浅析仿生灌溉技术

渗灌

仿生灌溉又称水缆灌溉，是地下渗灌的一种形式。它的灌溉水带业内称水缆，是由一根或几根管状的特种塑料薄壁管及外部的缆套构成，膜管经特种工艺方法加工，壁上有10万个/cm2以上的微孔，微孔的孔径为10～900nm，属纳米级孔，孔径分布在半透膜孔径范围之内。因而具有半透膜的物理功能（如单向透水性，渗透压等）是一种功能性膜材料。水缆灌溉将膜技术原理引入灌溉领域，用人造半透膜模拟生物半透膜，从而做到了灌溉系统的供水过程与植物吸水的时间过程同步。在国际上，首次实现了对作物的全生命期进行连续灌溉的仿生灌溉过程。

仿生灌溉的特点：

（1）这种膜能在某种势能驱动下水分定向地穿越膜向势能低的方向迁移。这里所说的势能可以是:溶质势、土壤水势、大气水势、根水势、压力势等。

（2）水缆管内充满水后，埋在土壤中，管内水分将在土壤水势的驱动下，穿越管壁向土壤迁移。将水缆管埋到作物根部，管内释放的水分直接供给根部吸收，使作物受到24h不间断灌溉。如果外部土壤足够湿润(如刚下过雨)，管内外热能平衡，则微润管不再向外渗水。正是这一点，使得“微润”成为世界上最先进的节水灌溉新技术。

（3）这种节水灌溉技术以地下灌溉方式将水分与肥料直接送入植物根区层，避免了径流损失、渗漏损失和蒸发损失田间水分主要损失方式，使节水效果达到前所未有的程度，节水率达到80%～90%，水利用系数提高到0.85以上。

（4）仿生灌溉系统中不含动力设备，系统运行的驱动能量为土壤势能。因此，系统运行时不消耗动力，不仅可使正常的农业灌溉节省运行费用，同时也使暂无电力设施的偏远的荒漠区方便实用，为荒漠改造，生态环境建设提供了一种全新的可灌溉技术手段。

仿生灌溉应用前景分析：

（1）仿生灌溉突破了地下灌溉易堵塞的难题，系统运行平稳可靠，运行寿命长。系统中不含水泵、电机、控制柜等机电设备，不需泵房。造价低廉，便于推广。系统傻瓜式自动运行，无须专业人员管理，降低管理费用。同时，它还利于改善土壤水气环境，有利于作物生长，丰产丰收。

（2）仿生灌溉系统极端节水的特点，使灌溉的亩耗水量由几百吨降至几十吨，据测算，一个小若“母亲水窖”规模的水量即可满足一亩地浇灌的用水量。一个小型的径流集水池即可有效地支撑近千亩地的灌溉需要，仿生灌溉给出了这样一种可能:让干旱地区有限的水得到充分利用，使这里的农业生产模式由雨养农业转变为灌溉农业，粮食产量成倍提高。因此，仿生灌溉种植田间作物有很大的适用性和发展前景。