水损失占相当大的比重,因而建立严密的渠道输水系统可防止沿途渗漏和蒸发;最后还要采用合理的用水制度。

  ②建立植物节水栽培技术体系:第一,改变传统的粗放经营,在播种时就给予精细管理,适当减少弱苗,培育壮苗,促进根系生长,加强水肥的吸收能力;第二,选用、培育耐旱品种,以品种的优良抗性减少灌溉,实现节水栽培目的;第三,镇压土壤表层,促进毛细上升,增加有墒,提高成苗率;第四,灌溉后或解冻后松动表土,阻断毛细水上升导致蒸发散失,以土蓄水;第五,将地表覆盖,减少地表蒸发,保蓄水壤水分;第六,增施有机肥,提高土壤肥力,有利于土壤及植株的保水;第七,延迟或提早播种,错过植物生育需水期与供水期的矛盾,适时调节用水;第八,合理安排植物的种植结构。

  ③建立节水技术推广体系:第一,各级政府应给予充分的重视,并给予人力、物力及财力的支持,将节水灌溉技术推广形成一种政府行为;第二,积极宣传节水灌溉的重要性,提高全民的节水意识;第三,气象部门应给予充分的重视,做好浇关键水时的天气预报;第四,农业部门应积极抓好节水灌溉的培训工作,使农民真正做到科学用水,第五,科研机构应大力开发节水灌溉技术,目前已经研制出抗旱、保墒、保水剂,应用效果较好。

  (3)种植园节水灌溉技术

  掌握节水灌溉技术要从以下几方面入手:

  ①实施先进的灌溉方式,如地表灌溉、滴灌、喷灌、定位灌溉、封闭式渠道灌溉及地下灌溉等,其中地表灌溉中是最节水的灌溉途径是小畦灌溉和细流灌溉应制止大水漫灌的方法;小畦可以以一株果树为一畦,一般为5-15m长。漫灌和大畦灌溉有相当浪费水源,溪流沟灌是边开沟、边灌溉、边覆土,有利于蓄水保墒,这种细沟长度及间距应随土质及地面坡度而变化。

       ②合理灌水,在适当时期以最少量水获得最大的收益,这就要掌握植物对水分营养反应的特点:不同种类或品种的植物对水分的需求及水分胁迫的敏感程度有差别;在土壤条件良好的情况下,植物对水分的要求取决于其自身的蒸腾量及其生长发育阶段特点;植物种植结构、密度、栽培管理方式等也影响其对水分的需求量;水分胁迫在有些植物的生长发育及新陈代谢中具有后效作用;灌溉时间及灌溉量的确定要取决于采用的灌溉技术;此外植物对水分的需求还要考虑当地的气候条件、土壤理化性质、地形地貌等条件。因此,合理灌溉受多方面因素的综合影响。果树需水非关键时期是节水的重要时期,可以不灌溉或最少灌溉。

  ③灌溉后及时采取保墒措施,减少植株蒸腾及土壤蒸发,如用秸秆、地膜、沙石等材料覆盖,或在土表施用化学覆盖物质等。减少植株蒸腾可采用修剪、整枝、疏叶疏枝、疏花疏果、应用抗蒸腾剂、合理施肥、协调生长等措施。

  目前在园艺植物节水灌溉上研究较多的是果树的节水灌溉,蔬菜方面只有少量研究,而在花卉上则寥寥无几,这与栽培管理的精细、粗放程度关系较为密切。随着农业生产、园艺作物生产的深入发展,蔬菜、花卉的节水栽培也将逐渐提上日程。

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