摘 要 从容器苗苗圃的水源、水质要求出发,介绍了灌溉功能区域划分及灌溉设计苗木繁殖区灌溉设计要求,并提出了苗圃中的给水管道设计、灌溉泵站设计及灌溉控制系统设计要求。
关键词 容器苗;灌溉;灌溉设计
我国的苗圃产业从无到有,经历了一个漫长的过程,解放初,一直没有形成产业,20世纪80年代初,农村实行联产承包制,苗圃业开始萌动。但由于过分炒作,市场不成熟,使一批后来者遭到惨重的损失,给苗圃业的发展带来不利的影响。近十几年来,随着苗木产业的不断发展,经济实力的增强,美化与绿化的要求越来越高。但目前的苗圃业大部分面临着共同的难题:苗木种类单一;质量参差不齐;生产方式近乎用一种传统农作式运行。所以目前的苗圃业必将以引入国外先进技术、开发新的品种、提高产品质量为突破口。我国的苗圃业逐步出现了苗木生产模式由地栽向容器栽培方向转变的迹象。
作为容器栽培管理的重点,灌溉系统成了容器苗圃建设的关键部位,因为容器苗和地栽苗最大的区别就在于:容器苗不可能让根直接从地上汲取水分,在夏季就需要大量人工进行灌溉。所以一套完善的容器苗圃的灌溉系统,不仅能减轻生产管理难度,提高产品质量,降低生产成本,而且能最大程度地利用水资源。
目前我国容器苗圃才刚刚起步,还没有形成一整套生产模式,不过已有一些苗圃企业开始按照容器苗圃的要求进行了建设,在模式上主要是参照欧美的生产方式。下面就有关容器苗圃的灌溉设计作一个大致的介绍。
1 水源要求
1.1 水源位置及来源 一般来说容器苗圃必须建在水源较充足的地区,并结合储水和回收水池的设置,其水源可得到延续性的保证。
1.2 水质 只有好的水质,才能培育出优质的苗木。容器苗的灌溉用水水质,必须达到一定的要求,其主要指标水的酸碱度(pH值)、可溶性盐的含量(EC值)和其他杂质的含量,满足容器苗木灌溉要求的水质其pH值须在5.8~7.0,EC值在0.75以下,杂质粒度在80目以下。
2 容器苗圃的场地要求
2.1 苗圃的地形 一般来说苗圃的形状以方形等规则状较为理想,地形上以平原或落差不超过1.5%的缓坡地为好,地形变化过大的应该经过改造以符合苗木生产,图1为一个标准苗圃的区块和灌溉主管道布置方案。
图1 标准苗圃区域和灌溉主管道布置
由图1可以看出,每个生产区基本都是以长方形有形状为主,这样比较有利于灌溉设施的铺设和排水系统的安装。
2.2 苗圃生产区地面排水 生产区块应做好地面排水,地块内的坡度控制在0.5%~1.0%,可达到较好的排水性。整个苗圃生产区可通过排水沟或排水通道进行总体排水。在北美苗圃业,一般多覆盖碎石或木器加工厂废弃的破碎木屑。在覆盖前先除尽杂草。覆盖石子和木屑既有利于排水,又有利于防止杂草生长,减少管理费用。我国目前有部分企业采用碎石、煤渣进行铺盖,也有采用地布覆盖的。
2.3 排水收集设计 为更好地提高水的利用率,最好在苗圃内建立雨水收集和回流池。水池的大小以1 hm2苗圃面积建4.00~4.67 m3比较合理(如有不间断水源可小一些),位置要考虑整个苗圃的地形,一般建在整个苗圃的最低点,如果是平原地带小型苗圃可建在苗圃的边上,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统的造价。
3 容器苗圃的产品定位
容器苗圃的产品定位决定了灌溉系统的设计,根据不同的产品其灌溉方式和管道配置都不一样。产品定位分品种的不同(如乔木、大灌木、小灌木、地被植物等)和生产容器的大小(如45.46、31.82、22.73、9.09、4.55 L等)两个方面,确定了这些才可能合理设计整个灌溉系统。
4 灌溉功能区域划分及灌溉设计
根据不同苗木产品的生产要求,灌溉区域一般可分为繁殖区、过渡和小型苗木生产区(包括阴棚区、4.55 L生产区)、中型灌木和乔木早期生产区(9.10、22.73 L生产区)、大型灌木和乔木生产区(22.73 L以上生产区)。根据生产区域来配置相应的灌溉模式和选择喷头种类,确定喷头型号后按照喷头参数及区块大小来设计喷头布局,并计算灌溉用水量和给水管径的大小,图2为一常用喷头型号(Xcel Ha Wob-12#)在水压2.07×105Pa,喷洒半径7.63 m,流量0.35 L/S的条件下经专门软件计算后得出的距离喷头长度和喷洒水量的关系曲线。
注:喷头高度为45.72 cm,测试时间2005年4月20日,测试标准ASAE-S398.1。
图2 常用喷头型号相关参数
4.1 苗木繁殖区灌溉设计 繁殖区应在保护地内,主要采用间隔喷雾方式来达到灌溉和保湿的作用,根据场地的情况,可选用范围较大或较小的喷头。范围较大的喷头所需管道较大,水压较高(3×105Pa以上),每跨温室只需一排喷头,场地利用率高,在规模较大时单位造价较低。范围较小的喷头所需管道较小,水压要求不高(1.5×105~2.0×105Pa),喷射直径在2 m以内,规模不大的繁殖区比较适合。
4.2 过渡区及小型苗木生产区灌溉设计 在此区块内的苗木植株较小,摆放间距很密,可采用圆形喷洒喷头,喷头密度基本上在5~10 m,安装高度不超过1 m,其灌溉均匀度较好,适合植株不高的小型苗木和地被的灌溉。
4.3 中型灌木及乔木早期生产区灌溉设计 对植株较高和摆放密度不大的小乔木和灌木区块,目前常用的主要以摇臂喷头为主,安装高度在1.5~2.0 m,和圆形喷洒喷头相比,其喷头距离较大,可在10~20 m,因而单位面积造价较低,但均匀度会差一些,容易受风向的影响。
4.4 大型灌木及乔木生产区灌溉设计 因此区块内的苗木间距较大,考虑到灌溉的效率,一般采用在每一盆内安装一个或多个低位喷头(按照容器的大小来配置),区块主管道采用地埋方式,分管道采用地面铺设(多用PE管),然后根据容器的间距接入低位喷头。
5 给水管路设计
5.1 给水管路的材料选择 常用的给水管道主要有镀锌钢管、PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、PPR(复合聚丙烯)等材质,考虑到灌溉应用特征和材料性价比,目前主要采用PVC和PE材质的给水管路。
5.2 灌溉区块的给水管路设计 按照设计地块所需的喷头来计算用水量,推算出区块分管道和主管道的管径。受电磁阀规格的影响,区块主管道直径一般不超过90mm,如果区块内用水量超过主管道的输送能力,可通过增加主管道解决。
