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種植中節水灌溉技術詳解

2020-04-18 18:00:58

中國現有常用節水灌溉方法包括渠道防滲、噴灌、微噴灌、滲灌和滴灌等,均為人為控制灌溉時機和灌水量,屬于“被動式”灌溉模式。以色列滴灌技術被公認為目前效果好的節水灌溉技術,中國自上世紀70年代末引進以來,取得了長足發展。但是滴灌灌水器為了實現更小流量的灌水以及長距離鋪設,就不斷地減小流道尺寸,由此帶來了流道易堵塞及制造難的問題。

一、渠道防滲

渠道輸水是目前我國農田灌溉的主要輸水方式。傳統的土渠輸水渠系水利用系數一般為0.4-0.5,差的僅0.3左右,也就是說,大部分水都滲漏和蒸發損失掉了。渠道滲漏是農田灌溉用水損失的主要方面。采用渠道防滲技術后,一般可使渠系水利用系數提高到0.6-0.85,比原來的土渠提高50%-70%。渠道防滲還具有輸水快、有利于農業生產搶季節、節省土地等優點,是當前我國節水灌溉的主要措施之一。根據所使用的材料,渠道防滲可分為:①三合土護面防滲;②砌石(卵石、塊石、片石)防滲;③混凝土防滲;④塑料薄膜防滲(內襯薄膜后再用土料、混凝土或石料護面)等。

二、管道輸水

管道輸水是利用管道將水直接送到田間灌溉,以減少水在明渠輸送過程中的滲漏和蒸發損失。發達的灌溉輸水已大量采用管道。目前我國北方井灌區的管道輸水推廣應用也較快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(軟)管及金屬管等。管道輸水與渠道輸水相比,具有輸水迅速、節水、省地、增產等優點,其效益為:水的利用系數可提高到0.95;節電20%-30%;省地2%-3%;增產幅度10%。目前,如采用低壓塑料管道輸水,不計水源工程建設投資(以下同),畝投資為100元-150元。在有條件的地方應結合實際積極發展管道輸水。但是,管道輸水僅僅減少了輸水過程中的水量損失,而要真正做到用水,還應配套噴、滴灌等田間節水措施。目前尚無力配套噴、滴灌設備的地方,對管道布設及管材承壓能力等應考慮今后發展噴、滴灌的要求,以避免造成浪費。

三、噴灌

噴灌是利用管道將有壓噴頭分散成細小水滴,均勻地噴灑到田間,對作物進行灌溉。它作為一種先進的機械化、半機械化灌水方式,在很多發達已廣泛采用。

噴灌的主要優點如下:1、節水效果顯著,水的利用率可達80%。一般情況下,噴灌與地面灌溉相比,1m3水可以當2m3水用。2、作物增產幅度大,一般可達20%-40%。其原因是取消了農渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂,增加了15%-20%的播種面積;灌水均勻,土壤不板結,有利于搶季節、保全苗;改善了田間小氣候和農業生態環境。3、大大減少了田間渠系建設及管理維護和平整土地等的工作量。4、減少了農民用于灌水的費用和投勞,增加了農民收入。5、有利于加快實現農業機械化、產業化、現代化。6、避免由于過量灌溉造成的土壤次生鹽堿化。常用的噴灌有管道式、平移式、中心支軸式、卷盤式和輕小型機組式。(1)移動管道式噴灌通常將輸水主干管固定埋設在地下,田間支管和噴頭可拆裝搬移、周轉使用,因而降低了投資。北京市順義縣全縣數萬畝糧田均采用這種灌溉形式。10多年來的實踐證明:移動式管道噴灌除了具有一般噴灌省水、增產、省工、減輕農民負擔和有利于農業機械化、產業化、現代化等優點以外,還具有設備簡單、操作簡便、投資低、對田塊大小和形狀適應性強、一戶或聯戶均可使用等優點,是目前較適合我國國情、可以大力推廣的一種微型噴灌形式,可適用于大田作物、蔬菜等,畝投資為200元-250元。(2)固定管道式噴灌 固定管道式噴灌是將管道、噴頭安裝在田間固定不動, 其灌溉效率高,管理簡便,適用于蔬菜、果樹以及經濟作物灌溉。但是投資較高(畝投資一般在1000元左右),不利于機械化耕作。(3)中心支軸式與平移式大型噴灌機只能在預定范圍內行走,行走區域內不能有高大障礙物,土地要求較平整。其機械化和自動化程度高,適用于大型農場或規模經營程度較高的農田。使用國產設備,每畝投資為300元-400元。盤式噴灌機 靠管內動水壓力驅動行走作業,與中心支軸式及平移式的大型噴灌機相比,具有機動靈活、適應大小田塊、畝設備投資低等優點。 目前進口設備每畝投資為;50元左右, 設備國產化后可進一步降低投資,這是一種適合我國國情、有發展前景的噴灌形式, 可適用于大田作物、蔬菜等。卷盤式噴灌機有噴槍式和析架式兩種, 后者具有霧化好、耗能低的優點。輕小型機組式噴灌,可以手抬或裝在手推車或拖拉機上,具有機動靈活、適應性強、價格較低等優點,通常用于較小地塊的抗旱噴灌。每畝投資為100元-200元。

四、微噴

微噴是新發展起來的一種微型噴灌形式。這是利用塑料管道輸水,通過微噴頭噴灑進行局部灌溉的。它比一般噴灌更省水,可增產30%以上, 能改善田間小氣候,可結合施用化肥,提高肥效。國產設備畝投資一般在500元-800元。主要應用于果樹、經濟作物、花卉、草坪、溫室大棚等灌溉。

五、滴灌

滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區有效的一種節水灌溉方式,其水的利用率可達95%。滴灌較噴灌具有更高的節水增產效果,同時可以結合施肥,提高肥效一倍以上??蛇m用于果樹、蔬菜、經濟作物以及溫室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結垢和堵塞,因此應對水源進行嚴格的過濾處理。目前,國產設備已基本過關,有條件的地區應積極發展滴灌。接管道的固定程度, 滴灌可分固定式、半固定式和移動式三種類型。固定式滴灌,其各級管道和滴頭的位置在灌溉季節是固定的。其優點是操作簡便、省工、省時, 灌水效果好。國產設備畝投資約為700元(果樹)-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌, 其干、支管固定, 毛管由人工移動。畝投資為500元-700元。移動式滴灌,其干、支、毛管均由人工移動,設備簡單,較半固定式滴灌節省投資,但用工較多。畝投資為200元-500元。

六、覆膜灌

用地膜覆蓋田間的壟溝底部,引入的灌溉水從地膜上面流過,并通過膜上小孔滲入作物根部附近的土壤中進行灌溉,這種方法稱作膜上灌,在新疆等地已大面積推廣。采用膜上灌,深層滲漏和蒸發損失少,節水顯著,在地膜栽培的基礎上不需再增加材料費用,并能起到對土壤增溫和保墑作用。在干旱地區可將滴灌管放在膜下,或利用毛管通過膜上小孔進行灌溉,這稱作膜下灌。這種灌溉方式既具有滴灌的優點,又具有地膜覆蓋的優點,節水增產效果好。

七、痕灌

2013年2月26日,華中科技大學對外發布消息,學校痕量灌溉研究中心歷時10多年研發出“痕量灌溉”技術,一舉打破農作物“被動式補水”傳統灌溉模式,改由農作物自主吸水、按需吸水?!昂酃唷笔鞘芑瘜W上微量元素與痕量元素概念啟發而取名,主要指能在超微流量向作物長久供水,痕灌單位時間的出水量可達到滴灌的百分之一到千分之一。痕灌技術的核心節水部件是痕灌控水頭,由具有良好導水性能的毛細管束和具有過濾功能的痕灌膜組成,控水頭埋在作物根系附近,毛細管束一端與充滿水的管道相連,另一端與土壤的毛細管相連,感知土壤水勢的變化。作物吸水導致根系周圍的水勢降低,即發出需水信號,控水頭內的水不斷以毛細管水的形式流向根系周圍,直至作物停止吸水;控水頭內的痕灌膜可防止毛細管束因雜質而堵塞,保證系統長期穩定工作。多年田間試驗表明,痕灌比滴灌節水50%左右,即使在滴灌無法使用的地區也可推廣應用。痕量灌溉應用前景廣闊。痕灌節水技術能耗更少,節水更多。尤其是能夠突破在常規節水灌溉很少涉及的荒漠化治理、城市綠化等領域的發展,能為解決糧食、生態保護和水資源危機作出貢獻。水利部等有關部委已表示將進一步深入研究此項節水灌溉新技術,積極創造條件進行大田試驗,不斷積累經驗,逐步完善技術,使之在更大范圍推廣應用。


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