冲压机械密实土壤灌溉节水在睢宁县庆安节水灌溉示范工程中的应用

冲压机械密实土壤灌溉节水在睢宁县庆安节水灌溉示范工程中的应用

沈雪峰

沈雪峰

（江苏睢宁水利工程建筑安装公司，江苏睢宁221200）

中图分类号：S274文献标识码：A文章编号：1003-2738（2012）02-0254-01

摘要：冲压机械密实土灌溉节水工程是用于沙土、高沙土等渗漏量较大地区的农作物灌溉节水技术，这种高科技技术使用冲击压机器对土壤进行实施压力，把土壤层以下土体压实，这种技术具有良好的节水的效果，能可以达到保持土壤肥力，改善农作物生长所需要的营养条件、促进作物增产的目的，同时还具有减少地下水污染的作用，具有良好的经济、社会和环境效益。本文主要以睢宁县庆安节水灌溉示范工程为研究对象，探讨了冲压机械密实土壤灌溉节水在睢宁县庆安节水灌溉示范工程中的应用。

关键词：冲压机械密实技术；节水灌溉；应用

冲压机械密实土技术于上世纪五十年代出现的，在国内外修筑公路、机场、高层建筑地基等都用到了这种较高的压实技术，他在压实能量和压实速度上都有较高的优势。在国外，二十世纪后期做了大量的实验，实验结果表明，使用这种技术的工程，渗水率大大的较低，节省了很多的水资源。我国是在2002年开始对该项技术应用进行水稻节水，在水稻种植前，用冲压机对稻田图层进行冲压处理，加强图层的密度，降低土壤渗透系数，减少灌溉水层的损失。

一、工程设计与方法

1.土壤压实技术原理。

这种技术主要是利用特殊的冲击压实机对土壤实施压力，把水稻田耕作层以下的土本压实，减少土壤的裂缝，空隙，从而减少渗水量，这样又能节约了水，还能减少土壤中养分的流失，还有农药、化肥对地下水的污染。

冲击压实机由三边形压实轮和牵引机俩个部分组成，工作时牵引机带动压实轮滚动。压实轮轮廓的非圆曲线是对地表进行揉压—碾压—冲击的综合作用，它的能量来自于冲击轮的质量和大小半径差所造成的势能和滚动所产生的动能。这样可以有三种力对图层起着作用：（1）压实轮重心位于最高时坠落而发生的冲击力，（2）压实轮以一定速度旋转和跳动引起的振动力，（3）压实轮静重在滚动过程中压实土层的重压力。在压实轮运动时对土层产生了冲击力、震动力和重压力，都是以压力波的方式向土层内部传递，图层之间颗粒的摩擦力不断的下降，在重力的作用下，图层颗粒受到挤压重新组合，填充空隙，强力排除图层之间的空气和水分，使土层达到一定的密度。

因为冲击压实表层受到很大层度的挤压，所以土层表一下15到18厘米厚的耕作层还是处于松动散乱的状态，这样可以使水稻根系分布的土层有充分的养分，不断的把水分和营养供给根系。在表层一下的土层有着高密度，能保持水分的适当渗漏。

2.睢宁县庆安农田的概况。

庆安节水灌溉示范项目区位于江苏省徐州市睢宁县庆安灌区，行政区域位于庆安镇境内。庆安灌区建成于1959年，受当时的经济条件限制，灌区的配套设施简单，渠道缺乏防渗措施。再由于日常维护资金不足，渠系建筑严重老化，渠系水利利用将效率偏低，水资源浪费现象严重。另外，庆安灌区属南水北调沿线灌区，灌溉用水必须大量依靠南水北调补充。由于南水北调供水今后将继续北送，因此灌区灌溉用水矛盾将更加突出。建立节水灌溉示范区，利用于改善农业生产条件，缓和当地水资源供需矛盾，也有利于节省水资源，支持我国北方地区的经济建设。

本节水灌溉示范区位于庆安灌区二支渠、三支渠和四支渠控制区域，总占地面积7260亩，其中耕地面积4876亩，种植作物为小麦水稻两熟。项目区主要实施密实土壤水稻节水技术，对2000亩水稻田实施冲击压实防渗，以减少稻田渗漏量。渠道防渗工程：3条支渠、21条斗渠混凝土衬砌，总长度15091米。梯形断面：55条农渠进行混凝土衬砌，总长10556米，采用U型断面。渠系建筑物配套：3座支渠放水闸、3座支渠节制闸，21座斗门、6座斗渠节制闸、83座农门、107座过路涵、3座小沟桥以及渠系调整与土地平整等配套。

本工程于2009年3月17日开工，4月25日前完工。

3.睢宁县庆安节水灌溉示范工程的设计。

在碾压遍数选择上，通过2002年开展的小实验田结果表明，碾压两边的田地在节水增产方面的综合效果更好。因此，在睢宁县庆安节水灌溉示范工程中选择对土层碾压两边。在时间上，要选择合适的时间，在小麦收割之后、水稻耕作之前，并且在比较干燥、土壤含水分较低的土层上进行碾压，这样会有更好地效果。在碾压过程中，要对土层匀速作业，保持各个土层区域的碾压效果一致。在作业之后进行翻耕，使表层的土壤透气松软，有利于农作物的生长，在工程田的耕作区及对照区的位置适当选择0.1hm2耕作田作为重点观测区。首先，重点观测区四周田埂加高；其次，覆盖塑料薄膜，田埂边向下挖30cm左右深度；再次，将薄膜铺入后用土回填压实，达到防漫水、雨水冲刷和减少侧向渗流的效果。

4.设立庆安节水灌溉示范工程的观测项目。

对工程的观测项目主要是在气象、土壤物理力学指标、土壤肥力及化学指标、微生物含量、土壤氧化还原电位、田间水层及水温、灌排水、施肥、水稻长势等。甚至，有的项目需在田间埋设观测设备。

5.对工程的灌溉。

在庆安示范工程区域灌溉排水要按当地的农田灌溉制度安排。为了使工程区域和对照区域效果更明显，稻田灌溉时暂时不改变整个示范田以往的灌溉模式，即示范田仍按原来的方式灌溉，每次灌水的时候，工程区域与对照区域水层一致。由于工程区域的每天耗水量少，传统灌水前工程区域田间通常会保持一定水层，所以工程区域实际所需的灌水量小于对照区域，这种灌溉模式其实不是一种最优灌溉方式，但是综合考虑到传统轮灌模式、群众要求等因素，仍然与对照区域一致灌溉。在经过2006年一季水稻的试验，2007年对灌水指标作了调整，调整的内容，一是在灌溉制度上，如果对照区灌溉时，处理区田间还有一定水层，则处理区本轮不灌水；二是在灌水定额上，处理区一般灌水20～30mm，水稻需水关键期可灌40mm。

二、睢宁县庆安节水灌溉示范工程中水稻生长生育指标及土壤环境对比分析

在与示范区20cm和40cm土层土壤碾压前和碾压后的比较，密度分别提高3.2%和3.4%，渗透系数也分别降低了38%和21%，在水稻生长的记录分析对比中，土壤密实后没有对水稻的生长周期和生态造成负面影响，反而有一定的促进作用。对根系生长状况的对比分析表明，在示范区域平均总量大于对照区域的总量，说明土壤的密实后有利于根系的生长发育。由于根系的发达，有利于吸收更多的养分，促使水稻增产。

三、睢宁县庆安节水灌溉示范工程节水效果分析

1.灌水量、耗水量。

通过示范区域的参照，灌水量、田间耗水量统计数据分析看，示范区域的灌水量比对照区域节省24%，耗水量示范区域与对照区域节省28%。

2.蒸发量、渗漏量。

通过示范区域的参照，田间耗水量和渗漏量都有所减少。

3.水稻产量分析。

通过示范区与对照区的分析，统计数据表明，示范区比对照区的穗粒数目要高很多，并且结实率也比较高。在产量方面也有很大的提高，示范区比对照区产量增加6%左右。

4.灌溉水分生产率。

灌溉水分生产率数值表达单位灌溉水量的农作物产出量，能综合反映农业生产水平、灌溉工程状况和灌溉管理水平，此数值既可避免片面追求节约灌溉用水量而忽视农作物产量的倾向，又可防止片面追求农作物增产而浪费灌溉用水的倾向。

总结：

通过睢宁县庆安节水灌溉示范工程冲压机械密实土壤灌溉节水技术的分析表明，冲压机械密实土壤水稻灌溉节水技术简便易行，适用于具有较大孔隙率的沙土、壤土、高沙土等土壤，为睢宁县庆安节水灌溉示范工程的顺利进展提供了重要前提。

参考文献：

[1]陆彦椿.江苏省稻田土壤肥力评价与生产潜力[J].生态学杂志,1989,8(3).

[2]崔远来,李远华,余峰，等.水稻高效利用水肥试验研究[J].灌溉排水,2001,20(1).