在現(xiàn)在的節(jié)水灌溉技術(shù)中,主要可以分為滴灌、噴灌、微噴灌。這三種灌溉技術(shù)各有自己的特點,并且個系統(tǒng)的設(shè)置和安裝費用,適用范圍也不同,需要根據(jù)實際情況進行灌溉方式的選擇。
滴灌
滴灌簡介
滴灌是通過干管、支管和毛管上的滴頭,在低壓下向土壤經(jīng)常緩慢地滴水;是直接向土壤供應(yīng)已過濾的水分、肥料或其它化學劑等的一種灌溉系統(tǒng)。它沒有噴水或溝渠流水,只讓水慢慢滴出,并在重力和毛細管的作用下進入士壤。滴人作物根部附近的水,使作物主要根區(qū)的土壤經(jīng)常保持最優(yōu)含水狀況。這是一種先進的灌溉方法。
(一)滴灌的特點 滴灌與地面灌溉和噴灌相比,具有下面的特點:
1.省水省工,增產(chǎn)增收。因為灌溉時,水不在空中運動,不打濕葉面,也沒有有效濕 潤面積以外的土壤表面蒸發(fā),故直接損耗于蒸發(fā)的水量最少;容易控制水量,不致產(chǎn)生地面涇流和土壤深層滲漏。故可以比噴灌節(jié)省水35—75%。對水源少和缺水的山區(qū)實現(xiàn)水利化開辟了新途徑。 由于株間未供應(yīng)充足的水分,雜草不易生長,因而作物與雜草爭奪養(yǎng)分的干擾大為減輕,減少了除草用工。由于作物根區(qū)能夠保持著最佳供水狀態(tài)和供肥狀態(tài),故能增產(chǎn)。
2.滴灌系統(tǒng)造價較高。由于雜質(zhì)、礦物質(zhì)的沉淀的影響會使毛管滴頭堵塞;滴灌的均 勻度也不易保證。這些都是目前大面積推廣滴灌技術(shù)的障礙。目前一般用于茶葉,花卉等經(jīng)濟作物。
(二)滴灌系統(tǒng)的分類
1.固定式滴灌系統(tǒng)。這是最常見的。在這種系統(tǒng)中,毛管和滴頭在整個灌水期內(nèi)是不 動的。所以,對于滴灌密植作物毛管和滴頭的用量很大,系統(tǒng)的設(shè)備投資較高。
2.移動式滴灌系統(tǒng)。塑料管固定在一些支架上,通過某些設(shè)備移動管道支架。另一種 是類似時針式噴灌機,繞中心旋轉(zhuǎn)的支管長200米,由五個塔架支承。以上屬于機械移動式系統(tǒng)。人工移動式滴灌系統(tǒng)是支管和毛管由人工進行晝夜移動的一種滴灌系統(tǒng),其投資最少,但不省工。
(三)滴灌系統(tǒng)的組成 滴灌系統(tǒng)主要由首部樞紐、管路和滴頭三部分組成。
1.首部樞紐:包括水泵(及動力機)、化肥罐過濾器、控制與測量儀表等。其作用是 抽水、施肥、過濾,以一定的壓力將一定數(shù)量的水送入干管。
2.管路:包括干管、支管、毛管以及必要的調(diào)節(jié)設(shè)備(如壓力表、閘閥、流量調(diào)節(jié)器 等)。其作用是將加壓水均勻地輸送到滴頭。
3.滴頭:其作用是使水流經(jīng)過微小的孔道,形成能量損失,減小其壓力,使它以點滴 的方式滴人土壤中。滴頭通常放在土壤表面,亦可以淺埋保護。
1. 水源 2. 水泵 3. 流量計 4. 壓力表 5. 化肥罐 6. 過濾器 7. 干管 8. 流量調(diào)節(jié)器 9. 支管 10. 毛管 11. 滴頭 12. 果樹 13. 大田作物
滴灌是一種先進的灌溉方法,一種新型的低壓節(jié)水灌溉技術(shù),它利用專門設(shè)計的小口徑管道配合預先鑲?cè)肫渲械木艿晤^,將水和養(yǎng)分準確地供給作物。自以色列耐特菲姆在1965年發(fā)明該技術(shù)以來,其應(yīng)用日益廣泛.它不僅節(jié)水、節(jié)肥、省勞力,從而緩解用水矛盾,還能大幅度地提高各類作物的質(zhì)量和產(chǎn)量.同時由于地埋式滴灌用的輸水管道大多埋于地下,不必象漫灌中占用大量耕地塊修建田間水渠,更不必對地形有特殊的要求,對落差在20-30m的地塊也能正常應(yīng)用,從而提高了土地的利用率及范圍,單位面積的產(chǎn)量也隨之提高.
地埋式滴灌系統(tǒng)。
即滴灌毛管鋪設(shè)在耕作層內(nèi),將農(nóng)作物所需要的水、肥、藥直接灌到作物根系區(qū),有利于作物生長,減少土壤水分蒸發(fā),延長滴灌管的使用壽命,同時減少大田作物耕種時滴灌毛管的鋪設(shè)和回收工作,降低勞動和運行管理成本.該系統(tǒng)不但能滿足不同環(huán)境氣候、地形、地貌、水質(zhì)水源(甚至可以用糖廠廢水以及有機工業(yè)廢水)以及防治蟲害、精準施肥的要求,同時確是一個投入少、見效快、易管理、省成本的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化投資項目,對我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化的發(fā)展具有非凡的現(xiàn)實意義.目前為止,該系統(tǒng)在中國成功的范例有:廣東、廣西三萬畝甘蔗、新疆80萬畝棉花、甘肅10萬畝啤酒花等近100萬畝種植項目。
在南方的應(yīng)用,僅以甘蔗地為例,利用地埋式滴灌種植甘蔗,產(chǎn)量可達8噸以上每畝,糖度可比一般的高出2度左右,種植成本比常規(guī)種植低20-30%,節(jié)肥40-50%左右,節(jié)水70-90%,也即,利用地埋式滴灌,甘蔗產(chǎn)量可在現(xiàn)基礎(chǔ)上翻一番,肥料省一半,人工省1/3,糖度增2度以上.
地埋式滴灌系統(tǒng)的設(shè)計與傳統(tǒng)滴灌設(shè)計相比,原理基本相同,所不同的是地下滴灌帶是具有抗堵塞和抗負壓功能的滴頭,即滴頭可防止吸泥、防作物根系生長堵塞,自身小濾網(wǎng)防堵.每個支管和沖洗管都裝有進排汽閥,滴灌帶尾部安裝有沖洗管,可以經(jīng)常沖洗,防止結(jié)垢堵塞.
地埋式滴灌系統(tǒng)組成:
滴灌系統(tǒng)根據(jù)功能主要可分成三大部分
1、控制首部:
①泵及泵站
②過濾系統(tǒng)
③施肥系統(tǒng)
④壓力和流量監(jiān)測、保護系統(tǒng)
⑤自動化控制系統(tǒng)(選裝)
2、田間控制系統(tǒng):各級主支管道, 各種口徑的管道壓力控制閥門, 排污設(shè)備和管道排水裝置。
3、田間滴灌管線管網(wǎng):
地面移動式滴灌小系統(tǒng)
利用地面滴灌,可用地頭水柜無動力進行重力地表滴灌和膜下滴灌,如甘蔗種植、中草藥種植、果樹、蔬菜種植等.投資成本低,可實施3-5畝小規(guī)模應(yīng)用.
利用拖拉機動力、水箱,或小型抽水機進行微噴,如蔬菜、香蕉、菠蘿、龍眼、荔枝、芒果等,投資成本低,可小規(guī)模應(yīng)用.
地面滴灌、微噴灌不但節(jié)水、節(jié)肥、省勞力,還能增加田間及作物小環(huán)境濕度,降低地表溫度和作物小環(huán)境溫度,可以明顯地提高作物的品質(zhì)和外觀,大幅度提高產(chǎn)量.
我們的移動式滴灌小系可以直接將水和養(yǎng)分精確地輸送到作物根區(qū)(即營養(yǎng)灌溉)。
地面移動式滴灌小系統(tǒng)的優(yōu)點:
高效率,提供精確的水和養(yǎng)分.
避免了由漫灌所產(chǎn)生的土壤侵蝕.
水分蒸發(fā)少,避免徑流產(chǎn)生。
易于操作和存儲,在收割前只需將lps打成卷。
所有的田間農(nóng)業(yè)操作均不受影響,如采摘、機械收割和除草。
在利于提前訂種植計劃和收割進度。
節(jié)省水量和能源。
此系統(tǒng)不僅具有滴灌的所有優(yōu)點,還具有如下優(yōu)越點:
無需加壓設(shè)備,成本及運行費用低廉。
采用內(nèi)鑲式臺風滴頭的滴灌管線抗堵塞性能好,出流均勻。
可按時灌溉系統(tǒng)施肥。
操作簡單方便,適用于中國國情的一家一戶的生產(chǎn)模式。
噴灌
噴灌簡介
噴灌是實現(xiàn)噴灑灌溉的工程設(shè)施。
噴灌是噴灑灌溉的簡稱,它是利用專門的設(shè)備(動力機、水泵、管道等)把水加壓,或利用水的自然落差將有壓水送到灌溉地段,通過噴灑器(噴頭)噴射到空中散成細小的水滴,均勻地散布在田間進行灌溉。
要實現(xiàn)噴灌首先要建立噴灌系統(tǒng),一般包括水源工程、動力機、水泵、各種管道、噴頭及控制設(shè)備等。噴灌系統(tǒng)分為固定式、半固定式和移動式三種。
固定式噴灌系統(tǒng)操作方便、生產(chǎn)效率高、占地少,易于實現(xiàn)自接和遙控作業(yè),但建設(shè)投資較高,適用于蔬菜和經(jīng)濟作物灌區(qū)。移動式噴灌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,投資較低,使用靈活,設(shè)備利用率高,但移動時勞動強度較大,路渠占地較多,運行費用相對較高,比較適用于抗旱灌溉的地區(qū),是我國目前發(fā)展最多的噴灌形式。半固定式噴灌系統(tǒng)的特點介于上述兩者之間,是我國今后應(yīng)提倡發(fā)展的主要噴灌形式。
噴灌組成部分:
(l)水源:河流、渠道、塘庫、井泉、湖f自都可以作為噴灌水源。
(2)水泵及動力機:水泵要能滿足噴灌所需的壓力和流量要求,動力機可采用柴油機、拖拉機、汽油機和電動機。
(3)管道系統(tǒng):其作用是把經(jīng)過水泵加壓的或自壓的灌溉水輸送到田間,因此管道系統(tǒng)要求能承受一定的壓力和通過一定的流量,一般分成干管和支管兩級。
(4)噴頭:是噴灌的專用設(shè)備,也是噴灌系統(tǒng)最重要的部件,其作用是把管道中的有壓集中水流分散成細小的水滴均勻地散布在田間。
噴灌的優(yōu)點和適用范圍
噴灌和地面灌溉相比,具有節(jié)約用水、節(jié)省勞力、少占耕地、對地形和土質(zhì)適應(yīng)性強、能保持水土等優(yōu)點。因此被廣泛應(yīng)用于灌溉大田作物、經(jīng)濟作物、蔬菜和園林草地等。噴灌可以根據(jù)作物需水的狀況,適時適量地灌水,一般不產(chǎn)生深層滲漏和地面徑流,噴灌后地面濕潤比較均勻,均勻度可達0.8—0.9。由于用管道輸水,輸水損失很小,灌溉水利用系數(shù)可達O.9以上,比明渠輸水的地面灌溉省水30%一50%。在透水性強、保水能力差的土地,如砂質(zhì)土,省水可達70%以上。由于噴灌可以采用較小的灌水定額進行淺澆勤灌,因此能嚴格控制土壤水分保持肥力,保護士壤表層的團粒結(jié)構(gòu),促進作物根系在淺層發(fā)育,以充分利用土壤表層養(yǎng)分。噴灌還可以調(diào)節(jié)田間小氣候,增加近地表層空氣濕度,在高溫季節(jié)起到?jīng)鏊饔?,而且能沖掉作物莖葉上的塵土,有利于作物的呼吸和光合作用,故有明顯的增產(chǎn)效果。多年大面積應(yīng)用噴灌證明,與傳統(tǒng)地面灌溉相比,噴灌糧食作物增產(chǎn)10%一20%,噴灌經(jīng)濟作物增產(chǎn)20%一30%,噴灌果樹增產(chǎn)15%一20%,噴灌蔬菜增產(chǎn) l一2倍。但噴灌也有一定的局限性,比如受風的影響大,風大時不易噴灑均勻,而且噴灌的投資比一般地面灌水的投資要高。
噴灌幾乎適用于灌溉所有的旱作物,如谷物、蔬菜、果樹、食用菌、藥材等。既適用于平原,也適用于山區(qū),既適用于透水性強的土壤,也適用于透水性弱的土壤。不僅可以灌溉農(nóng)作物,也可以灌溉園林、花卉、草地,還可以用來噴灑肥料、農(nóng)藥,防霜凍、防暑、降溫和防塵等。
微噴灌
微噴灌簡介
微噴灌是通過低壓管道系統(tǒng),以較小的流量將水噴灑到土壤表面進行灌溉的一種灌水方法。它是在滴灌和噴灌的基礎(chǔ)上逐步形成的一種新的灌溉技術(shù)。微噴灌時水流以較大的流速由微噴頭噴出,在空氣阻力的作用下粉碎成細小的水滴降落在地面或作物葉面。由于微噴頭出流孔口和流速均大于滴灌的滴頭流速和流量,從而大大減小了灌水器的堵塞。微噴灌還可將可溶性化肥隨灌溉水直接噴灑到作物葉面或根系周圍的土壤表面,提高施肥效率,節(jié)省化肥用量。
霧噴灌(又稱為彌霧灌溉)與微噴相似,也是用微噴頭噴水,只是工作壓力較高(可達200~400干帕)。因此,從微噴頭噴出的水滴極細而形成水霧。霧噴灌在增加濕度方面有明顯效果。
微噴灌和霧噴灌具有較好的噴灑降溫效果。溫室花卉、蔬菜、全光譜育苗等生長時期,需要控制一定的溫度。在高溫情況下進行微噴灌結(jié)合強制排風可降低溫室田間近地氣溫3~8℃,且可增加空氣濕度,有利于這些作物生長。
微噴灌與霧噴灌主要適用于地面灌溉或其他灌水方式難以保障的溫室特種作物,如溫室育苗、花卉栽培或觀賞作物對濕度有較高要求,用微噴灌或霧灌可直接實現(xiàn)對作物的灌溉或調(diào)節(jié)保護地室內(nèi)環(huán)境濕度或溫度;或通過微噴灌實現(xiàn)清洗作物葉面灰塵等。