杜守宇研究员宁夏农业技术推广总站
2013年5月6日
滴灌的不足之处：
一是堵塞。滴灌对水质要求较高，一般均需对水进行过滤。
二是盐分积累。滴灌可能造成盐分在湿润表层的边缘积聚起来，并且少量的降水可能将这些盐分冲到作物根区而引起盐害。因此，当积盐达到一定程度后，在雨水不足时应继续灌水，以使盐分被淋洗到根区以下，避免伤害作物。
三是限制根系的发展等其它危害。由于灌溉仅湿润作物根区附近的部分土壤，根系的向水性使作物根系集中向湿润区发展，在规划设计滴灌系统时应正确布置灌水器，保证滴灌作物生长的均衡性。另外，由于作物只能从相当小的湿润土体中吸取水分、养分，一旦灌水器发生意外，作物会很快受到伤害。因此，必须注意滴灌系统的维修保养，保证其正常工作。
四是成本高。由于滴灌需要大量的管道、用于净化水的过滤设施和处理，所以一次性投资造价比较高。
滴灌系统包括：
一是水源工程可在扬黄灌区修建高位蓄水池、山区的水库、塘坝、机井、水窖，只要水质符合要求，均可作为滴灌的水源。为了利用这些水源，有时需要修建引水、蓄水、提水工程和相应的输配电工程等。
二是首部控制枢纽工程。包括机泵、控制阀门、水质净化装置、施肥装置、量测和保护设备等组成。
三是输配水管及管道接件。
四是灌水器。包括滴头、滴管带。
马铃薯滴灌在我区有两种形式，一种是移动式滴灌，第二种是固定式滴灌。其滴管带的铺设有一带管两行马铃薯和一带管一行马铃薯。
3、集雨补灌
集雨补灌是指在宁夏中部干旱带、宁南山区采用集雨补灌工程利用降水和径流及地貌、地形特点，变弊为利，集零为整，积少成多，就地就近实现雨水跨季节利用，在马铃薯关键需水期进行分株补灌，提高雨水利用率和马铃薯产量，实现干旱年份保产量、丰水年份创高产。该项技术通过建立集水场、集水窖收集雨水，再通过高效供水技术（滴灌、渗灌）与农艺措施（地膜覆盖、抗旱品种等）相配套达到增产增收的目的。
（1）集雨补灌节水农业模式：
当前集雨补灌的模式为：一是集雨场+集水窖+地膜覆盖+农艺配套措施。二是小流域集水，水库、塘坝拦蓄雨水利用模式即有水源工程（小型水库、塘坝、涝池）+提水设备（手压泵、移动柴油机、电力潜水泵、离心泵）+调蓄水工程（蓄水池、水窖）+节水补灌技术（沟灌、微喷灌溉、移动式软管）的库、坝、池、窖联合高效利用模式。三是坡集水+退耕还林还草雨水叠加模式。此模式是在降雨径流集中的坡面下部修建截流渠，拦截坡面降水径流，并通过引水渠，将其导引至一侧的水窖中储存，在马铃薯补灌时利用手压泵、电潜泵、小型离心泵提水，采用水管分株点灌或滴灌。四是道路路面集雨、拦引渠导引、水窖蓄水节水补灌模式。五是土圆井水源节水补灌模式。充分利用降雨经土壤入渗转化为地下水，采用土圆井开采利用。
（2）集水补灌的方法
滴灌：采用宁夏农林科学院研制的“户用型移动式滴灌装置，水源通过水箱、过滤器、输水软管、PVC主管道和滴灌管连接。此法据宁夏农林科学院农业资源与环境研究所罗昀、王世荣、王长军同志试验：在播后、出苗后、初花期、盛花期补灌4次，每次每亩补灌2方，就能明显提高土壤含水量，每次补灌后的土壤含水量最高可达180-190g/kg,而未灌的均在100 g/kg以下。还证实一次补灌能保证马铃薯正常生长10天以上。在天气干旱的情况下，从第一次（4月23日）补灌效果看，土壤含水量高于120 g/kg的时间可持续10天左右。每次补灌量为6方较亩补灌4方、2方持续时间要长20天左右。据田间剖面观测：滴灌后地面形成一个湿润带，补灌量越大，湿润带越宽，马铃薯根系分布的主要区域（窄行）基本全部湿润，达到补灌目的。滴灌后第二天的水分入渗深度约为35-40cm,宽度为30-36cm,呈葫芦形，补灌量越大，其湿润面越大，并能与深层水分相连接，由于马铃薯根系主要分布在10-30cm区域，从而满足了马铃薯干旱季节对水分的需求 。
由于补灌满足了马铃薯对水分的需求，从而大幅度的提高了产量和效益，每次补灌2-6方/亩较不补灌的增产42.9-80.5%，增加纯收入324-648.8元/亩，其中以每次补灌4方的效果最好，亩产达2192.6公斤，增产率达80.5%，增加纯收入648.8元/亩。
从西吉半干旱区覆膜补灌试验结果看，从亩补灌5-20方产量递增，以亩补灌20方产量最高，达3182.7公斤，比不补灌增产60.09%。商品率也最高，达80.37%，最佳补灌量为16.15方，分别比不灌、亩灌10方、15方、25方、30方高7.85、2.8、1.71、16.16、4.4个百分点，亩产值增加60.1%，投产比达1:6.4,水分生产效率最高达15.9公斤/mm.亩。亩补灌15方次之，亩产鲜薯2912公斤，比不补灌增产46.4%，亩产值增加46.5%，投产比达1：6.3。亩补灌20方后亩产递减。经方差分析，在R=0.05水平上，亩补灌20方与补灌15方之间无显著差异，但与不补灌、亩补灌10方、25方、30方之间有显著差异；在R=0.01水平上，亩补灌20方、15方、25方、10方之间有极显著差异，充分说明亩补灌15-20方的补灌量是适宜的。通过建立产量与补灌量间的回归方程得出，亩补灌量16.15方时产量最高，达2834.3公斤，以后随着补灌量的逐渐增加或减少，产量呈下降趋势。在亩补灌量0-10方范围内，亩补灌1方水可增加马铃薯鲜薯36.4公斤；在亩补灌量10-15方范围内，亩补灌1方水可增加马铃薯鲜薯产量112公斤；在亩补灌量15-20方范围内，亩补灌1方水可增加鲜薯54.14公斤；在亩补灌量20-25方范围内，亩补灌1方水可降低鲜薯产量33.6公斤；在亩补灌量25-30方范围内，亩补灌1方水可降低鲜薯产量36.4公斤。充分说明亩补灌量在15-20方范围内最适宜。最佳补灌量16.15方的计算结果与宁夏农林科学院罗昀等同志的试验结果16方/亩是相同的。
各补灌处理均比对照增产，四期补灌平均产量23319.75 kg/hm2，较对照增产3174.75 kg/hm2，增幅15.76%。单株结薯数、大薯率均高于对照。其中块茎形成期、块茎膨大期进行补灌处理其单株结薯数、大薯率和产量均超过其它处理，增产效果最显著，分别增产23.54%和20.51%，和对照差异达到了99%的极显著水平。淀粉积累期补灌处理的鲜薯产量不及其它3个时期的补灌处理，但较对照增产8.23%，增幅达95%以上显著水平。
不同生育期补灌的水分效应基本依其产量的变化而变化。块茎形成期补灌产量最高，水分效应最大，水分生产效率为101.44kg/mm.hm2，较不补灌提高20%，供水效率达620kg/mm.hm2；块茎膨大期次之，水分生产效率为99.07 kg/mm.hm2，供水效率为540kg/mm.hm2，比不补灌水分生产效率提高17.24%，比块茎形成期补灌水分生产效率低2.3%，供水效率低12.9%；淀粉积累期补灌的水分生产效率在各期补灌处理中最低，为90.19 kg/mm.hm2，仅比不补灌（CK）处理提高6.73%，供水效率只为块茎形成期补水处理的34.95%。总体而言，各处理的水分生产效率和供水效率的排序为：块茎形成期＞块茎膨大期＞幼苗期＞＞淀粉积累期＞不补灌（CK）。由以上分析可知，在同时满足产量最高、水分生产效率最高和供水效率最高的前提下，秋覆膜条件下马铃薯适宜的补水时期为块茎形成期。
在秋覆膜条件下，随着补灌量的增加，各处理在单株结薯数、单株产量、≥150g的大薯率均有增加且都超过了不补灌CK，单株薯重、大薯率、产量随着补水量增加而增加，增产幅度为12.4—39.9%，以补灌22.95mm产量最高，每公顷产量达24381 kg/ hm2，比不补灌CK增产39.9%。方差分析表明，除2.55mm的补灌量处理较不补灌显著增产外，其它各项补灌量处理均比不补灌处理极显著增产。
水分效益，在耗水量的变化比较中，各处理均比对照不补灌处理高；水分生产效率随补灌量的增加而提高，与产量表现一致，但供水效率则随补灌量的增加而下降。
经济效益从表5可知，以补灌量7.65mm最高，每公顷经济效益为6274.11元，比不补灌对照增效10.42%。
从上述试验看出有限水资源的高效利用是旱作节水农业技术的核心，明确作物需水关键期及其适宜的补灌量是实现高效补偿供水的关键。本研究结果表明，秋覆膜条件下马铃薯对补灌时期的反应极为敏感，以块茎形成期补灌的产量最高，水分生产效率和供水效率也相应最高，分别达24888.0 kg/hm2、101.44 kg/mm.hm2和620 kg/mm.hm2。由此证明，秋覆膜条件下的马铃薯最佳补灌时期为块茎形成期，其次为块茎膨大期。在最佳时期按不同水量实施补灌，马铃薯产量及其水分利用效率与补灌量之间的函数关系均呈抛物线型变化，在22.95mm补灌水平上，鲜薯产量和水分利用效率最高，分别为24381kg/hm2和99.05kg/mm.hm2。为了兼顾马铃薯产量和经济效益，同时考虑到旱作农田补水能力有限，秋覆膜条件下马铃薯补灌量应以20.39—22.94mm为宜，即折合每株8—9kg，增产效果显著。在最佳补灌时期实施适量补水，能够达到节水和高效补偿供水的应明显。
补水器注射补水：即采用宁夏农林科学院荒漠化治理研究所发明的8BS-Z50A型旱地移动式人力增压补水机进行，该补水机采用注水器作物根际补水的方式，单人作业，能形成类同渗灌的微环境，不产生任何地面径流和深层渗漏，有效减少地表无效蒸发，显著提高水资源利用率，达到极限节水。具有结构简单、轻便灵活，无需燃料、经济适用、拆装和使用都很方便，不受耕地平整、土壤松软、作物生育期和作物高低的限制，各种作物全生育期均可随时灵活安排补水作业，基本解决旱作补水与农机碾压农田间的矛盾，每台可满足20亩左右的补水任务，可连续使用5年以上，成本价格仅为450元左右。此外，可把“旱地龙”等抗旱药剂、生理调节剂制成溶液后喷施，扩大使用范围，充分发挥“1+1〉2”的使用效果。该设备还可随补水作业将化肥、农药注入作物根部，有效解决了旱作追肥烧苗的矛盾。此设备在马铃薯水分临界期补水1-2次就增产15%-33%，亩增收150元以上，可实现当年购置当年就可收回成本的目标，经济及社会效益十分显著。