甘肃省日光温室膜面集雨微灌施肥技术

一、技术简介

日光温室膜面集雨微灌施肥技术是利用日光温室膜面的集水效应蓄集雨水，配套灌溉施肥设备，开展设施无公害农业的旱作集雨农业的方法。该技术可有效提高水肥的利用和转化效率，是干旱、半干旱地区发展日光温室蔬菜生产解决用水短缺的一条行之有效的途径。也为发展节灌农业，实现温室蔬菜产业化发展提供了技术支撑。

其核心技术为以日光温室膜面作为集雨面，采用“日光温室膜面集雨+水窖+微灌施肥系统设备”的应用模式。利用日光温室膜面集水，水窖蓄水，棚内微灌施肥，形成以集(蓄)、微灌、施肥为一体的集雨微灌施肥集成技术。即山地梯田建造日光温室时，采用膜面集水、水窖贮存、滴灌供水的联体设计。即在日光温室的前屋面贴地处修建深20cm，宽40cm的混凝土集水槽，集水槽稍向水窖方向倾斜，在棚内和棚外一端修建水窖两眼，形成棚面集水——防渗导引槽——水窖——滴渗灌的联体构筑。棚膜底边修集流槽，雨水通过集流槽流入温室窖、池。经测定，膜面的临界产流降雨量为1.2mm,其平均集水效率为90%以上,提高了降水的集流利用率。其主要技术为建棚时，同时开挖集流槽，集流槽按5%的坡降用模子或砖做成宽30cm，深15—20cm的集流槽，棚内修建底位水池，设计为4m×1m×1.5m的长方形，并铺设防渗膜;水槽出水口处与水窖沉淀池相连，池上加盖。我省日光温室一般长为50m，膜宽8m，扣膜后实际膜宽7m，膜面积350m2，1mm降雨可蓄水0.3m3，按年降雨400mm计，一年按6个月扣膜计算，降雨200mm，可蓄水60m3。

二、技术规程

1、日光温室建设指标及修建标准

(1)日光温室选址。日光温室应选在地势平坦，日照时间长，土层深厚，质地适中，交通便利的地域。

(2)温室性能指标

保温性能。冬季最低气温应保持在10-12℃以上，室外出现-25℃左右极端低温时，室内最低气温至少应维持在5℃以上。

采光性能。冬至前后的晴天中午，保证后屋面内侧全部能受到光照，温室中部1m高处的水平照度达到室外光照的70%以上。

稳固性能。能承受当地最不利的荷载组合(包括雪、风等)约25-35kg/m2。

土壤性能。土壤疏松、深厚、无盐渍化，土壤无污染。

(3)结构参数

方位。温室坐北朝南，东西走向或南偏西5°。

长度及跨度、温室长以50m为宜。跨度7m。

背高3.5m。

前屋面形状及角度，棚体为拱圆形，底角60°。腰角30°，顶角13°。

后屋面仰角及厚度。仰角38°，水平投影距离1.4m，后屋面厚度0.7m以上。

后墙高度及厚度，高2.8m，墙基厚1.2m，墙背1m。

(4)日光温室建造

我省日光温室通常采用中无柱钢竹结构设计。

①筑墙。土墙体温室修建，应按后墙及山墙厚度两边各放宽10cm，然后撒白灰线，挖40cm深，1.4m宽的地基，夯实找平，用椽打墙，后墙与山墙要连在一起筑，避免缝隙透风。

②立钢架。按3.6m间距安装钢架，底部由一个水泥底座焊接，后层面中间用16#钢筋焊接，东西拉8#铁丝11道，并在压钢架间用2.4m长竹杆每0.5m一根，每间7排，大竹杆用扎丝固定在铁丝上，前屋面东西拉19道8#铁丝，每0.5m绑一排撑膜小竹杆，每间7排。

③铺盖后屋面。先铺木板、木板上端压住脊梁，下端插入后墙内侧不少于15cm，再填充作物秸秆压实，厚度不少于40cm，最后压土，抹一层草泥。

④覆盖棚膜。霜冻前选无风晴天覆盖棚膜，棚膜的长度应超过东西山墙1米以上，宽度以棚面上端留0.8米通风口和下端压住集流槽为宜。覆盖棚膜时，最好在棚膜上端用烙合的方法压入一条压膜带(使压膜带不和棚膜粘连)，棚膜上端和压膜带一起固定于距脊梁0.8米的拱杆和竹板子上，东西端卷入高梁秸或木条，在两端拉紧棚膜，固定在山墙外侧。

⑤覆盖棚膜后，在竹板间拉上压膜线，上端固定在脊梁上，下端固定在集流槽预埋件地锚上。

⑥覆盖通风口，通风口棚膜上端通过草泥压于后屋面上端，下端要求压住棚膜50cm，扒缝通风。

2、集流槽的建造

(1)用砖或混凝土建集流槽用来收集前屋面雨水。

(2)集流槽要有一定坡降，建水窖的一端低，另一端高。

(3)修建集流槽时，根据棚长灵活掌握，刚开始建成瓦沟状，20米后建成槽状，随着距水窖越近，槽逐渐加深。

3、蓄水池和水窖的建设指标及修建标准

(1)蓄水池的建造标准。棚内修建蓄水池，设计为4m×1m×1.5m的长方形，并铺设防渗膜，以防止水分渗漏。

(2)水窖的建造标准

①水窖的构造。由窖身、窖口和窖盖三部分组成。

②开挖。在画好的两圆之间竖直下挖0.8米深。同时在中间小圆上填高0.2米并夯实。挖好的环状坑底面已是窖身半球与井口连接处。削半球土模应按投计窖的尺寸进行。

③削土模:土模削好后应成为窖口内模直径0.5米圆柱体;半球体周围是宽0.5米的平台，将削好的土模用废袋子盖好，以免撞坏或水份蒸发，接着开挖窖身圆柱部分的土模槽。沿着半球体边缘向下竖直捣挖成深4.2-5.6米，宽6厘米的环土槽。

④混凝土浇筑。按先浇槽，后浇球面再浇窖口的顺序进行。槽内浇筑每层厚20cm，捣固密实。球面浇筑用抹予将混凝土贴在土模上及时拍打直至密实，窖口浇筑用抹子将混凝土贴上每次浇筑高30cm，可分多次完成。浇筑时要注意预埋进水管,并预留安装提水泵的孔。

⑤回填夯实。浇筑三天后回填土至地面高。回填要分层夯实沿圆均匀升高。夯填时埋上进水管。

⑥挖窖。从窖口出土，当圆柱部分达l米深时要进行砂浆开挖。半圆球部分衬砌，由下而上进行。用抹子将混凝土帖在土壁上拍打密实，每层斜高30cm，沿圆周逐渐完成，在圆柱部分连接处预留3厘米宽的空隙。浇筑三天后用“预缩砂浆”把空隙填满，并用力打实，接着砂浆抹面。

⑦衬砌混凝土和砂浆。混凝土标号采用150号，水泥为425普通硅酸盐水泥，石子为河滩砾石用4×4厘米筛子过筛，砂子为粗中砂，含泥量石子不大于1%，砂子不大于3%，配合比按浇筑部位选用，材料用量每立方米水泥250公斤、石子1230公斤、砂子730公斤。窖口和窖身下部的半圆球是把混凝土贴在土模上，水灰比0.65为宜，窖身中部土模槽水灰比0.75为宜。

防渗部位砂浆抹面两遍，第一遍水泥、砂于重量比1：3，第二遍1：2。方法是第一遍用钢抹贴浆，木抹压匀毛面即可，待第二天进行第二遍，混凝土和砂浆拌和均匀，用钢抹贴浆并压光。

⑧窖盖。可混凝土预制和木制，专人管理使用，小孩或非正常人不要开启使用，以免事故的发生。

4、灌溉施肥系统的组成。一套完整的灌溉系统由水源工程、首部控制枢纽、输配水管道、灌水器四部分组成。首部控制枢纽由电机、水泵、过滤器、施肥器、控制和量测设备(压力调节阀、分流阀、水表等组成)。输配水管道由管网、即有干管、支管、毛管构成。灌水器安装在毛管上的滴头或喷头。

以农户小规模经营为主，适合温室栽培的微灌施肥系统形式：

①单棚微灌施肥系统。控制面积在0.5—2亩，支管铺设于地表，毛管铺设于地膜下，每行作物一条毛管。使用离心泵或潜水泵，配套电机0.75-2.2千瓦，每亩设备费用1000元,使用年限5-7年。

②多拱棚轮流微灌施肥系统。适合早春作物栽培，棚间距小，多为南北走向。这种形式可减少首部设备投入。支管垂直于棚纵向铺设在地表，毛管于棚纵向平行铺设。首部水泵和电机的配置与单棚水窖、蓄水池或机井等微灌施肥系统相同。过滤器外侧接软管，使用时依次轮流与拱棚的支管连接。

③衡压集中供水分棚自管滴灌施肥系统。适合于大面积蔬菜集中种植区。首部水源充足，配套动力大，并可安装变频调速器和其他自动控制设备，实现自动供水。各个大棚安装水阀和施肥设备，根据种植作物品种实施各自的施肥方案。

5、微灌施肥系统的主要施肥方法及所需设备

(1)施肥罐法。利用分流原理,不需外加动力设备。适合温室面积在0.5-2亩之间,施肥罐容积约30L，配套水泵流量5-10m3/hr，扬程15m左右，电机动力0.75-1.5千瓦。施肥罐一般用塑料或中性玻璃钢制成，罐的容积依据施肥面积、单位面积施肥量和罐中溶液浓度而定。计算公式如下：

Ct=Fr×A/C

式中：Ct----施肥罐容积(L)

Fr----每次施肥时单位面积施肥量

(2)文丘里器施肥法。利用射流原理,将文丘里施肥器与调压阀并联。各种规格的文丘里器都有相应参数，在选择使用时应注意以下几点：一是如果系统流量小于所选用文丘里管的最小通过流量，或通过文丘里管的流量超过其最大流量，出现汽化时，要根据系统流量和压力选择合适的系统流量。二是应考虑对系统造成的压力损失的影响，在系统入口处设置控制阀和压力表以调节施肥时的压力。三是由于文丘里管在最大吸入量时对系统所造成的水头损失最大，因此，通过文丘里管的流量控制在稍大于最小通过流量，稳定吸肥的状态下。

(3)微重力自压施肥法。在温室中架高一储水罐，将肥料放入敞开的储水罐中溶化，肥液经过滤后，靠水的重力滴入土壤。

(4)灌溉施肥系统的过滤设备。为防止系统堵塞，灌溉水必须经过净化处理。常用的有沙砾过滤器、离心式过滤器、筛网过滤器和叠片过滤器。沙砾过滤器和离心式过滤器用于大、中型系统的初级过滤。筛网过滤器在水质良好时用于末级过滤，当水质不良时可接在沙砾过滤器或离心式过滤器之后也作为末级过滤器使用，一般选择120目以上规格。叠片过滤器可用于初级和终级滤，一般选择120目以上规格。

6、技术模式与配套措施

(1)根据生产条件，选择适宜的微灌方式，以加肥灌溉为核心技术，同时，实施地膜或者生物覆盖地表，增施有机肥，确定合理灌溉制度和科学施肥方案，适当减氮、增磷、补钾，施用微量元素肥料，以达到提高产量和品质的目的。

(2)在蔬菜设施栽培条件下，主要采取膜下滴灌施肥技术，作物生长前、后期土壤水分含量宜控制在田间持水量的60-70%和70-90%之间，配兑肥料养分N:P2O5:K2O比例应分别控制在1:1:1和2:1:3左右，灌溉肥液离子浓度在500-1500毫克/升之间。

三、注意事项

日光温室膜面集雨微灌施肥技术作为我省新推广的旱作节水农业新技术，在实施过程中应注意的主要问题：

一是防渗导引槽——水窖——滴渗灌的联体构筑工程应严格按照工程设施要求进行修建，特别是导引槽应有一定的坡降，以利于蓄水;

二是灌溉施肥设备有多种类型，应按照自身经济状况及温室大小、灌溉定额等综合考虑设计方案。根据我省实际，我们认为，微重力自压施肥法、文丘里施肥器法是较为适合我省实际的灌溉施肥方法。同时，根据我省实际，灌溉过滤设备设置十分必要，以叠片过滤器可用于初级和终级滤较好。滴灌管各地也可根据实际进行选择。

三是目前，我省还没有一套适合温室灌溉施肥的肥料配方，各实施单位可根据各地实际，制定适合各自实际的温室灌溉施肥的肥料配方。