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摘要從容器苗苗圃的水源、水質要求出發(fā),介紹了灌溉功能區(qū)域劃分及灌溉設計苗木繁殖區(qū)灌溉設計要求,并提出了苗圃中的給水管

道設計、灌溉泵站設計及灌溉控制系統(tǒng)設計要求。

關鍵詞容器苗;灌溉;灌溉設計

我國的苗圃產業(yè)從無到有,經歷了一個漫長的過程,解放初,一直沒有形成產業(yè),20世紀80年代初,農村實行聯產承包制,苗圃業(yè)開始萌動。但由于過分炒作,市場不成熟,使一批后來者遭到慘重的損失,給苗圃業(yè)的發(fā)展帶來不利的影響。近十幾年來,隨著苗木產業(yè)的不斷發(fā)展,經濟實力的增強,美化與綠化的要求越來越高。但目前的苗圃業(yè)大部分面臨著共同的難題:苗木種類單一;質量參差不齊;生產方式近乎用一種傳統(tǒng)農作式運行。所以目前的苗圃業(yè)必將以引入國外先進技術、開發(fā)新的品種、提高產品質量為突破口。我國的苗圃業(yè)逐步出現了苗木生產模式由地栽向容器栽培方向轉變的跡象。

作為容器栽培管理的重點,灌溉系統(tǒng)成了容器苗圃建設的關鍵部位,因為容器苗和地栽苗最大的區(qū)別就在于:容器苗不可能讓根直接從地上汲取水分,在夏季就需要大量人工進行灌溉。所以一套完善的容器苗圃的灌溉系統(tǒng),不僅能減輕生產管理難度,提高產品質量,降低生產成本,而且能最大程度地利用水資源。

目前我國容器苗圃才剛剛起步,還沒有形成一整套生產模式,不過已有一些苗圃企業(yè)開始按照容器苗圃的要求進行了建設,在模式上主要是參照歐美的生產方式。下面就有關容器苗圃的灌溉設計作一個大致的介紹。

1水源要求

1.1水源位置及來源一般來說容器苗圃必須建在水源較充足的地區(qū),并結合儲水和回收水池的設置,其水源可得到延續(xù)性的保證。

1.2水質只有好的水質,才能培育出優(yōu)質的苗木。容器苗的灌溉用水水質,必須達到一定的要求,其主要指標水的酸堿度(pH值)、可溶性鹽的含量(EC值)和其他雜質的含量,滿足容器苗木灌溉要求的水質其pH值須在5.8~7.0,EC值在0.75以下,雜質粒度在80目以下。

2容器苗圃的場地要求

2.1苗圃的地形一般來說苗圃的形狀以方形等規(guī)則狀較為理想,地形上以平原或落差不超過1.5%的緩坡地為好,地形變化過大的應該經過改造以符合苗木生產,圖1為一個標準苗圃的區(qū)塊和灌溉主管道布置方案。

圖1標準苗圃區(qū)域和灌溉主管道布置

由圖1可以看出,每個生產區(qū)基本都是以長方形有形狀為主,這樣比較有利于灌溉設施的鋪設和排水系統(tǒng)的安裝。

2.2苗圃生產區(qū)地面排水生產區(qū)塊應做好地面排水,地塊內的坡度控制在0.5%~1.0%,可達到較好的排水性。整個苗圃生產區(qū)可通過排水溝或排水通道進行總體排水。在北美苗圃業(yè),一般多覆蓋碎石或木器加工廠廢棄的破碎木屑。在覆蓋前先除盡雜草。覆蓋石子和木屑既有利于排水,又有利于防止雜草生長,減少管理費用。我國目前有部分企業(yè)采用碎石、煤渣進行鋪蓋,也有采用地布覆蓋的。

2.3排水收集設計為更好地提高水的利用率,最好在苗圃內建立雨水收集和回流池。水池的大小以1hm2苗圃面積建4.00~4.67m3比較合理(如有不間斷水源可小一些),位置要考慮整個苗圃的地形,一般建在整個苗圃的最低點,如果是平原地帶小型苗圃可建在苗圃的邊上,大型苗圃可建在苗圃的中心位置以方便集水和降低灌溉系統(tǒng)的造價。

3容器苗圃的產品定位

容器苗圃的產品定位決定了灌溉系統(tǒng)的設計,根據不同的產品其灌溉方式和管道配置都不一樣。產品定位分品種的不同(如喬木、大灌木、小灌木、地被植物等)和生產容器的大小(如45.46、31.82、22.73、9.09、4.55L等)兩個方面,確定了這些才可能合理設計整個灌溉系統(tǒng)。

4灌溉功能區(qū)域劃分及灌溉設計

根據不同苗木產品的生產要求,灌溉區(qū)域一般可分為繁殖區(qū)、過渡和小型苗木生產區(qū)(包括陰棚區(qū)、4.55L生產區(qū))、中型灌木和喬木早期生產區(qū)(9.10、22.73L生產區(qū))、大型灌木和喬木生產區(qū)(22.73L以上生產區(qū))。根據生產區(qū)域來配置相應的灌溉模式和選擇噴頭種類,確定噴頭型號后按照噴頭參數及區(qū)塊大小來設計噴頭布局,并計算灌溉用水量和給水管徑的大小,圖2為一常用噴頭型號(XcelHaWob-12#)在水壓2.07×105Pa,噴灑半徑7.63m,流量0.35L/S的條件下經專門軟件計算后得出的距離噴頭長度和噴灑水量的關系曲線。

注:噴頭高度為45.72cm,測試時間2005年4月20日,測試標準ASAE-S398.1。

圖2常用噴頭型號相關參數

4.1苗木繁殖區(qū)灌溉設計繁殖區(qū)應在保護地內,主要采用間隔噴霧方式來達到灌溉和保濕的作用,根據場地的情況,可選用范圍較大或較小的噴頭。范圍較大的噴頭所需管道較大,水壓較高(3×105Pa以上),每跨溫室只需一排噴頭,場地利用率高,在規(guī)模較大時單位造價較低。范圍較小的噴頭所需管道較小,水壓要求不高(1.5×105~2.0×105Pa),噴射直徑在2m以內,規(guī)模不大的繁殖區(qū)比較適合。

4.2過渡區(qū)及小型苗木生產區(qū)灌溉設計在此區(qū)塊內的苗木植株較小,擺放間距很密,可采用圓形噴灑噴頭,噴頭密度基本上在5~10m,安裝高度不超過1m,其灌溉均勻度較好,適合植株不高的小型苗木和地被的灌溉。

4.3中型灌木及喬木早期生產區(qū)灌溉設計對植株較高和擺放密度不大的小喬木和灌木區(qū)塊,目前常用的主要以搖臂噴頭為主,安裝高度在1.5~2.0m,和圓形噴灑噴頭相比,其噴頭距離較大,可在10~20m,因而單位面積造價較低,但均勻度會差一些,容易受風向的影響。

4.4大型灌木及喬木生產區(qū)灌溉設計因此區(qū)塊內的苗木間距較大,考慮到灌溉的效率,一般采用在每一盆內安裝一個或多個低位噴頭(按照容器的大小來配置),區(qū)塊主管道采用地埋方式,分管道采用地面鋪設(多用PE管),然后根據容器的間距接入低位噴頭。

5給水管路設計

5.1給水管路的材料選擇常用的給水管道主要有鍍鋅鋼管、PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PPR(復合聚丙烯)等材質,考慮到灌溉應用特征和材料性價比,目前主要采用PVC和PE材質的給水管路。

5.2灌溉區(qū)塊的給水管路設計按照設計地塊所需的噴頭來計算用水量,推算出區(qū)塊分管道和主管道的管徑。受電磁閥規(guī)格的影響,區(qū)塊主管道直徑一般不超過90mm,如果區(qū)塊內用水量超過主管道的輸送能力,可通過增加主管道解決。5.3灌溉主管路設計整個苗圃的主管道大小應根據苗圃每天的最大總用水量在8h內灌溉完成來計算,即主管道的每小時流量為每天總用水量的1/8,但在設計時會增加一定的系數。

6灌溉首部(泵站)及水處理

6.1泵站設計根據主管道的設計要求來確定泵站的大小,最好變頻自動控制,泵站應包括水泵、氣壓罐、變頻控制箱和相應管道組成,在水泵的出口處須安裝止回閥和自動進排氣閥。每組泵站應采用2臺以上的水泵組成,以防單臺水泵出現故障時影響整個苗圃的生產。

6.2水處理設計不管是采用地表水還是地下水,都需要進行水處理,常規(guī)的水處理主要是控制雜質含量,可采用砂石過濾器來理,過濾要求在80目以下。另外如果水的酸堿度不符合要求,可通過加酸和加純堿來調節(jié)。水中可溶性鹽的含量偏高,一般采用電滲析和反滲透膜處理來解決,但處理成本相對較高。

7灌溉控制系統(tǒng)

7.1控制閥門一種為手動閥門,用來進行手動控制,主要用于主管道和各分支點以及每個灌溉點的控制;另外一種主要用于灌溉自動控制用的電磁閥,安裝于每個灌溉區(qū)塊的首部,對每個灌溉區(qū)塊進行自動控制。

7.2繁殖區(qū)控制系統(tǒng)對苗木繁殖區(qū)的自動灌溉控制來說,其控制要點為其噴霧時間和間隔時間的控制,其控制系統(tǒng)要求間隔設定時間可在幾分鐘到幾小時之間,噴霧時間最小可設定到以秒為單位。較好的繁殖灌溉控制系統(tǒng)可根據生產要求每天設定不同的灌溉區(qū)間。

7.3容器苗木生產區(qū)控制系統(tǒng)容器苗木生產區(qū)的灌溉控制系統(tǒng)可按照生產區(qū)塊進行灌溉設定,然后根據程序進行自動灌溉。

8結語

隨著資源的利用受到不同程度的限制,容器育苗作為無土栽培的一種重要方式,必將是今后苗圃業(yè)的發(fā)展趨勢。但容器苗存在的題之一———灌溉問題,是一個必須解決的大問題,所以設計一套合理的灌溉系統(tǒng),不僅能節(jié)約大量的水源,又能在炎炎夏季減少大量的人工勞動力。

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