潮汐式灌溉的概念

潮汐式灌溉，因為灌溉方法與海水的漲潮落潮相似,，所以將這種灌溉方式稱為潮汐灌溉,。潮汐灌溉是一種高效、節(jié)水,、環(huán)保的灌溉技術(shù),，其基本原理是使灌溉水從栽培基質(zhì)底部進入，依靠栽培基質(zhì)的毛細管作用,，將灌溉水供給植物,。根據(jù)栽培池類型的不同，潮汐灌溉分為植床式潮汐灌溉和地面式潮汐灌溉,。植床式潮汐灌溉是指在溫室中修建的高出地面一定高度的栽培床等空中栽培設(shè)施中實施的潮汐灌溉,。地面式潮汐灌溉是指在溫室地面上修建的栽培池等在地面栽培設(shè)施中實施的潮汐灌溉。潮汐灌溉是一項成熟的農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù),在發(fā)達國家得到了廣泛的利用,很好的解決了灌溉與供氧的矛盾,且灌溉基本不破壞基質(zhì)的“三相”構(gòu)成,，是一項高效高能的農(nóng)業(yè)技術(shù),，在我國也正處于廣泛利用的發(fā)展階段。

潮汐式灌溉的優(yōu)勢

1,、灌溉更為均勻

潮汐式灌溉是采用從植物底面給水給肥的方式,，和噴淋等植物頭上灌溉方式相比，不易發(fā)生頭上灌溉經(jīng)常會出現(xiàn)的苗床周邊的植株得到的水肥較少的不均勻現(xiàn)象,；同時能穩(wěn)定根部介質(zhì)水氣含量,，避免毛細根因靠近容器邊部及底部干旱而死。

2,、有利控制病害的發(fā)生

潮汐式灌溉避免了植物噴淋灌溉會有大量的水分粘附在植株葉片上,，相對濕度容易控制，保持葉面干燥,，減少化學(xué)藥物的使用量以及控制病害發(fā)生,。

3、節(jié)水節(jié)肥

潮汐式灌溉的營養(yǎng)液和噴淋灌溉不一樣,，它是重復(fù)多次使用的,，節(jié)水高效,，完全封閉的系統(tǒng)循環(huán)，可以達到90%的利用率,；這樣可以節(jié)約大量水和肥料,，降低生產(chǎn)成本。

4,、促進植物生長

和傳統(tǒng)的灌溉相比,，植物生長速度更快，每周苗齡可比傳統(tǒng)育苗方式提前1天,，提高設(shè)施利用率,；同時能避免植物葉面產(chǎn)生水膜，使葉片接受更多的光照進行光合作用,，促使蒸騰拉力從根部吸收更多的營養(yǎng)元素,。

5、生產(chǎn)環(huán)境更整潔

和傳統(tǒng)的灌溉水分會飛散到設(shè)施各處,，潮汐式灌溉苗床下不會有水分積聚,，苗床下比較干燥，因此無雜草生長,，減少菌類滋生,，生產(chǎn)環(huán)境更整潔。

6,、提高勞動生產(chǎn)效率

無論是手動操作或輔助以微電腦控制器管理下,，一個人在20-30min內(nèi)可完成0.2～0.5ha穴盤苗的灌溉操作，節(jié)省了大量的勞力,，提高了勞動生產(chǎn)效率,。

潮汐式灌溉的實際應(yīng)用

1、種子繁殖

潮汐式灌溉是理想的播種育苗灌溉方法,。與頂部噴淋或手動灌溉相比,，底部灌溉基質(zhì)浸潤更加均勻，基質(zhì)表面土壤板結(jié)比例大幅下降,，種子的萌發(fā)和出苗率顯著髙于頂部噴淋灌溉,，因此潮汐式灌溉可應(yīng)用于種子育苗，尤其是小粒種子播種育苗,。

2,、扦插繁殖

基質(zhì)積水造成枝條生根端腐爛一直是木本植物扦插繁殖成功率低的主要原因。而試驗表明,，用潮汐式灌溉的方法扦插丁香取得了成功,。而在杜鵑的扦插繁殖試驗中，應(yīng)用底部灌溉方式替代霧培系統(tǒng)，提高了杜鵑的扦插生根率,。

3,、苗木培育

潮汐式灌漑自20世紀70~80年代推廣應(yīng)用以來，前人已經(jīng)在多個品種,，如相思樹,、北美紅橡、北美云杉等,，在不同培育條件，如露天和溫室證明了潮汐式灌溉培育苗木的可行性,。初始應(yīng)用階段只是在草本花卉育苗中應(yīng)用,，隨著研究的深入和潮汐式灌溉的發(fā)展，以及培育技術(shù)的不斷完善,，如墊高容器,，使空氣能夠在盆底和栽培床間流通，增加空氣對根系的修剪,，人們逐漸將這種灌溉方法應(yīng)用到木本植物苗木培養(yǎng)方面,。近幾年，在松果菊,、北美云杉,、北美紅椽樹的研究和培育中相繼應(yīng)用了該項技術(shù)。

4,、花卉栽培

潮汐式灌溉在花卉栽培中的大面積推廣應(yīng)用是與單體獨棟連體智能溫室的發(fā)展相契合,。因其克服頂部灌溉“雨傘效應(yīng)”和“邊緣效應(yīng)”，保證單株和群體養(yǎng)分,、水分的均一,。因此潮汐式灌溉條件下，花卉生長期短,、生長勢均勻,、優(yōu)質(zhì)率高、觀賞效果佳,。生產(chǎn)實踐和研究證明,，一般品種如竹芋、紅掌,、蝴蝶蘭等均適用于此種灌漑方式,。潮汐式灌溉一個灌溉區(qū)域內(nèi)只能種植單一品種或需肥、水規(guī)律相似的不同品種,，因此其適合與花卉工廠化,、集約化生產(chǎn)配套應(yīng)用。

5,、穴盤育苗

工廠化穴盤育苗正在取代傳統(tǒng)育苗,，成為推動蔬菜生產(chǎn)現(xiàn)代化的新興產(chǎn)業(yè),，穴盤育和普通的幼苗不同，基質(zhì)容積小,，幼苗生長容易出現(xiàn)缺水缺肥的現(xiàn)象,，同時，穴盤育苗的發(fā)展離不開機械化播種和移栽,，所以,，幼苗生長的均一性在穴盤育苗中又顯得更為重要，潮汐式灌溉保證了灌溉的均勻性,，能使幼苗生長更為整齊,。

6、綠葉菜生產(chǎn)

綠葉菜是一類主要以鮮嫩的綠葉,、葉柄和嫩莖為產(chǎn)品的速生蔬菜,。由于生長期短，采收靈活,，栽培十分廣泛,，品種繁多，深受消費者的喜愛,，綠葉菜和果菜類蔬菜相比,，由于生長速度快，株高較低,，適宜于較高的栽植密度,，潮汐式灌溉更適宜于這種快速生長的綠葉蔬菜。

潮汐式灌溉給水和排水的方式

1,、先灌后排式

我們設(shè)計了一種潮汐式灌溉自動給水和營養(yǎng)液回收的苗床系統(tǒng)（已獲得發(fā)明專利授權(quán)證書）,，通過電磁閥控制營養(yǎng)液的供應(yīng)，同時,，所有的下水口也設(shè)置了電磁閥開關(guān),，向苗床灌入營養(yǎng)液的時候，所有下水口的電磁閥關(guān)閉,，等到苗床中的營養(yǎng)液水位達到設(shè)置的水位時,，營養(yǎng)液灌入的電磁閥停止工作，根據(jù)控制系統(tǒng)中設(shè)定的營養(yǎng)液的滯留時間,，等滯留時間達到設(shè)定值時,，開啟下水口的電磁閥，排出潮汐式苗床滯留的營養(yǎng)液,。

2,、邊灌邊排式

后來在我們的試驗溫室搭建潮汐式灌溉給苗床的時候，發(fā)現(xiàn)如果每個下水口都設(shè)置一個排水電磁閥，相對代價還是較高的,，我們又設(shè)計了一種邊灌邊排的營養(yǎng)液灌入和排出的方式,，只是前提條件是進水的流速FI要大于水池底部有排水口的排水流速是FO，這樣經(jīng)過一段時間,，苗床內(nèi)的水位也能達到設(shè)定的水位,，又節(jié)省了建造潮汐式苗床的成本。

潮汐式苗床營養(yǎng)液的滯留時間的控制

通過研究發(fā)現(xiàn),，植株的蒸騰和總輻射量關(guān)系密切,，所以我們也開發(fā)了潮汐式苗床灌溉的控制軟件，通過前一天整天的總輻照量,，來確定后面一天營養(yǎng)液在苗床的滯留時間,。

在邊灌邊排式的潮汐式苗床中，我們通過改變進水的流速FI來達到控制營養(yǎng)液在苗床中的滯留時間,，首先在FI＞FO的前提下，啟動進水泵,，經(jīng)過一定的時間后,，使水池的水達到設(shè)定的水位，然后調(diào)節(jié)進水的流速FI,，使FI＝FO,，然后根據(jù)控制系統(tǒng)中設(shè)定的營養(yǎng)液的滯留時間，以這樣的進水速度和排水速度保持設(shè)定的時間,，達到時間以后,，關(guān)閉進水電磁閥，營養(yǎng)液則通過排水口自然排除,。

我們一般采用潮汐式灌溉,，只在每天上午灌溉1次，我們在實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn),，一些穴盤育苗和葉菜類的栽培,，溫度高的夏季，有發(fā)生植物缺水萎蔫的現(xiàn)象,，所以我們后來有修正了灌溉控制程序,，在高溫季節(jié)，如果光總輻照量達到了一定的值,，在上海地區(qū),。下午5點以后，補充灌溉1次,，但營養(yǎng)液在苗床的滯留時間比上午要短,，且在第二天計算營養(yǎng)液滯留時間的時候，要做相應(yīng)的調(diào)整。

營養(yǎng)液的消毒

和傳統(tǒng)的頂噴淋灌溉方式相比,，潮汐式灌溉對營養(yǎng)液的消毒顯得更為重要,，我們采用過兩種方式，一種是臭氧消毒,，另一種是超濾系統(tǒng),，兩者各有特點：

1、臭氧消毒

營養(yǎng)液利用臭氧技術(shù),，通過射流法進行消毒,。系統(tǒng)包括臭氧發(fā)生器、氧氣發(fā)生器,、氣水射流混合器三部分組成,。通過射流器，使強勁的水流與臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧混合噴射,，使攪拌均勻,、完全，產(chǎn)生的氣泡多而細膩,，溶氧效率高,，采用射流形式的曝氣設(shè)備氧的轉(zhuǎn)化率可達25%以上，成本較低,，但要另外配置回流營養(yǎng)液的過濾裝置,。

2、超濾系統(tǒng)

我們在國家設(shè)施農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心潮汐式苗床中應(yīng)用的是效果更好的超濾系統(tǒng),，超濾是一種加壓膜分離技術(shù),，即在一定的壓力下，使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜,，而使大分子溶質(zhì)不能透過,，留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化,。超濾系統(tǒng)并經(jīng)有良好的消毒的作用,，而且對于回流的營養(yǎng)液也有很好的過濾作用，防止雜質(zhì)堵塞管道,，但成本較高,。

經(jīng)驗和體會

1、潮汐式灌溉的營養(yǎng)液溫度調(diào)控的重要性

我們在做潮汐式灌溉苗床的時候,，起先并沒有考慮到營養(yǎng)液的溫度控制問題,，只是考慮到在智能溫室，有空氣加溫和降溫就可以,，在實踐中發(fā)現(xiàn)這是一大失誤,，在上海地區(qū),，即使有熱風(fēng)加溫和濕簾風(fēng)機降溫，營養(yǎng)液的溫度也難以控制,，營養(yǎng)液的溫度最好控制在20℃左右,，而實際上，在上海,，冬天,，營養(yǎng)液溫度不控制，在溫室里,，也只能保持在10℃左右,，在夏天，往往高于28℃,，特別對于綠葉菜的生產(chǎn)影響很大,，所以不管是何種設(shè)施生產(chǎn)條件，只要是采用潮汐式灌溉這種方式,，營養(yǎng)液溫度的調(diào)控是必需實施的,。

2、基質(zhì)特性差異

土壤毛細管作用是潮汐式灌溉浸潤基質(zhì)的主要動力,，而毛細管作用力大小又取決于基質(zhì)的孔隙度和孔隙類型,。基質(zhì)不同,，潮汐式灌溉控制差異也相當(dāng)大，我們試驗過用泥炭,、珍珠巖和蛭石混配的標(biāo)準基質(zhì),、用椰慷基質(zhì)、用有機肥,、菌渣等自配的營養(yǎng)基質(zhì)和巖棉作基質(zhì),，其吸水特性和應(yīng)采取的灌溉控制策略相差很大，在實際生產(chǎn)上要有一個摸索的過程,。