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[摘要]山阳县发明了锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术，技术创新点是，把锥子上的针头换装成钢针，用打火机加热钢针，在PE管上手工刺出朝向作物根系的小孔，形成多孔微喷管。该技术经过核桃园节水灌溉技术的实践，技术是成熟的，可以在广大衣村或通过院校进行大面积推广。
[关键词]锥针刺小孔PE微喷管；节水灌溉技术，创新与应用
[中图分类号]S275 [文献标识码]B [文章编号]1672-5158（2013）06-0291-01
一、锥针刺小孔PE微喷管的创新背景
山阳县高坝店镇寺沟村锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉工程，是利用2010年度省级农业综合开发项目资金，原由杨凌秦川节水灌溉设备工程有限公司按滴灌设计，后在施工中因地制宜，创新改进为锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术。工程总面积144亩，分布在寺沟村牛房湾组三角下、三组十亩地、吴家垣三处。其中牛房湾组三角下32亩，三组十亩地47亩，吴家垣65亩。种植作物为核桃，行距5m，株距4m，共4630株。水源利用截渗坝收集寺沟季节沟水和50m3蓄水池，采用重力自压式微喷管灌溉，主、支管道采用埋地，锥针刺小孔PE微喷管采用水泥混凝土柱架空。埋设主管道三条DN63PE管总长3500m，支管道地面明设DNSOPE管总长1500m，水泥柱架设DN32PE管总长3400m，水泥柱架设DN25PE管总长4700m，水泥柱架设DN20PE管总长1300m，竣工决算24.7万元。比原设计40万元节省15.3万元。且因改滴灌为PE微喷管，避免了滴灌灌水器易堵塞的缺点。
二、国内外微灌及微喷带技术介绍
（一）微灌：是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。这种灌水技术，具有以下特点：①灌水流量小，水的利用率高。微灌一般比地面灌溉省水1/3-1/2，比喷灌省水15%～20%。②工作压力低，节省能源。微灌一般的工作压力为0.05-0.15MPa，工作水头为7-10m。③对土壤及地形适应性强。微灌只是局部湿润，不受地形、土壤条件的限制，灌水均匀，可达80-90%以上，能有效调节土壤中的水、肥、气、热状况，为作物提供良好的环境。④可结合灌水施肥，增产明显。因水肥适时，一般较其他灌水方法增产30%。⑤适于咸水地区。
（二）微喷带：微喷带又称多孔管、喷水带、喷灌带、微喷灌管，是在可压扁的塑料软管上采用机械或激光直接加工出水小孔，进行滴灌或微喷灌的节水灌溉设备。将每组3个出水孔、5个出水孔或更多出水孔的微喷带直接铺设在地面，直射在空中的水流就能形成类似细雨的微喷灌效果。
（三）滴灌带：滴灌带发展较快，各个厂家有售。滴灌带特点：迷宫流道及滴孔一次真空整体热压成型、粘合性好，制造精度高；紊流态多口出水，抗堵塞能力强；迷宫流道设计，出水均匀，可达85%以上，铺设可达80m；重量轻，安装管理方便，人工安装费用低。可绕垅弯曲铺设，操作方便。
三、锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术方案
为什么要发明锥针刺小孔PE微喷管？在实施这项工程过程中，我们做了调查和考查，并充分论证锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术的可行性、技术先进性：①在工程设计和厂家考察中，淘汰了大田喷灌灌水方式，原因是使用水量大，不省水；核桃主要是树根需要水，大田喷灌大部分水洒在了不是根系的位置，大量浪费水，不属于局部灌溉技术，节水效果相对较差。还淘汰了微喷灌灌水方式，原因是也有水洒在了不是核桃树根的地域，也有浪费水之嫌；另有微喷头易丢失，移动式的收拆频繁，固定式易被破坏。也曾经考虑过滴灌，虽然可以省水，滴灌头或其它灌水器容易堵塞，滴灌软管使用寿命短，群众见不到明水不易接受。综合以上几种技术方案，最终选用市场上较常见的PE管制作多孔微喷管方案为最佳方案。②田间灌水设施不用厂家的喷灌带，改塑料软带为PE管。我们认为购卖国内微喷带，便宜，微喷带折径N45（合DN29）出厂价0.21元/m；微喷带折径N120（合DN76）出厂价1.8元L/m；使用寿命厂家定为三年，因压力大小突变次数多，但实际在使用一年之后，眼周围有破损，软管个别地方有纵向破裂，影响使用寿命；PE管埋地使用寿命可达50年，不埋地受热胀冷缩和冻融影响，如果固定不动，能管十年。但微喷带一次性投资小使用寿命短，PE管一次性投资大使用寿命长。使用了PE管，提高了使用寿命，政府投资工程不便于过两三年又投资。③喷灌带在厂家是用机械或激光在软带上打孔的，广大农村PE管制成多孔喷灌管如要成孔，用机械和激光的话，技术难度大。工程技术人员通过试验，用上鞋底和鞋帮引针线用的木把锥子，在文具用品店都可以买到，即装订帐本用的锥子，下掉原金属针棒，安装上小号缝衣针（即锈花针），用防风打火机加热，成孔直径约0.4至1mm，简单易行，操作简便，一次成型。注意不能用2号针或1号针、缝被针，成孔会太粗，形成股状水流。④加热针刺小孔微喷PE管施工时，针孔因是加热融化形成，孔周围不易破损，解决了软带喷灌带孔易破损的问题。⑤在毛管固定的情况下，有选择性的加热针刺小孔，朝向核桃树的方向，其它的方向不刺小孔，从而达到节水的效果，不需要灌溉的地方不刺孔，这比购买的微喷带具有不可比拟的优越性。⑤在施工时，将带有微喷PE管的毛管，每隔15m绑扎在离地面1米高的混凝土桩上，保证微喷PE管最低位置高于地面15cm，一是避免雾化水汽太高飞走和蒸发散失过多，二是固定不动防风吹动因摇晃降低使用寿命。⑦在本工程中，经过试验和水力计算，因单孔流量小，总灌水用水量相对少，蓄水池下的微唧PE管全开，所灌的144亩核桃树4630株，三天一个周期内灌完。计划湿润层深为1m，用时72h。
通过施工，总结针孔微喷PE管的特点：①针孔PE管微喷灌水技术，跟微喷带灌水技术大同小异，不同的是打眼技术前者可以让老百姓自己掌握，便于让百姓接受；后者是工厂生产，且使用寿命偏短，重复投资周期短。②针孔PE管微喷灌水技术，因可灵活靶向刺孔，实现靶向针刺小孔的喷水方向，可以在不需要灌溉的地方不刺眼。比定型成孔微喷带省水。③流量小，流量、工作压力界于微喷灌和滴灌之间。微喷灌的单个喷头流量在0.03-0.1m3/h，工作压力为0.18-0.28MPa，射程2-4m。滴灌工作压力：0.020-0.250 MPa；流量：0.002-0.003 m3/h。针孔PE管微喷灌，工作压力为0.1-0.2MPa上下，流量：0.00014 m3/m_h。④对土壤及地形适应性强。局部湿润，灌水均匀，可达80-90以上，能有效调节土壤中的水、肥、气、热状况，为作物提供良好的环境。⑤省水、省工、节能。还可以通过灌水系统施肥。⑥可以像微喷灌和滴灌那样进行水力计算。
四、结论与建议
锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术，工作压力、用水量大小、适用范围、灌水方法属于微灌的微喷灌和滴灌之间。施工时在PE管上用防风打火机加热锈花针，手工稍用力刺小孔形成多孔微喷管的节水灌溉技术，还可以把使用范围推广到所有适用微喷灌和滴灌的范围，适用多种蔬菜、花卉、草坪、果树、小麦等作物的灌溉，和用于大棚降温、场所防尘等。因靶向给水，不同作物比微喷灌省水60%以上。综合考虑给出如下建议：（1）、每延米DN20管针刺小孔PE管比同样粗细折径32的软管微喷带造价会高出，倍以上，但DN20管针刺小孔PE管一次性投资可管10年，而软管微喷带10年内需更换3次，造价几乎相当或略高些。（2）、外露PE管可适当考虑在不是灌溉季节包裹起来，可以延缓使用寿命。（3）、打火机加热针刺小孔PE管微喷管灌水技术，经过核桃园节水灌溉技术的实践，是成熟的技术，可以在广大农村或通过院校发展推广。
[关键词]锥针刺小孔PE微喷管；节水灌溉技术，创新与应用
[中图分类号]S275 [文献标识码]B [文章编号]1672-5158（2013）06-0291-01
一、锥针刺小孔PE微喷管的创新背景
山阳县高坝店镇寺沟村锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉工程，是利用2010年度省级农业综合开发项目资金，原由杨凌秦川节水灌溉设备工程有限公司按滴灌设计，后在施工中因地制宜，创新改进为锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术。工程总面积144亩，分布在寺沟村牛房湾组三角下、三组十亩地、吴家垣三处。其中牛房湾组三角下32亩，三组十亩地47亩，吴家垣65亩。种植作物为核桃，行距5m，株距4m，共4630株。水源利用截渗坝收集寺沟季节沟水和50m3蓄水池，采用重力自压式微喷管灌溉，主、支管道采用埋地，锥针刺小孔PE微喷管采用水泥混凝土柱架空。埋设主管道三条DN63PE管总长3500m，支管道地面明设DNSOPE管总长1500m，水泥柱架设DN32PE管总长3400m，水泥柱架设DN25PE管总长4700m，水泥柱架设DN20PE管总长1300m，竣工决算24.7万元。比原设计40万元节省15.3万元。且因改滴灌为PE微喷管，避免了滴灌灌水器易堵塞的缺点。
二、国内外微灌及微喷带技术介绍
（一）微灌：是利用微灌设备组装成微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。这种灌水技术，具有以下特点：①灌水流量小，水的利用率高。微灌一般比地面灌溉省水1/3-1/2，比喷灌省水15%～20%。②工作压力低，节省能源。微灌一般的工作压力为0.05-0.15MPa，工作水头为7-10m。③对土壤及地形适应性强。微灌只是局部湿润，不受地形、土壤条件的限制，灌水均匀，可达80-90%以上，能有效调节土壤中的水、肥、气、热状况，为作物提供良好的环境。④可结合灌水施肥，增产明显。因水肥适时，一般较其他灌水方法增产30%。⑤适于咸水地区。
（二）微喷带：微喷带又称多孔管、喷水带、喷灌带、微喷灌管，是在可压扁的塑料软管上采用机械或激光直接加工出水小孔，进行滴灌或微喷灌的节水灌溉设备。将每组3个出水孔、5个出水孔或更多出水孔的微喷带直接铺设在地面，直射在空中的水流就能形成类似细雨的微喷灌效果。
（三）滴灌带：滴灌带发展较快，各个厂家有售。滴灌带特点：迷宫流道及滴孔一次真空整体热压成型、粘合性好，制造精度高；紊流态多口出水，抗堵塞能力强；迷宫流道设计，出水均匀，可达85%以上，铺设可达80m；重量轻，安装管理方便，人工安装费用低。可绕垅弯曲铺设，操作方便。
三、锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术方案
为什么要发明锥针刺小孔PE微喷管？在实施这项工程过程中，我们做了调查和考查，并充分论证锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术的可行性、技术先进性：①在工程设计和厂家考察中，淘汰了大田喷灌灌水方式，原因是使用水量大，不省水；核桃主要是树根需要水，大田喷灌大部分水洒在了不是根系的位置，大量浪费水，不属于局部灌溉技术，节水效果相对较差。还淘汰了微喷灌灌水方式，原因是也有水洒在了不是核桃树根的地域，也有浪费水之嫌；另有微喷头易丢失，移动式的收拆频繁，固定式易被破坏。也曾经考虑过滴灌，虽然可以省水，滴灌头或其它灌水器容易堵塞，滴灌软管使用寿命短，群众见不到明水不易接受。综合以上几种技术方案，最终选用市场上较常见的PE管制作多孔微喷管方案为最佳方案。②田间灌水设施不用厂家的喷灌带，改塑料软带为PE管。我们认为购卖国内微喷带，便宜，微喷带折径N45（合DN29）出厂价0.21元/m；微喷带折径N120（合DN76）出厂价1.8元L/m；使用寿命厂家定为三年，因压力大小突变次数多，但实际在使用一年之后，眼周围有破损，软管个别地方有纵向破裂，影响使用寿命；PE管埋地使用寿命可达50年，不埋地受热胀冷缩和冻融影响，如果固定不动，能管十年。但微喷带一次性投资小使用寿命短，PE管一次性投资大使用寿命长。使用了PE管，提高了使用寿命，政府投资工程不便于过两三年又投资。③喷灌带在厂家是用机械或激光在软带上打孔的，广大农村PE管制成多孔喷灌管如要成孔，用机械和激光的话，技术难度大。工程技术人员通过试验，用上鞋底和鞋帮引针线用的木把锥子，在文具用品店都可以买到，即装订帐本用的锥子，下掉原金属针棒，安装上小号缝衣针（即锈花针），用防风打火机加热，成孔直径约0.4至1mm，简单易行，操作简便，一次成型。注意不能用2号针或1号针、缝被针，成孔会太粗，形成股状水流。④加热针刺小孔微喷PE管施工时，针孔因是加热融化形成，孔周围不易破损，解决了软带喷灌带孔易破损的问题。⑤在毛管固定的情况下，有选择性的加热针刺小孔，朝向核桃树的方向，其它的方向不刺小孔，从而达到节水的效果，不需要灌溉的地方不刺孔，这比购买的微喷带具有不可比拟的优越性。⑤在施工时，将带有微喷PE管的毛管，每隔15m绑扎在离地面1米高的混凝土桩上，保证微喷PE管最低位置高于地面15cm，一是避免雾化水汽太高飞走和蒸发散失过多，二是固定不动防风吹动因摇晃降低使用寿命。⑦在本工程中，经过试验和水力计算，因单孔流量小，总灌水用水量相对少，蓄水池下的微唧PE管全开，所灌的144亩核桃树4630株，三天一个周期内灌完。计划湿润层深为1m，用时72h。
通过施工，总结针孔微喷PE管的特点：①针孔PE管微喷灌水技术，跟微喷带灌水技术大同小异，不同的是打眼技术前者可以让老百姓自己掌握，便于让百姓接受；后者是工厂生产，且使用寿命偏短，重复投资周期短。②针孔PE管微喷灌水技术，因可灵活靶向刺孔，实现靶向针刺小孔的喷水方向，可以在不需要灌溉的地方不刺眼。比定型成孔微喷带省水。③流量小，流量、工作压力界于微喷灌和滴灌之间。微喷灌的单个喷头流量在0.03-0.1m3/h，工作压力为0.18-0.28MPa，射程2-4m。滴灌工作压力：0.020-0.250 MPa；流量：0.002-0.003 m3/h。针孔PE管微喷灌，工作压力为0.1-0.2MPa上下，流量：0.00014 m3/m_h。④对土壤及地形适应性强。局部湿润，灌水均匀，可达80-90以上，能有效调节土壤中的水、肥、气、热状况，为作物提供良好的环境。⑤省水、省工、节能。还可以通过灌水系统施肥。⑥可以像微喷灌和滴灌那样进行水力计算。
四、结论与建议
锥针刺小孔PE微喷管节水灌溉技术，工作压力、用水量大小、适用范围、灌水方法属于微灌的微喷灌和滴灌之间。施工时在PE管上用防风打火机加热锈花针，手工稍用力刺小孔形成多孔微喷管的节水灌溉技术，还可以把使用范围推广到所有适用微喷灌和滴灌的范围，适用多种蔬菜、花卉、草坪、果树、小麦等作物的灌溉，和用于大棚降温、场所防尘等。因靶向给水，不同作物比微喷灌省水60%以上。综合考虑给出如下建议：（1）、每延米DN20管针刺小孔PE管比同样粗细折径32的软管微喷带造价会高出，倍以上，但DN20管针刺小孔PE管一次性投资可管10年，而软管微喷带10年内需更换3次，造价几乎相当或略高些。（2）、外露PE管可适当考虑在不是灌溉季节包裹起来，可以延缓使用寿命。（3）、打火机加热针刺小孔PE管微喷管灌水技术，经过核桃园节水灌溉技术的实践，是成熟的技术，可以在广大农村或通过院校发展推广。