华中科技大学发明痕灌技术
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痕灌技术”——润而不湿,滴灌技术或将淘汰通讯员周前进万霞)未来农作物的种植灌溉,将由“农作物被补水”变为“农作物主动吸水”。
昨天,记者从华中科技大学获悉,该校材料科学与工程学院教授诸钧团队研发,具有完全自主知识产权的痕量灌溉技术,不但比目前灌溉效果最好的滴灌技术省水50% 左右,还能在不同的地区、土质中高效使用,还能用于城市立体绿化。
痕灌技术”将安装有“控水头”的管材埋设在农作物的根部,依靠土壤的毛细力作用自动调节水分供给,'控水头'上覆盖的纳米纤维可实现对水分精确控制,在植物根系主动吸水时,水分才会按需流出。
”' 痕灌技术'还能让植物在一些城市建筑上铺展成绿色丛林,对缓解城市雾霾天气起到帮助。
”诸钧教授表示,灌溉在建筑上附着的植物,传统的滴灌技术只能让水从空中不断淋下,既浪费水源又污染周边环境,而采用“痕灌技术”则能保证植物在灌溉时“润而不湿”,保持表面干燥。
它在节水效率、抗堵塞及无需动力抗堵塞性等方面达到国际领先水平。
我国是受沙漠化影响最严重的国家之一,治理沙漠化的有效途径之一是合理灌溉。
痕灌技术能按照植物耗水规律适时、适量、均匀而又缓慢地供水供肥,没有蒸发或渗漏损失,且能够使植物根系层土壤长期保持在最佳水分、通气和养分减产甚至增产条件下,与滴灌相比,痕灌节水 40% —60% 。
诸钧介绍,痕灌依靠毛细力作用自动调节水分供给,只湿润作物根系周围土壤,减少了水分地表蒸发和地下深层渗 漏,提高了水分利用率,降低了作物耗水强度,因此具有节 水效果显著、 作物产量稳定、 水分利用效率显著等突出优点。
据了解,以色列滴灌技术被公认为是目前效果最好的节水灌溉技术,我国自上世纪 70 年代末引进以来取得了长 足发展。
但是滴灌灌水器为了实现更小流量的灌水以及长距离铺设,就必须不断减小流道尺寸,由此带来了流通管道易技术的低流量下滴头堵塞这一世界难题,实现了控水头出水 量低于每小时 200 毫升而长期不堵塞 ;比滴灌用水更少, 而且地表干燥、杂草少,减少了病虫害的发生 ;该技术无需电源, 仅靠重力即可运行,可广泛适用于滴灌无法使用的各种环境。
RDI调亏灌溉技术。
调亏灌溉,即调控亏水度灌溉(英文简称RDI),一般应用于果树的灌溉,是根据果实在生长的三个阶段生长快慢不同,给予不同的灌溉用水量,即在果实生长缓慢、枝条生长迅速的阶段,适当减少灌溉次数和灌溉用水量,而在果实细胞迅速膨大、生长快速的阶段,给予充分灌溉,这样,既提高了果实的产量和品质,又达到了节水的目的。
调亏灌溉技术可以应用于果树如桃树、梨树、葡萄的灌溉,也可以应用于农作物如小麦、棉花的灌溉。
但是,调亏灌溉是有难度的,调亏灌溉条件下需水信息的监测,都是目前研究的难点和热点。
蔡焕杰等分别对甘肃地区的冬小麦和新疆地区的棉花最佳调亏时间进行了研究,对于棉花来说,在花铃开始形成之前进行调亏灌溉效果较好,对于冬小麦来说,返青至拔节前进行调亏灌溉有利于作物根系生长,而且在小麦拔节后存在补偿效应。
半透膜灌溉技术。
半透膜技术目前已经成功应用在水处理中,如饮用水净化、海水和苦咸水淡化以及工业废水处理等。
基于半透膜的选择性透过功能,杨文君[5]等人将半透膜技术与节水灌溉技术相结合,制成半透膜灌水器。
将内部充好水、与地面供水装置链接的半透膜灌水器埋入作物根部附近的土壤中,由于灌水器内是充满水的,灌水器即半透膜外侧的土壤相对于半透膜内侧水势低,而半透膜的工作原理就是利用水势差使水由水势高的一侧向水势低的一侧渗透,这样,灌水器中的水就会向外侧土壤流动,使土壤湿润。
半透膜节水灌溉技术具有以下几个优点:第一,这种灌溉技术是对田间有作物部分进行选择性局部灌溉,田间裸地部分保持干燥,大大地降低了水分蒸发带来的损失;第二,灌溉的供水过程不需要外加机械动力驱动,节省了大量的能源和动力设备;第三,由于这种灌溉方法只给有作物的部分灌溉,裸地部分干燥,这样就能抑制杂草的生长。
痕量灌溉技术。
痕量灌溉技术是针对滴灌系统中容易出现滴头堵塞这一问题对滴灌计数进行的改进,痕量灌溉技术通过两方面防治低头堵塞,一方面在控水头上面安装一个面积大而膜孔小的痕灌膜,即滤膜,起到了过滤功能,另一方面下部安装面积小而束间空隙大的毛细管束,起到控制水的作用,保证通过上层痕灌膜的水流量极小,杂质只是稀松地堆砌在滤膜表面,不会阻挡缓速的水流。