【摘要】：该文从为什么要灌溉、灌溉水的来源、作物的需水（耗水）规律、土壤在灌溉中的作用、灌溉系统的任务这五个问题出发，谈及对“痕量灌溉”的思考。笔者认为痕量灌水器无法满足大田作物高峰需水期的需水要求，在大田作物需水高峰期痕量灌溉系统无法将水输送到植物根区，而在大田作物非需水量高峰期又有可能供水过量。哈密痕量灌溉试验本质上是小流量地下滴灌。哈密痕量灌溉试验的初步结论可以看出：痕量灌溉灌水器流量太小不能满足枣树需求且不具备自适应能力；水分利用率的算法及试验设计不科学。理论和实践都证明：痕量灌溉的“超低流量供水”实现不了“与植物自然需水规律相匹配”。对痕量灌溉不能实现“自适应灌溉”原因进行了分析。
【关键词】：灌溉；痕量灌溉；地下滴灌；新疆
引 言
灌溉是一门涉及多种学科的交叉学科和边缘学科，是系统工程。一名称职的灌溉科技工作者应该对以下问题有比较清醒的认知：为什么要灌溉；灌溉水的来源；作物的需水（耗水）规律；土壤在灌溉中的作用；灌溉系统的任务。这些问题看似简单，真正了解和掌握并不容易。
第一个问题。为什么要灌溉？当然是作物缺水呗！
这种回答只对了80%，要知道还有施肥灌溉、压碱洗盐灌溉等等，现代化的灌溉具有多功能性。
第二个问题。水从哪来？当然必须有水源呗！这种回答只对了一半，因为还必须有灌溉系统把水从水源输送到作物根部附近土壤中。
第三个问题。作物的需水（耗水）规律？完全正确的回答得靠植物生理学家，但称职的灌溉科技工作者一定知道一年生作物从种到收，多年生作物从苗期到衰老期以及每年从春到冬，不同时间他们生长所需要的水量是不一样的，其规律呈正态分布；严格讲一天24 小时的需水（耗水）也是不一样的。需水（耗水）量则不仅与气候有关，还与作物种类及作物品种有关。
第四个问题。除了设施农业中的水培、基质培等，作物都必须栽培在土壤中，灌溉必然与土壤打交道。大家知道微灌是局部灌溉，特别是微灌中最节水的滴灌，只湿润作物根系附近土壤，是灌溉作物而不是灌溉土壤，但作物仍然必须从土壤中吸取水分和养分，离不开土壤。
在灌溉中土壤可起到水的存储作用（土壤水库——将毛管水存储在土壤中供作物利用）。因此，农田水利专业的学生不但要学作物栽培，还必须学习土壤学。土壤是由固体、液体和气体三相物质组成的非常复杂的疏松多孔体。土-水-植物关系是土壤、水分、植物、大气诸因素之间相互作用、反馈影响的结果，构成一个由土壤到大气的相互反馈连续系统。土壤水是由土水势高的向土水势低的地方流动。总土水势由基质势、溶质势、重力势、压力势和温度势组成。土壤吸力是指土壤水基质势和溶质势之和，实际上一般只计入基质势。因为基质势和溶质势均为负值，为使用方便故把基质势和溶质势的负值定义为基质吸力和溶质吸力。土壤吸力越大作物吸水越困难。没有土壤水动力学深厚根基的人是说不清土壤-水-作物-大气之间的关系的。
第五个问题。灌溉系统的任务？灌溉系统的任务是将作物需要的水（或可溶性营养物）从水源输送到作物根系附近土壤中供作物吸收利用。
本文将从这五个问题出发谈一些对“痕量灌溉”的思考，对“痕量”是否能实现灌溉进行分析。
1 痕灌灌水器流量无法满足大田作物高峰需水期的需水要求
在滴灌发展实践中灌水器有向小流量发展的趋势，采用小流量灌水器的确带来一系列好处：滴灌带（管）铺设距离长，减少支管及相应的管件数量，管网造价低，管理方便等等；但有前提：必须满足作物高峰耗水时的需水要求，不是越小越好[1]。
吐鲁番地区是新疆最早试验并推广滴灌的地区，2007 年以前除个别从苗期即开始采用滴灌技术的外，全部以失败告终，其核心问题就是设计日耗水强度太小。
多年实践经验证明吐鲁番地区葡萄灌溉，设计日耗水强度必须大于8 mm/d；以此推算，每平方米日灌水量不得低于8 mm×1 m2=0.008 m×1 m2=0.008 m3，即8 L/(d·m2)，假设滴灌系统24 h 工作，其最小灌水器流量应为：
8 L/(24 h·m2)=0.3333 L/(h·m2)。为安全考虑，设计上对于每平方米布置一个滴头的情况，灌水器流量至少应选择0.4 L/h的灌水器。哈密市的气候条件与吐鲁番基本相同。哈密痕量灌溉试验区南北长500 m，东西宽36 m，为6 年生枣园，行距3 m，株距2 m。
据称痕量灌溉不需安装过滤器，哈密试验实际安装了离心+网式过滤器。2015 年痕量灌溉地在继续运行，从项目区相关负责同志处得知2015 年有相当多控水头不出水。
从新疆水利水电科学研究院2014 年负责哈密痕量灌溉的同志处得知，哈密试验区痕量控水头流量的确偏小（该试验地立有灌溉系统参数的标牌，数据如表1 所示）作物确实受旱。哈密试验实际上进行的是利用痕量控水头为灌水器的小流量地下滴灌试验。
2013 年5 月，笔者去南疆五地州讲课，受邀与自治区水利厅农牧水利处副处长张明义同志专程去痕量灌溉工程现场进行了考察并录了像。现场是一个国有企业单位大院，面积2.7 hm2（40 亩），栽植果树也因根本满足不了作物需水正在拆除痕量灌溉系统安装新的微喷灌系统。这是笔者首次见到的痕量灌溉失败的现场，我们都很遗憾，不知道“痕量灌溉”名称的含义。听说新疆还有几处痕量灌溉工程，估计命运都差不多。
2 大田作物需水高峰期痕量灌溉系统无法将水输送到植物根区
痕量灌溉所称的“自适应灌溉”，其含义是：“出水量可以和植物的需水量相匹配”的自适应，即灌水系统能适时适量地按作物需水规律供水，并及时送达植物根区，实现作物耗水与需水的完全吻合，这的确是我们追求的目标，但实践证明这种假设想法是行不通的。其一，植物需水耗水多与少，痕灌控水头的出水量并无变化；其二，植物高峰耗水期所需要的水根本就无法输送到植物根区去。
笔者见到的痕量灌溉系统面积2.7 hm2（40 亩），输配水管网主管为直径25 mm 的PE（聚乙烯）管与地角一个高约3 m容积3 m3 左右的小水塔相连，是有一个低压水头的。
3 痕量灌溉在大田作物非需水量高峰期又有可能供水过量
图1 是2015 年6 月29 日拍摄的试验区照片。笔者从照片湿润情况分析可能是以下几种情况所致：因为系24 小时不停地灌水，非高峰耗水期灌水必然太多；痕灌管埋设偏浅或管下有不透水土层；痕灌管埋设位置不在作物主要根系区。当然从照片看蒸发损失不会太小，特别是哈密地区；也说明痕量灌溉根本不具有自适应能力，哈密试验实际上进行的是利用痕量控水头为灌水器的小流量地下滴灌试验。
4 哈密痕量灌溉试验初步结论
新疆水利水电科学研究院“极端干旱区痕量灌溉技术适宜性试验研究”试验分析报告主要内容如下：“痕量灌溉在前期（6 月15 日之前）用滴灌进行了3 次灌溉，约20 d 灌一次水，共用水165 m3/(666.7 m2)；从6 月15日至8 月15 日使用痕量灌溉，每天供水13.5～24 h，处理3 和处理4 分别用水155 与195 m3/(666.7 m2)，处理3和处理4 总用水量分别为320 与360 m3/(666.7 m2) （表2）；滴灌大田从4 月初至8 月12 日，10～20 d 灌一次水，总灌水量为521.5 m3/(666.7 m2)（表3）。[2]”
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