宁夏葡萄黄河水自流微灌根域限制栽培的战略思考

宁夏葡萄黄河水自流微灌根域限制栽培的战略思考

■ 李春阳1,2，马丹阳1,2，肖东明1,2，王世平3，张文斌4，王振平2* 【摘 要】黄河水自流微灌根域限制栽培是最新研发成功的节水、增效灌溉技术。本文根据宁夏贺兰山东麓葡萄种植区的实际情况，对葡萄黄河水自流微灌根域限制栽培的意义、可行性及生产实践效果、应用前景及限制因素进行了论述，旨在可持续、高效、低碳地发展宁夏葡萄产业。 【期刊名称】中外葡萄与葡萄酒 【年(卷),期】2015(000)001 【总页数】4

【关键词】葡萄栽培；黄河水；自流微灌；根域限制

宁夏平原年降水量约200 mm,，蒸发量约2000 mm左右，完全依赖黄河水灌溉进行农业生产。贺兰山东麓葡萄园多选择在沙荒地上建园，土壤中伴有石砾层，漏水漏肥严重，且多采用大水漫灌，每公顷葡萄园每年灌水量达1.5万m3，水资源浪费严重。近年来，由于葡萄种植面积的不断扩大，现有黄河资源难以维系葡萄正常生长，葡萄产业发展与水资源之间的矛盾日益突出。如何解决葡萄种植过程中水资源浪费的问题，已成为干旱、半干旱地区葡萄种植亟需研究的课题。根据宁夏当地葡萄生产所处的降雨量低、蒸发量大的环境条件，以及水资源短缺和黄河水泥沙含量高的实际情况，结合根域限制栽培技术成功研发出节水、增效的葡萄黄河水自流微灌根域限制栽培技术系统，通过近几年的应用实践表明，该系统投入低、操作简便，节水近一半，并且具有改善土壤环境、提高葡萄产量和品质的优势。现将具体情况加以介绍。

1 葡萄黄河水自流微灌根域限制栽培的概念及研发

1.1 黄河水自流微灌的概念

黄河水自流微灌是指在没有任何外部人工压力及机械压力的情况下，将含有泥沙微粒的黄河水通过特殊的设备及管道精准地运送到作物根系周围区域，实现改良土壤理化性质、节约用水用肥的目的。其技术核心是通过与末级固定渠道直接相连的输水主管道与相连接的支管道、节流阀、带有出水微孔的PE微管带相互连接构成黄河含沙水自流微灌系统。在葡萄产业中，利用末级固定渠道中水流所具水压将饱含泥沙微粒的黄河水直接输送到葡萄树行，并通过微灌带的微孔均匀地分流出黄河含沙水到葡萄根系分布的土壤，可减少沟灌、畦灌和漫灌的灌溉水深层渗漏，并避免根际肥料营养的随水渗漏，达到节水节肥目的，具有常规滴灌不具备的优势。 1.2 葡萄根域限制栽培的概念

葡萄根域限制栽培是指利用物理或生态的方式将果树根系控制在一定的容积内或区域内，通过控制根系生长来调节地上部的营养生长和生殖生长，是一种新型的栽培技术[1]。许多研究表明，根域限制是一种物理胁迫，通过限制葡萄根系的生长环境，改变根系的形态结构[2]，从而影响到根系的吸收、呼吸和干物质积累等诸多生理生长活动。同时，根域限制可减少肥料元素排放对环境的污染，实现葡萄产业的绿色生态可持续发展。采用根域限制栽培、有机型培肥的技术路线，在葡萄的定植沟底和沟壁铺垫塑料膜，既可阻断根系向根域外的生长，也阻断了灌溉水的渗漏，并使灌溉水的湿润土壤范围减少，耗水量仅限于葡萄的生长发育需要，可以大大降低灌溉水量。同时可以杜绝肥料营养的渗漏损失，减少肥料营养的浪费，施肥量可降低50%以上，生态效益显著。 1.3 黄河水葡萄自流微灌根域限制栽培的研发

黄河水自流微灌是在滴灌的基础上发展起来的，滴灌是全球目前最有效的节水技术，可以缓慢地将水分供给作物根系，避免沟灌和漫灌导致的水分深层渗漏，土壤湿润面积小，有效地减少地面蒸发。但滴灌需要水质清洁，含有泥沙的黄河水会堵塞滴头和滴件，难以实施。同时，即使采用井水等清洁水源，滴灌仍需要过滤、加压等复杂的设备，且设备维护费用高，加压过程中还要消耗电力，较难推广。在宁夏的一些地区，采用超大水池澄清的办法实现了黄河水的滴灌供水，不仅一次性投入大，而且澄清池的泥沙淤积严重，清淤工作量大、成本高，因此难以大面积推广。也有一些专利技术采用过滤的方法清洁黄河水，但饱含土壤粘粒的黄河水会很快堵塞过滤材料，难以在实际生产中应用。

上海交通大学与宁夏大学农学院、宁夏大学葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心、宁夏农业科学院等单位合作开发出了以与末级固定输水渠道直接相连的田间输水管道、微灌带及相关控制部件为核心的黄河含沙水自流微灌技术系统，主要特点为：（1）攻克了黄河含沙水难以直接微灌的技术难关，不用沉淀、不用过滤黄河水。（2）不用更改原有输水渠。（3）不需要加压和过滤等设施，仅利用末级固定输水渠自有的水压将富含泥沙微粒的黄河水直接输送至作物根部。（4）不用耗电，不用架设电力输送线路，可在电力未覆盖区域应用。（5）不存在泥沙堵塞问题，运营成本低。（6）可将肥料营养液添加灌溉水中实现水肥一体化供给。由中国工程院院士康绍忠教授、国家863农业节水领域首席科学家吴普特教授等著名专家组成的成果鉴定委员会认为，该技术不需要过滤除沙或沉淀澄清，不需要常规滴灌的能耗加压，投资低廉，使用方便，在试验区示范应用节水50%以上，具有广阔的推广应用前景。本成果是我国黄河含沙水微灌技术的重大创新，达到国际同类研究先进水平。该技术工作示意图如图1所示。