膜下滴灌技术及其机理

黑白双面地膜：
乳白色向上，有 反光降温作用；黑色 向下，有灭草作用。 主要用于夏秋蔬菜抗 热栽培。厚度为 0.02-0.025mm。
（3）特 种 地 膜
除草膜
在薄膜制作过程中掺入除草剂，覆盖后单面析出除草剂 达70～80%，膜内凝聚的水滴溶解了除草剂后滴入土壤， 或在杂草触及地膜时被除草剂杀死。
不同 灌溉 方式 肥料 分布 影响 示意 图
省农药：水在管道中封闭输送，避免了水对 病虫害的传播。另外，地表无积水，田间地 面湿度小，不利于滋生病菌和虫害。因而除 草剂、杀虫剂用量明显减少，可省农药 10%～20%。
省地：由于田间全部采用管道输水，地面无常规灌溉 时需要的农渠、中心渠、毛渠及埂子，可节省土地 5%～7%。
滴灌 改良 盐碱 地情 况
增产：由于科学调控水肥，水肥耦合效应好，土壤 疏松，通透性好，充分利用水、肥、土、光、热、 气资源，使作物生长条件优越，作物普遍增产 15%-50%。新疆经验，各种作物均进行缩行增株， 提高种植密度。以玉米为例：采用常规灌，播种密 度4000-4500株/亩，采用滴灌，播种密度50006000株/亩。
二、膜下滴灌技术的特点：
➢高效节水 ➢抑制土壤盐碱化 ➢提高肥料的利用率 ➢提高土地利用率 ➢减少机耕作业，降低机耕成本 ➢提高作物产量和品质 ➢节约农药，抑制病虫害的传播，抑制杂草生长 ➢提高劳动生产率、提高农民（工）收入
滴灌施肥的增产机理 ➢水肥同步，水肥被直接输送到根区，缩短了
养分向根部运动的距离，保证了根系的快速吸收。
在聚乙烯树脂中加入2～3%的碳黑制成。
优点 膜透光率很低，阳光大部分被膜
吸收，膜下杂草因缺光黄化而死，具 有较好的灭草作用。
缺点 对土壤的增温效果不如透明膜，一
般可使土温升高1～3℃。而且自身较易 因高温而老化。
应用适用于夏季覆盖，在蔬菜棉花、甜菜、
西瓜、花生等作物上均可应用。
黑白条带膜
• 中间为白色，利于 土壤增温；两侧为 黑色，可抑制垄帮 杂草滋生。
国内厂家生产的杀草膜采用的除草剂主要有： ①扑草净 主要用于水稻、花生、玉米及果树，但对黄瓜 甜椒、豆类、西红柿等有药害，忌用。 ②除草醚、敌草隆、除草剂1号 可用于茄子、黄瓜、西红 柿等蔬菜。
有孔膜
在地膜吹塑成型后，经圆刀切割打孔而成。孔径及 孔数排列是根据栽培作物的株行距要求进行的。
在普通地膜上用激光 打出微孔，每平方米打 200、400或800孔，以 增加地膜透气性，防止 膜 下 土 壤 CO2 含 量 过 高 。
➢透光好、柔软性好、易与土壤粘着 ➢适于北方地区 低压高密度聚乙烯地膜（HDPE）：俗称高密度地膜或普 通地膜，厚0.015mm左右。
➢强度高、光滑、柔软性差、保温保水性同高压膜， 不易粘着土壤、透明性和耐候性差 ➢不适于沙质土壤地覆盖
线型膜（L-LDPE）兼具前两者优点
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（2）有色地膜：其增温效果不如无色地膜，但对光的吸收、 反射、透过光的成分具有较强的选择性，在控制杂草、防治病 虫害、控制温度、改善地面光环境等方面具有独特的效果。 黑色地膜：
2、经济效益
就用水而言，农民以方便、省力、省钱为原则， 甚至宁愿大水漫灌也不去费钱、费事、费工地搞节 水，除非节水的收益大于投入。
近年来，学者们围绕膜下滴灌技术的应用效益 进行了大量的实证研究。一致认为，膜下滴灌技 术具有显著的经济效益。
（1）无色透明地膜： 优点 膜透光性好，土壤增温效果明显，早春可使耕层土壤 增温2～4℃，高温时期膜下地表温度可达60℃以上，适用 于东北、西北、华北等低温、寒冷的干旱与半干旱地区应用。
缺点 透明地膜因为透光性好，覆盖下面 易生杂草，所以在铺膜前最好喷洒除草剂。
高压低密度聚乙烯地膜（LDPE）：俗称高压地膜或普通地 膜，厚0.015mm左右。
2、膜下滴灌定义
膜下滴灌，顾名思义，是在膜下应用滴灌技 术。这是一种结合了以色列滴灌技术和国内覆膜 技术优点的新型节水技术。
利用使带肥的灌溉 水成滴状、缓慢、 均匀、定时、定量 地灌溉到作物根系 发育区域，使作物 根系区的土壤始终 保持在最优含水状 态。
地膜覆盖具有保墒、 提墒、灭草、增加 地温、减少作物棵 间水分蒸发的作用。
由于覆膜增加了群体内反射光，对促进作物光合作用、 增加干物质积累，对提高产量是有利的。
7.抑制了土壤返盐、抑制杂草、减少虫害
覆膜后一般全盐含量降低30.9%～42.7%，盐化重的 土壤效益更明显。
由于覆膜后膜下地表温度可达40～50℃，可使杂草枯 萎闷死。覆膜使播期、生育期提前，可躲过害虫发生的 高峰期，因而减少了虫害。
同时试验表明，覆膜后土壤有机质、全氮、全磷、全 钾均有下降趋势。因此，覆膜栽培要重视增施有机肥，补 充土壤有机养分，不断提高土壤肥力。
4.改善土壤性状
能有效避免因降雨和灌水的冲刷而造成 的土壤板结现象，增加土壤的总孔隙度 1~10%，同时增加土壤水稳性团粒。
5.增加了近地面CO2浓度
由于地膜阻隔了土壤空气和大气的气体交换，使土壤 中二氧化碳(CO2)含量比裸地栽培显著增加。
➢ 水将肥料直接输送到根区，养分分布高度
均匀，降低了肥料与土壤的接触面积，减少了土 壤对肥料养分的固定，提高了肥料的利用率 。
➢氮肥利用率达58－65%，磷肥利用率为22
－28%，较常规灌溉施肥的氮、磷肥利用率 提高20－25个百分点和5－10个百分点。
➢ 节省氮肥30%左右，节省磷肥10%左右，
膜下滴灌，即在滴灌带或滴灌毛管上覆盖一层地膜。 这种技术是通过可控管道系统供水，将加压的水经过过滤 设施滤“清”后，和水溶性肥料充分融合，形成肥水溶液 ，进入输水干管-支管-毛管（铺设在地膜下方的灌溉带）， 再由毛管上的滴水器一滴一滴地均匀、定时、定量浸润作 物根系发育区，供根系吸收。
膜下滴灌技术应用
不同灌溉方式组图
省水： 滴灌对比畦灌
误 解 “滴灌不能
提供足够的水” 浇作物而不是浇地
畦灌作物长势
农田水分消耗途径 植株蒸腾 棵间蒸发 农田渗漏
滴灌作物长势
膜下滴灌湿润层和作物根系生长区
省肥：肥料可做到适时、适量随水滴灌到作物根 系部位，易被作物根系吸收，且肥料无挥发、无 淋失，提高肥料利用率30%以上。
3.促进微生物活动和养分的分解
覆膜增温、墒情好，促进微生物的繁殖与活动，从而 增加微生物数量。东北农业大学观测，覆膜后土壤中细菌 增加80%～140%，放线菌增加70%～125%，硝化细菌增 加40%～57%，自生固氮菌数量增加4%～8%。
由于微生物的代谢活动，加速了土壤养分的释放，使 土壤中可给态养分含量增加，从而提高土壤供肥能力。
覆膜使地表和株间二氧化碳(CO2)浓度提高，为地膜 作物、蔬菜光合作用提供了较充足的二氧化碳(CO2)肥源， 有助于增产。
6.增强了田间光照强度
覆膜后由于地膜本身及膜下附着的水珠反射，使植株 中下部叶片光照增强，主要是增加了反射光的光照强度。
河北农业大学测定，反射光在地表和株高1/2处分别高 于裸地3.4%和5.5%。
二、地膜覆盖栽培的生态效应
1. 土壤增温效应 由于覆膜的阻隔减少了膜内外热量消
耗、扩散，减少土壤中热能以长波辐射 的形式向外辐射；
夜间地膜内凝聚一层细小的水珠放出 热量，仍保留在地膜下的空间，由于水 份不能向外蒸发，减少了汽化热的损失， 因此使膜内土温在较大时间内保持稳定。
春季低温期，在1-10cm的土层中可增温2-6℃，最高可达 10℃。
膜下滴灌技术及其机理
一、膜下滴灌的概念及来源
1、问题的提出
兵团棉花膜下滴灌技术始于石河子垦区，地处新疆 天山北麓，全国第二大沙漠-古尔班通古特沙漠的南缘。 该区年降雨量100-200mm，蒸发量高达2000-2400mm， 属干旱-干涸地带，没有灌溉就没有农业。
本区属新疆工农业经济发达的天山北坡经济带，但 水资源相对匮乏。要维持当地经济可持续发展，维护生 态平衡，唯一的出路就是节水。由于农业用水量比高达 95％，因此，节水的首要对象是农业节水。
增温效应随土层深度增加而减少，愈接近表层、增温值越 大；
随气温增高，土壤增温效果下降；晴 天增温多，阴天增温少；起垄覆膜增温 值高于平地覆膜增温值，宽膜增温效果 优于窄膜。在一天当中增温最高值出现 在17-19时，最低值出现在7-9 时。
2.土壤的水分效应
地膜覆盖阻止土壤水分蒸发，使土壤含水量 的变化趋于平缓。设施蔬菜栽培，采用膜下暗灌 技术，减少了地面水分蒸发和浇水次数，使设施 内空气湿度降低，对控制蔬菜病害的发生与传播 有利。
省工和节能：地面灌水，打毛渠、挖土堵口，劳动强度 大，采用滴灌后，只观测仪表、操作阀门，劳动强度轻； 膜内滴灌，膜间土壤干燥无墒，杂草少，且土壤不板结， 田间人工作业（包括浇水、锄草、施肥、修渠、平埂、 病害治理等）和中耕机械作业等大大减少，人工管理定 额也大幅度提高。
不同灌溉方式田间管理对比
能局部压盐碱：膜下滴灌向土壤中不断补充纯净水，农膜 阻止了土壤中水分的蒸发，将土壤中部分水分提升到地表 所形成的湿润区内，有一个脱盐区，（利于幼苗成活及作 物生长）和集盐区。由盐碱地上的试验可看出，农田耕作 层盐份逐年减少，田间作物产量逐年提高。
降解膜
（1）光降解膜： 在吹塑过程中混入一定量的“促老化材料” 制成地膜。这种地膜经过一定时间（40、60、80天）后， 能自行老化降解破碎成小块，进一步降解成粉末掺混于土壤 中，不造成污染，对土壤结构无不良影响。这种地膜在光的 照射下降解，但是被埋入地下的不能够降解。 （2）生物降解膜：依靠微生物的活动来分解。把淀粉均匀 的撒在膜内，依靠微生降解淀粉的同时把地膜降解掉。生物 降解膜的主要缺点是强度不够，容易被撕破。
主要用于：夏秋季高温期间防蚜、防病、抗热栽培。实践证明， 夏秋季节用于覆盖黄瓜、西瓜、番茄、菠菜、芹菜、莴苣、棉 花、烟草等作物，不但有良好的防病虫作用，还能改善这些农 作物的品质。
红色膜
美国农业科研人员研究了彩色地膜对草莓和番茄及其他 作物的增产效果。发现红色地膜比黑色地膜更能刺激作物生 长，植物会利用更多的能量进行地上部分的光合作用。红色 地膜能透射红光，同时可阻挡其它不利于作物生长的色光透 过，因此使作物生长旺盛。实践证明，红色农膜能满足水稻、 玉米、甜菜等对红光的需要，可使水稻秧苗生长旺盛，甜菜 含糖量增加，胡萝卜长得大，韭菜叶宽肉厚、收获期提前。
节水50%以上，棉花平均增产15%左右，每 公顷增收节支1000－1500元。
➢随水施肥采用的是少量多次的方法，使根系活
动区土壤常保持在适宜的含水量和最佳的营养水 平，为根系生长维持了一个相对稳定的水肥环境。
➢随水施肥可根据气候、土壤特性及作物不同生
育期的营养特点，灵活调节供应养分种类、比例 及数量，从而满足作物高产优质的需要。
3、滴灌的发展
1996年在农八师121团25亩盐 碱地上首次进行了膜下滴灌试验。
1999年兵团开始推广，2006年 底，面积达610万亩 。
此间由兵团科委、石河子大学等 单位承担的“干旱区棉花膜下滴 灌综合配套技术研究与示范”课 题荣获2004年度国家科技进步二 等奖 。
4、地膜的种类
按照地膜的性能与应用范围，一般将地膜划分为以下几 种类型：
传统种植和膜下滴灌种植密度对比
品质、质量提高：膜下滴灌营造了良好的生长和环境 条件，因而，不但产量高，而且品质好。以棉花为例： 棉花的成熟度好，纤维长度增加0.4-0.7mm，纤维的 整齐度高，外观光泽好。
传统种植和 膜下滴灌玉
米对比
三、膜下滴灌技术的效益分析 1、节水效益
膜下滴灌与传统的裸地滴灌进行了对比试验， 发现膜下滴灌的节水效果优于裸地滴灌。裸地滴 灌灌溉定额为4620m3/hm2，膜下滴灌灌溉定额为 2805m3/hm2，膜下滴灌比裸地滴灌节水39.6%。
绿色地膜：能有效阻止可见光（0.4-0.72微米波长的光）， 故抑草和灭草效果好，增温效果优于黑色膜，对茄果类蔬菜 具有明显的促长作用，且着色较好。 主要用于：效益较高的果菜类栽培。
聚乙烯树脂原料中 加入一定量的绿色 母料
银灰色地膜：
银灰色地膜是在聚乙烯原料中加入含铝的银灰色母料。 银灰色地膜透光率在60%左右，除具有普通地膜的增温、增 光、保墒及防病虫作用外，突出特点是可以反射紫外光，能 驱避蚜虫，减轻因蚜虫而传播病毒病的发生和蔓延。