幾種種植節(jié)水灌溉技術(shù)詳解

中國現(xiàn)有常用節(jié)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(shí)機(jī)和灌水量，屬于“被動(dòng)式”灌溉模式。以色列滴灌技術(shù)被公認(rèn)為目前效果最好的節(jié)水灌溉技術(shù)，中國自上世紀(jì)70年代末引進(jìn)以來，取得了長足發(fā)展。但是滴灌灌水器為了實(shí)現(xiàn)更小流量的灌水以及長距離鋪設(shè)，就必須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(nóng)田灌溉的主要輸水方式。
傳統(tǒng)的土渠輸水渠系水利用系數(shù)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(fā)損失掉了。渠道滲漏是農(nóng)田灌溉用水損失的主要方面。采用渠道防滲技術(shù)后，一般可使渠系水利用系數(shù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)搶季節(jié)、節(jié)省土地等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前我國節(jié)水灌溉的主要措施之一。
根據(jù)所使用的材料，渠道防滲可分為：①三合土護(hù)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(nèi)襯薄膜后再用土料、混凝土或石料護(hù)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(fā)損失。發(fā)達(dá)國家的灌溉輸水已大量采用管道。目前我國北方井灌區(qū)的管道輸水推廣應(yīng)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(jié)水、省地、增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，其效益為：水的利用系數(shù)可提高到0.95；節(jié)電20%-30%；省地2%-3%；增產(chǎn)幅度10%。目前，如采用低壓塑料管道輸水，不計(jì)水源工程建設(shè)投資(以下同)，畝投資為100元-150元。
在有條件的地方應(yīng)結(jié)合實(shí)際積極發(fā)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，而要真正做到高效用水，還應(yīng)配套噴、滴灌等田間節(jié)水措施。目前尚無力配套噴、滴灌設(shè)備的地方，對管道布設(shè)及管材承壓能力等應(yīng)考慮今后發(fā)展噴、滴灌的要求，以避免造成浪費(fèi)。

三、噴灌

噴灌是利用管道將有壓噴頭分散成細(xì)小水滴，均勻地噴灑到田間，對作物進(jìn)行灌溉。它作為一種先進(jìn)的機(jī)械化、半機(jī)械化灌水方式，在很多發(fā)達(dá)國家已廣泛采用。

噴灌的主要優(yōu)點(diǎn)如下：
1、節(jié)水效果顯著，水的利用率可達(dá)80%。一般情況下，噴灌與地面灌溉相比，1m3水可以當(dāng)2m3水用。
2、作物增產(chǎn)幅度大，一般可達(dá)20%-40%。其原因是取消了農(nóng)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(jié)，有利于搶季節(jié)、保全苗；改善了田間小氣候和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。
3、大大減少了田間渠系建設(shè)及管理維護(hù)和平整土地等的工作量。
4、減少了農(nóng)民用于灌水的費(fèi)用和投勞，增加了農(nóng)民收入。
5、有利于加快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)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(jī)組式。
（1）移動(dòng)管道式噴灌通常將輸水主干管固定埋設(shè)在地下，田間支管和噴頭可拆裝搬移、周轉(zhuǎn)使用，因而降低了投資。北京市順義縣全縣數(shù)萬畝糧田均采用這種灌溉形式。10多年來的實(shí)踐證明：移動(dòng)式管道噴灌除了具有一般噴灌省水、增產(chǎn)、省工、減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)和有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化等優(yōu)點(diǎn)以外，還具有設(shè)備簡單、操作簡便、投資低、對田塊大小和形狀適應(yīng)性強(qiáng)、一戶或聯(lián)戶均可使用等優(yōu)點(diǎn)，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(dòng)， 其灌溉效率高，管理簡便，適用于蔬菜、果樹以及經(jīng)濟(jì)作物灌溉。但是投資較高(畝投資一般在1000元左右)，不利于機(jī)械化耕作。
（3）中心支軸式與平移式大型噴灌機(jī)只能在預(yù)定范圍內(nèi)行走，行走區(qū)域內(nèi)不能有高大障礙物，土地要求較平整。其機(jī)械化和自動(dòng)化程度高，適用于大型農(nóng)場或規(guī)模經(jīng)營程度較高的農(nóng)田。使用國產(chǎn)設(shè)備，每畝投資為300元-400元。
盤式噴灌機(jī) 靠管內(nèi)動(dòng)水壓力驅(qū)動(dòng)行走作業(yè)，與中心支軸式及平移式的大型噴灌機(jī)相比，具有機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)大小田塊、畝設(shè)備投資低等優(yōu)點(diǎn)。 目前進(jìn)口設(shè)備每畝投資為；50元左右， 設(shè)備國產(chǎn)化后可進(jìn)一步降低投資，這是一種適合我國國情、有發(fā)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(jī)有噴槍式和析架式兩種， 后者具有霧化好、耗能低的優(yōu)點(diǎn)。輕小型機(jī)組式噴灌，可以手抬或裝在手推車或拖拉機(jī)上，具有機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，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(fā)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(jìn)行局部灌溉的。它比一般噴灌更省水，可增產(chǎn)30%以上， 能改善田間小氣候，可結(jié)合施用化肥，提高肥效。國產(chǎn)設(shè)備畝投資一般在500元-800元。主要應(yīng)用于果樹、經(jīng)濟(jì)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(jìn)行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式，其水的利用率可達(dá)95%。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，同時(shí)可以結(jié)合施肥，提高肥效一倍以上?？蛇m用于果樹、蔬菜、經(jīng)濟(jì)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(jié)垢和堵塞，因此應(yīng)對水源進(jìn)行嚴(yán)格的過濾處理。目前，國產(chǎn)設(shè)備已基本過關(guān)，有條件的地區(qū)應(yīng)積極發(fā)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(dòng)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(jié)是固定的。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡便、省工、省時(shí)， 灌水效果好。國產(chǎn)設(shè)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(dòng)。畝投資為500元-700元。移動(dòng)式滴灌，其干、支、毛管均由人工移動(dòng)，設(shè)備簡單，較半固定式滴灌節(jié)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(jìn)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(fā)損失少，節(jié)水顯著，在地膜栽培的基礎(chǔ)上不需再增加材料費(fèi)用，并能起到對土壤增溫和保墑作用。在干旱地區(qū)可將滴灌管放在膜下，或利用毛管通過膜上小孔進(jìn)行灌溉，這稱作膜下灌。這種灌溉方式既具有滴灌的優(yōu)點(diǎn)，又具有地膜覆蓋的優(yōu)點(diǎn)，節(jié)水增產(chǎn)效果更好。

七、痕灌

2013年2月26日，華中科技大學(xué)對外發(fā)布消息，學(xué)校痕量灌溉研究中心歷時(shí)10多年研發(fā)出“痕量灌溉”技術(shù)，一舉打破農(nóng)作物“被動(dòng)式補(bǔ)水”傳統(tǒng)灌溉模式，改由農(nóng)作物自主吸水、按需吸水。
“痕灌”是受化學(xué)上微量元素與痕量元素概念啟發(fā)而取名，主要指能在超微流量向作物長久供水，痕灌單位時(shí)間的出水量可達(dá)到滴灌的百分之一到千分之一。
痕灌技術(shù)的核心節(jié)水部件是痕灌控水頭，由具有良好導(dǎo)水性能的毛細(xì)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(xì)管束一端與充滿水的管道相連，另一端與土壤的毛細(xì)管相連，感知土壤水勢的變化。作物吸水導(dǎo)致根系周圍的水勢降低，即發(fā)出需水信號，控水頭內(nèi)的水不斷以毛細(xì)管水的形式流向根系周圍，直至作物停止吸水；控水頭內(nèi)的痕灌膜可防止毛細(xì)管束因雜質(zhì)而堵塞，保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定工作。多年田間試驗(yàn)表明，痕灌比滴灌節(jié)水50%左右，即使在滴灌無法使用的地區(qū)也可推廣應(yīng)用。
痕量灌溉應(yīng)用前景廣闊。痕灌節(jié)水技術(shù)能耗更少，節(jié)水更多。尤其是能夠突破在常規(guī)節(jié)水灌溉很少涉及的荒漠化治理、礦山修復(fù)、城市綠化等領(lǐng)域的發(fā)展，能為解決糧食安全、生態(tài)保護(hù)和水資源危機(jī)作出貢獻(xiàn)。水利部等有關(guān)部委已表示將進(jìn)一步深入研究此項(xiàng)高效節(jié)水灌溉新技術(shù)，積極創(chuàng)造條件進(jìn)行大田試驗(yàn)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，逐步完善技術(shù)，使之在更大范圍推廣應(yīng)用。

管道 田間 作物

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