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Industry news
水利部科技推广中心为痕量灌溉技术推广应用发推荐函
《中国科学报》记者 彭科峰 / 时间:2015-12-02 13:35:50

  据科学网2015年12月2日讯 11月23日,水利部科技推广中心对外发布了一份关于痕量灌溉技术推广应用的推荐函。推荐函指出,痕量灌溉具有超强的抗泥沙水和抗生物堵塞性能,建议有关单位根据实际情况,进行推广应用。
  “这份来自国家权威部门的认证,来之不易。但无论如何,这是对大家长期以来工作的肯定。”在接受《中国科学报》记者采访时,华中科技大学痕灌研究中心主任诸钧感慨万分。
  经过多年的潜心钻研,诸钧自主发明了痕量灌溉技术。依靠这种技术,可以在地下进行水肥一体化灌溉作业,并且能够任意降低流量以满足作物的最佳需求,避免了水肥的地表挥发和地下渗漏。
  “痕量灌溉,是继微量灌溉(微灌)之后的更低更稳定出水的地下灌溉技术。它解决了地下水肥一体化出水不均、滴头堵塞等难题,具有同等产量下比滴灌节水约50%、节肥30%以上的能力,还可以减少农药化肥残留、提高农产品的安全性和品质。希翼未来能够得到大规模的推广。”诸钧表示。
  超越滴灌的新技术
  1962年,一位以色列农民给庄稼浇水,偶然发现水管漏水处的庄稼长得格外好。水在同一点上渗入土壤是减少蒸发、高效灌溉及控制水、肥、农药最有效的办法。作为一种节水技术,滴灌技术近些年也在中国得到广泛的推广。
  “但需要注意的是,滴灌技术走过了五十年的历史,其局限性正在凸显。”诸钧表示,以往的灌溉方式,包括滴灌,都可以理解成单层结构控水,为了降低流量,滴灌采用迷宫式的流道设计,弯曲而狭长的流道的任何一处不通,流道就不可逆地被堵塞,即灌水器在出水的同时被迫承担过滤功能,而且流量越小说明孔径越小,堵塞越快。
  传统的滴灌技术无法解决堵塞问题,需要新技术的出现。
  由诸钧发明的痕量灌溉技术,可从根本上解决这一问题。痕量灌溉采用双层结构控水,两层特性相反的透水材料互为保护,将滴灌堵塞发生在三维流道内的问题变为堵塞物仅能悬浮在二维的平面上,从而克服了滴灌灌水器堵塞这一难以跨越的障碍。
  诸钧表示,痕量灌溉技术是将装有控水头的管材埋设在农作物根部,能及时为植物提供所需的水肥而不造成浪费。
  痕量灌溉还解决了地下灌溉难以避免的根系侵入问题。滴灌时,为了提高抗堵能力,灌水器必须朝上埋放,一旦停水,泥水就会被托举在灌水器上,如果这时候土壤中水分含量不高,植物根系就很容易伸进灌水器造成堵塞。而由于痕量灌溉超强的抗堵能力,使用时痕灌灌水器可以朝下放置,一旦停水,灌水器的水在重力作用下就会进入土壤,根系不会被吸引到灌水器里。
  实验效果良好
  经鉴定,这项技术比广泛运用30余年的滴灌技术节水50%左右、节肥30%以上,堪称为节水灌溉技术的革命。
  《中国科学报》记者了解到,目前,痕灌技术在新疆哈密、昌吉等地应用,取得显著成效。2014年痕灌技术的应用,让哈密450亩枣林丰收。当地农业水利部门鉴定,相同产量仅用了不足传统灌溉四成的水,在干旱的新疆推广前景可观。
  诸钧先容,相同水量的情况下,痕量灌溉的灌溉面积可达到滴灌技术的2倍,漫灌技术的10倍以上。
  自2008年起,他带领的团队先后在北京、新疆、内蒙古、宁夏、广西、云南等地的1800亩露地及120座温室中,针对蔬菜、果树、花卉、甘蔗等作物,对痕灌系统的灌水均匀度、土壤含水量等进行大量试验和示范。
  痕量灌溉也将作为我国唯有的效果远超过滴灌的节水灌溉技术走出国门,服务全球。“痕量灌溉技术即将出口到农业大国美国,接下来还会和俄罗斯等海外国家合作。”诸钧先容。
  亟待大规模推广
  今年3月下旬起,中国水科院水利所对痕量灌溉产品(痕灌带900)进行了长时间的测试。
  日前,中国水科院水利所正式出具测试报告结论,称“在未经过滤的泥沙水原水状态下,痕灌带900表现了其他滴灌带难以实现的良好抗堵塞性能;痕灌灌水器在流量降低后即便通过原水冲洗,流量仍能得到恢复”。
  11月,水利部科技推广中心组织的专家鉴定会也首次以远超国际标准的难度进行了测试,并高度评价了痕量灌溉的抗堵性能。
  全国人大代表樊进军表示,痕量灌溉是继滴灌后国际上唯一从灌溉理论、产品形态到使用方法的系统原始创新,理应在全国进行广泛推广。
  诸钧对痕量灌溉的发展前景有清晰的预见,他这样描述,“痕量灌溉由于不堵塞,可以像城市的自来水一样成为农业生产必备的基础设施,彻底解决农业灌溉‘最后一公里’的问题。以痕量灌溉为依托,未来的植物产业可将水(痕量灌溉)、作物、土壤作为一个整体看待,以农业机械为纽带,实现三者像工业生产资料一样准确匹配,有望过渡为准工业生产,精准铺耕、精准灌溉、精准采收将成为现实。”
  痕量灌溉技术


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  这项技术是利用毛细管力原理,结合膜过滤技术形成特制的控水头,每个控水头每小时的水流量可以控制在1~200毫升内,故得名“痕量灌溉”。


痕量灌溉系统控水头结构示意图


  与常见的节水技术滴灌相比,痕量灌溉可以节水一半以上,而且解决了滴灌的顽疾一一堵塞问题。痕量灌溉系统的每个控水头都有独特的膜对水源进行自动过滤,使用的水无需事先处理。由于过水量达到了痕量级别,故管道内物理性、化学性和生物性的堵塞都不会发生,而且不用清理管道,只要有水,系统就能自动稳定工作。


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