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根灌系统的节水机理及技术经济优势研究（一）
1、引言
地下灌溉相对于传统的地面灌溉来说是一种全新的灌溉技术。到目前为止，可以列为地下灌溉的灌溉方式主要有渗灌和地下滴灌，这种先进的灌溉方式在美国、以色列、法国、日本和澳大利亚等国已进入大面积推广应用阶段。根灌技术是我国自主创新研发的新一代地下灌溉技术。它克服了渗灌和地下滴灌的弱点，抗堵塞性能强，不但具有显著的节水、节肥、节能、省工、增产和提高产品品质等优点，而且能增进土壤生物活性，有利于农业生态环境保护。根灌技术不论在机理上，还是在技术、经济上都是极具发展前途的灌溉技术。
2、根灌系统的节水机理
根灌技术是在低水头(微压，5～20腰a)作用下，通过一系列埋入地下的不同口径的塑料输水管道和末级的塑料根灌管，根据作物的生长需水要求将灌溉水和溶入水中的肥料(药剂)，适时、适量、均匀、准确地直接输送到作物根区附近土壤中，再借助土壤的毛细管作用给作物供水的灌水方法。根灌与其他灌溉方式比较，具有更佳的节水效果和更高的灌溉效率。其节水机理主要表现在以下两个方面。
2.1 地下灌溉有利于根系生长及对水分的利用
根灌系统是一种人工地下灌溉工程，将灌溉水通过地面以下适宜深度埋设的透水管道，从作物根区下方补给土壤水，供给作物根系吸收。它符合植物生理学原理。植物具有向地性，也就是说生长在地球上的植物，由于受地球引力的作用，根系是有规律地向地下生长。植物的根系一般是由主根、侧根、不定根等组成，根尖是感受重力的部位，能引导和保持根的向地性生长。除向地性外，植物还有向水性和向肥性，植物的根系能向着水源和肥源的方向不断扩展和延伸。根系的向水性是陆生植物对土壤干早的一种适应，它能使植物根系向下生长，伸到可吸收水分和养分最多的地方。虽然根系的向地性与向水性、向肥性在机制上完全不同，但根灌技术能将植物的三性统一起来，能最合理地满足植物根系三性的需求，引导根系向下方的埋管区生长，加快营养物质的积累速度，提高植物对灌溉供水层的水分利用。
2006年，我们在新疆策勒进行的根灌和地面灌溉对树木根系生育性状对比试验，表明在地下20-2000px范围内，根灌方式下的毛根分布数量显著高于地面灌方式，挖开根系剖面后发现在埋管深度40--1500px范围内，树木根系趋水性明显，根系数量多而密集，大多向着出水缝生长发育。
根灌技术将施肥与灌溉结合在一起，实验证明，在干旱地区或干旱季节里，撒在土壤表面的肥料到不了根区，因此肥料有效性很低。施入粪肥后，如不立即混入土内，头三天氮损失量比混入土内要高17倍。只有通过根灌，提高肥料利用率，肥力充足才有助于作物更有效地利用水分，改善作物耐干旱环境的能力。无论是旱地农业抑或湿润区农业在干旱期内，这种效应都十分重要。这是因为肥力充足可促进和加深根系扎入土壤，根系每扎入土壤Icm，就能多获得O．85～1．7衄水分。从而进一步提高水的利用效率。
2.2 根灌可大大减少土壤表面蒸发
在早地农业中，土壤水分的支出主要是土壤表面蒸发和作物的蒸腾。蒸腾虽然有一定的散失水分的作用，但这是植物生命活动不可避免的生理过程。在作物需水量中，真正用于作物生长的植株蒸腾量只占34-．-．54％，而土壤水分的植株间地表蒸发量达总田间耗水量的45,---66％。土壤表面水分蒸发对作物生长发育无直接意义，蒸发量却占总需水量的一半以上，应被视为无效农田耗水量。土壤蒸发浪费水量惊人，因而采取合理有效的措施减少土壤表面蒸发，实际上就是最易直接产生效果的节水。
根灌系统采用管道输水，在输水过程中没有渗漏也没有蒸发损失。根灌时较少产生深层渗漏，灌溉水是经根灌管直接供给作物根部，土壤表面及作物叶面均保持干燥，作物棵间蒸发损耗极少，计划湿润层土壤含水率均低于饱和含水率。因此根灌系统水的利用率是目前所有灌溉技术中最高的。
