吮吸浸润根灌技术

袁丽红 周英翰

摘要：微孔毛细材料具有使水依总水势运动的功能，并具有很强的耐腐蚀性，可以作为水分转移的介质而在根灌中实现吮吸浸润土壤的目的。

关键词： 吮吸浸润;首创技术;节水灌溉

所谓吮吸，就是依据水有从高水势向低水势运动的物理特性，将微孔毛细材料作为工作介质，把输水管道内的水吮吸提升输送出来。

所谓浸润，就是微孔毛细材料体内所含的水向低水势处溢出，而湿润其外部土壤的浸润现象。

如附后的图片所示，经竖立的白色管，向埋入地下的吮吸浸润装置——图中的方形水槽输水或在槽内有存水，在微孔毛细材料的作用下，水被吮吸提升输出，湿润周围的土壤，并不断运动扩散对相邻的土壤层进行浸润，产生了一个从水槽上平面向上凸起的、含水量明显高于外部的马鞍形湿润区。马鞍形湿润区边缘的水势，随着湿润锋面的扩散而逐步减小，直至达到与其外部水势平衡的临界状态。此时马鞍形湿润区的水分不再对外扩散。同时处于马鞍形湿润区内植物根部对水分的吸收作用，将增大根部土壤的水吸力，进一步抑制了马鞍形湿润区向外扩散的趋势，减少了水分扩散的损耗，增大了水分的有效利用率。当植物需从根部吸收的水分，与其周围土壤能提供的水分量趋于平衡时，水的利用率将达到最大。因为水在微孔毛细材料中的扩散运动受水势差的制约，也就产生了以水势差控制水分扩散运动的可能。即通过控制水势差，加快或减缓水分的溢出，以匹配植物实时的水需要量。

土壤的墒情，可以认为是单位体积土壤中的含水量与该单位体积干土壤重量之比。对于灌溉来说，面积越大、土壤层的厚度越深，所包含的土壤量就越大。要达到一定墒情所需要的灌溉用水就越多。而包裹植物根部，能为植物的根部提供水分的土壤层深度及所包含的土壤量是有限的。需要浸润以保障墒情的植物根部附近土壤的量越少，所需的灌溉水消耗也将越少，也就会更省水。如下图所示，能为植物根系供水的土壤层基本在方框范围内，只要能保障这有限范围土壤层的墒情，就可以满足植物生长对水分的需求。由于土壤的整體性，为保障这有限范围土壤层的墒情，受土壤总水势的作用，水分必然会向四周扩散渗润，而使灌溉用水会大于需要保障的墒情的用水量。但这种因土壤内部总水势作用而产生的扩散、渗漏损耗，将远小于其他灌溉方式产生的损耗。

西安谊鑫隆科技开发有限责任公司历经5年的潜心研究，首先提出以水分在微孔毛细材料体内存在着依水势的矢量指向运动的机理，可以作为将水分从输水设施内腔转移至土壤的工作介质，把水分吮吸溢出并浸润土壤，而实施根灌的技术，即吮吸浸润根灌技术。该技术不但在实验室的装置中得到证明，而且在小面积的农田种植中进行了实验并取得良好的效果，植物的一个生育期每平方米的灌溉用水少于150Kg，折算每亩为100吨。远低于陕西大荔大田种植，即使是采用喷灌或微灌等高效节水灌溉方式，灌溉用水的先进定额在一个植物生育期仍达到每亩170吨以上数值。（2016年《中国灌排水发展研究报告》提供的数据）

作者简介：

作者：1、袁丽红（1978年10月-），女，本科，汉族，贵州习水，西安谊鑫隆科技开发有限责任公司，经济师，广东汕头，研究方向：农业经济;2、周英翰（1946年10月-），男，广东汕头，汉族，研究方向：规划与工业设计高工。