地埋式滴灌技术发展现状及前景

大禹节水地埋式滴灌技术发展现状及前景大禹节水集团董事长中共十八大党代表中华全国工商联常委国务院特殊津贴专家教授级高级工程师王栋大禹节水3地埋式滴灌技术研究与应用公司简介1地埋式滴灌工程案例4地埋式滴灌技术发展现状及前景2主要内容大禹节水公司简介第一部分大禹节水大禹节水集团股份有限公司是国内唯一一家专业从事节水灌溉材料供应和工程施工的上市公司，其中，天津公司总投资10亿元，是12家子分公司中最大的生产基地。1.单位概况大禹节水大禹节水（天津）有限公司新疆大禹节水有限责任公司大禹节水（酒泉）有限公司武威大禹节水有限责任公司定西大禹节水有限责任公司内蒙古大禹节水技术有限公司陕西大禹节水有限责任公司广西大禹节水有限责任公司长春大禹节水设备工程有限责任公司2、9大科研生产基地大禹节水3、公司原始股东和技术支撑大禹节水集团股份有限公司从创立之初就以作为公司股东的中国水利水电科学研究院和水利部科技推广中心为技术支撑单位，瞄准国际前沿技术，制定了创新驱动战略，并且始终认为创新才是企业发展的源动力。中国水利水电科学研究院院长匡尚富与集团公司董事长王栋在北京签署战略合作协议大禹节水目前已正式签约成员单位23家，联盟涵盖了：行业协会、企业、研究院所、高等院校。4、节水灌溉产业技术战略联盟大禹节水5、院士专家工作站、研究院公司成立了灌溉技术研究院、院士专家工作站等研发机构，搭建平台，吸引高层次人才，进行技术创新。瞄准国际前沿节水灌溉技术，每年研发2到3个高新技术产品，促进节水产品升级换代。大禹节水6、杭州水利水电勘测设计院2013年8月31日，大禹节水集团与杭州市水利水电勘测设计院签订股权转让协议。杭州市水利水电勘测设计院拥有水利工程设计乙级、水利工程咨询乙级、水利水电行业工程勘察设计乙级、水资源论证乙级、水土保持方案乙级、施工图审查乙级六大乙级资质。大禹节水公司是国家重点高新技术企业，先后承担实施国家“863”计划、“948”计划、西部专项、重点产业振兴等重大科研及产业化工程项目200多项，先后开发成功国家重点新产品6个，取得鉴定成果20项，专利200多项（其中：发明专利5项），国内商标26件，国际商标1件，产品质量达到国内领先和国际先进技术水平。7、承担的国家项目大禹节水8、主要产品主要产品滴灌管（带）PVC管材管件PE管材管件信息自控系统过滤施肥装备喷灌机PP管材大禹节水延安四子王旗寿光固阳银川9、现代农业设施连锁服务中心全国营销网络及连锁服务中心221家目标在2015年建成500家大禹节水10、领导关怀大禹节水10、领导关怀大禹节水10、领导关怀大禹节水11、公司荣誉大禹节水公司简介1.7公司荣誉大禹节水11、公司荣誉中国质量奖提名奖甘肃省人民政府质量奖大禹节水曾先后获得省部级科技进步一等奖1项(农业高效节水地下滴灌系统开发及关键技术研究)，二等奖2项，三等奖2项。大禹节水地埋式滴灌技术发展现状及前景第二部分大禹节水1、国外发展现状地下滴灌的最初研究是由美国科学家在1913年首先进行的,但他得出的结论是该技术没有增加根区土壤含水量且在应用中成本太高。到1920年,美国加利福尼亚州的查理申请了一个多孔灌溉瓦罐的技术专利,被认为是世界上最早的地埋滴灌技术。进入20世纪70年代后,地埋滴灌设备有了长足的进步。但世界各地通过大规模的田间试验发现地埋滴灌存在诸多问题,如灌水均匀性差,滴头容易堵塞,作物根系有可能穿破毛管,系统维护困难等问题依然存在,也因此导致了地埋滴灌技术的发展速度远远落后于地面滴灌。大禹节水近几年地埋滴灌在美国、澳大利亚和以色列等国家得到广泛推广。该技术适合于棉花、玉米、小麦、番茄、马铃薯等大田条播作物。以色列耐特菲姆公司在澳大利亚、美国等研究和大面积推广地下滴灌技术已有十几年历史，自1992年起在美国就已实施了67万亩，1994年在澳大利亚实施了2万亩。在我国，耐特菲姆公司2002年首次在新疆兵团进行了333亩试验示范，至今示范推广的面积近0.47万亩，取得了良好的效果，被业界公认为是未来节水灌溉的必然发展方向。大禹节水2、国内发展现状我国自1974年从墨西哥引入滴灌设备至今,地面滴灌技术应用和设备开发已取得长足的进展。但地埋滴灌技术的初步应用则始于20世纪80年代初期,主要用于果树作物。“九五”期间,中国水利水电科学院对自行研制开发的地埋滴灌专用灌水器进行了田间试验研究,取得了明显的节水增产效果和良好的社会效益。2001年,新疆对棉花进行地埋滴灌试验研究,也取得了良好效益。由于地下滴灌作物出苗及堵塞等国际性难题尚未解决，以致国内大面积推广进展缓慢。大禹节水目前从大禹节水在全国各地推广地埋技术情况来看，在新疆博乐地区、昌吉州、塔城地区及阿勒泰地区推广10万亩地埋式苜蓿、棉花滴灌；广西南宁推广3万亩甘蔗滴灌；内蒙赤峰市、吉林双辽等地推广3000多亩玉米滴灌，通过5-8年运行，效果良好，抗堵塞能力较强，投资效益明显，尤其是广西甘蔗亩产量由原来的5-6吨提高到8-10吨，且含糖量得到了明显提高，品质大幅提升。在我国广东、广西、云南等地，地埋式滴灌甘蔗种植面积已突破10000公顷，并积累了大量的节水高糖高产栽培技术。大禹节水目前，以色列、美国、中国、巴西、印度等国已经在很多作物种植上应用地埋式滴灌技术.在以色列，利用地埋式滴灌技术种植甘蔗，亩均产量可以达到8吨以上，糖度较普通种植的提高2度，成本降低20-30%，节水可达60%以上，节肥20-30%.大禹节水菲律宾：赤道温润气候，地埋式滴灌甘蔗以运河水灌溉，每行甘蔗由一条装在地表以下0.3m的滴灌线负责灌溉，最终产量133.5吨/公顷，含糖量增加5.2%(与喷灌相比),净收益919美元/公顷。节水量达10000毫米/公顷/年，节约出来的水可以再灌3.3公顷的种植面积。大禹节水在非洲斯威士兰，地埋滴灌灌溉甘蔗种植面积为6715公顷（栽种苗+8次宿根苗，3季）种植年限为9年，平均甘蔗产量107至126吨/公顷，产糖量为15.6到18.2吨/公顷，同时蔗糖也增加1.6吨/公顷/年。与卷盘喷灌机系统比较，结果如下：节电4.6千伏安/公顷/年，节约运营和维护费用140美元/公顷/年，节水150mm公顷/年和收益率（内部收益率）为29％。大禹节水地埋式滴灌已被证明了其在技术上和经济上的可行性。在许多不同的农业生态中，地埋滴灌与常规沟灌、顶喷、卷盘喷灌机和中心指针喷灌的方法相比，已被认定为收益较高和有效提高作物的产量和品质的灌溉技术之一。大禹节水3、发展前景(1)节水灌溉已成为农业现代化的主要标志,有效保护利用淡水资源，合理开发新的灌溉水源已成为农业持续发展的关键。(2)地下灌溉已被世人公认为是一种最有发展前途的高效节水灌溉技术，尽管目前还存在一些问题，使应用推广的速度较慢，但科技含量愈来愈高，许多理论实践问题会逐渐得到解决。(3)生态农业、有机农业、设施农业、立体农业等高效节水农业模式和先进节水灌溉技术特别是营养液喷、微灌、地下滴灌等大有发展潜力。大禹节水规模化：大首部滴灌系统、规模化管网自动化：电磁阀、局域无线、3G、网络云灌溉控制系统、射频卡等多目标化：灌溉、施肥、打药等，“水肥”向“水、肥、气、热”一体精准化：定点、定时、定量节能化：运行能耗值得广泛关注，新能源（风、光、生物质能）4、发展目标大禹节水地埋式滴灌技术研究与应用第三部分大禹节水一、地面滴灌存在的弊端1、地表滴灌和膜下滴灌因滴灌管（带）铺于地表，存在滴灌管（带）易灼伤现象；2、地表滴灌对于非多年生作物，存在第二年或收获后需重新铺设管道或滴灌管（带），增加了人力、物力成本；同时，对于多年生甘蔗采用地表滴灌，因甘蔗分蘖夹管对滴灌管（带）造成破坏；大禹节水一、地面滴灌存在的弊端3、地表铺设的地面管网、滴灌管（带）易受牲畜、机械破坏，降低了系统的使用年限；4、采用地表滴灌仍会造成水分蒸发的损失，同时，肥料没有直接施于作物根部，造成肥料损失，导致肥料利用率低；5、城市采用废水简单处理用于地表滴灌，产生的异味污染环境。大禹节水二、系统优点：1、具有明显的节水效果。地下滴灌技术采用管道输水,减少了输水损失。灌水器埋在地表以下,不会产生地表径流,最大限度地降低了表层土壤的含水量,减少了棵间蒸发损失。2、毛管和灌水器一次埋入地下可使用多年，避免了膜下滴灌每年铺设和回收滴灌带的麻烦以及因回收所造成的支管、辅管和管件破坏损失；地埋管地埋管大禹节水3、减少杂草生长。地下滴灌使地表相对干燥,抑制了杂草的发芽和生长。4、不破坏土壤结构。没有地面灌溉时对土壤的冲刷和对土体结构的破坏,降低了由于灌溉而造成的土壤密实度,提高了根系活力。大禹节水5、肥料利用率高。应用地下滴灌技术的优点之一就是可在作物全生育期内,适时适量地将营养元素和农药精确而直接地送到作物根区。6、地下滴灌灌水器所湿润的区域为球形，与地表滴灌比较其湿润区的体积和表面积都大大增加，为作物根系增生扩散、吸收营养提供了更大空间。在相同的灌溉条件下：地下滴灌系统湿润区的含水量比地上滴灌系统要低。大禹节水7、滴灌管（带）埋入地下避免了紫外线的照射，也不会受到外界冷热变化的损害，使用寿命长；同时，滴灌管埋入地下，彻底解决了地表滴灌和膜下滴灌对滴灌管（带）的灼伤。8、在一定的温度环境条件下，使用地下滴灌技术，作物的根系比采用地上滴灌技术的深，其根系的呼吸作用相对较弱，从而光合作用的净值明显增加。大禹节水9、能够产生良好的环境效应。采用地下处理城市废水的方法，可使废水再利用于林木、园林及农作物的灌溉，可防止清洁及气味方面的问题。减少化学物质对地下水的污染和土壤病害。10、能够改善农产品品质和提高产量。减少或防止病虫害的发生,改善产品品质,提高产品质量。大禹节水11、方便管理,不影响地面的各种农事操作活动。即使滴灌灌水期间,相对干燥的土壤表面不影响田间劳作和机械化机具的操作。SDI技术用于草坪灌溉,不会因为灌水而停止草坪的正常使用。12、延长了系统寿命。埋在地下的管道可以防止紫外线辐射、温度变化、耕作及其他小动物的危害,延长老化期,提高了系统的使用寿命。大禹节水三、地埋式滴灌技术难题1、根系入侵：甘蔗主根系为20-30cm，最大根长可达50-60cm，其向水性特点导致根系很容易靠近滴头生长，甚至进入滴头造成滴灌管堵塞。大禹节水2、滴头虹吸堵塞：在关闭地埋式滴灌系统的过程中，管网中产生的负压可能将毛管外壁周围的土壤微粒经浪头出水口吸入流道，而造成滴头堵塞。大禹节水3、鼠虫破坏：滴灌毛管埋设在地下，加之长期供水，易招致老鼠、虫蚁等生物咬坏滴灌管。大禹节水三、主要解决措施针对上述地埋式滴灌甘蔗主要问题，大禹节水经过近十年研发，具有相对成熟的解决方案。1、铜祛根技术有效防止根系入侵铜不仅是作物生长不可或缺的元素，又可与植物分泌的有机酸相互作用产生二价铜离子，当铜离子积累浓度达到或介于一定范围区间时，就会对作物尤其是根部生长产生胁迫性抑制作用。大禹节水铜片滴头铜粉滴头我公司自主研发的铜粉滴头和铜片滴头：大禹节水2、地埋式滴灌滴头有效防负压堵塞我公司研发生产的地埋式滴灌管（带）增加舌台舌片设计，其自动启闭、自动过滤、自动清洗、自动调节功能有效防止负压吸泥，兼具防根系入侵的功能。舌片大禹节水3、防鼠型滴灌管（带）研发通过工艺配方中添加特殊的化学原素解决鼠破坏滴灌管。大禹节水①微纳米气体灌溉技术四、取得成果大禹节水②温室加温灌溉技术大禹节水③温室重力滴灌技术大禹节水五、压力补偿式地埋滴灌1）简介：压力补偿式地埋滴头、滴灌管是应用特殊的设计原理，可适应最大地形落差45米，具有稳流效果的滴灌灌水器，适用于山地、长距离条播作物和果园、葡萄园、林带绿化等。针对山丘区农田及绿化项目，综合考虑区域地形、土壤条件，建议采用压力补偿技术。压力补偿式滴头大禹节水经茆智、王光谦、康绍忠等院士组成的专家组鉴定：铜祛根防负压抗堵塞及紊流压力补偿地下灌水器设计技术达到国际领先水平大禹节水六、配套设备地埋滴管宽窄行开沟机大禹节水地埋滴管宽窄行开沟施肥机大禹节水大禹节水七、首部系统大禹节水八、地埋滴灌信息自控系统主要包括水利公用信息平