一、噴灌技術(shù)
技術(shù)概述:噴灌技術(shù)是指利用專門的設(shè)備將水加壓,或利用水的自然落差將有壓水通過壓力管道送到田間,再經(jīng)噴頭噴射到空中散成細(xì)小的水滴,均勻散布在農(nóng)田上,達(dá)到灌溉目的。噴灌適用于灌溉所有的旱作物,如谷物、蔬菜、果樹等,既適用于平原也適用于丘陵山區(qū);除了灌溉作用,還可用于噴灑肥料與農(nóng)藥、防凍霜和防干熱風(fēng)等。機(jī)械化噴灌技術(shù)地形適應(yīng)性強(qiáng),灌溉均勻,灌溉水利用系數(shù)高,尤其適用于透水性強(qiáng)的土壤?,F(xiàn)階段適合在我國大面積推廣的主要有固定式、半固定式和機(jī)組移動式三種噴灌形式。
增產(chǎn)增效情況:與地面灌溉相比,大田作物噴灌一般可省水30%—50%,灌水均勻度可達(dá)80%—90%,在透水性強(qiáng)、保水能力差的土壤上,節(jié)水效果更為明顯,可達(dá)70%以上。采用噴灌技術(shù),與溝灌等簡單灌溉方式相比,可使作物增產(chǎn)10%—30%。
技術(shù)要點(diǎn):
1.噴灌系統(tǒng)形式應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒆魑?、?jīng)濟(jì)及機(jī)械設(shè)備條件選擇,考慮各種形式噴灌系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),選定適當(dāng)?shù)膰姽嘞到y(tǒng)形式。在噴灌次數(shù)多、經(jīng)濟(jì)價值高的作物或地形坡度大的丘陵山區(qū)可采用固定形式;大田作物噴灌次數(shù)少,則宜采用移動形式或半固定形式;在有自然落差的地方,盡量選用自壓式噴灌系統(tǒng),以降低機(jī)械設(shè)備的投資和運(yùn)行費(fèi)用。
2.確定噴灑方式和噴頭組合形式。噴頭的噴灑方式有全圓噴灑和扇形噴灑兩種。噴頭布置形式可選擇正方形、正三角形、矩形和等腰三角形等4種。
3.選擇噴頭首先要考慮噴頭的水力性能是否適合噴灌作物和土壤特點(diǎn),其次要根據(jù)農(nóng)業(yè)要求、現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備條件以及噴頭型號綜合考慮確定。在山丘斜坡地,噴灌系統(tǒng)內(nèi)的壓力是隨地形高低而變化的,在最高處壓力最小,應(yīng)選用低壓噴頭;在中間,選用中壓噴頭;在最低處壓力最大,選用高壓噴頭。如果壓力過高,還需裝置減壓器,降低管內(nèi)壓力。
4.管網(wǎng)布置也稱管網(wǎng)規(guī)劃,應(yīng)根據(jù)實(shí)施噴灌的實(shí)際地形、水源等條件,提出幾種可能規(guī)劃的方案,然后進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,擇優(yōu)選定。管網(wǎng)布置應(yīng)遵循六點(diǎn)原則:一是管網(wǎng)布置應(yīng)使管道總長度最短、管徑小、造價低,有利于水管防護(hù);二是管網(wǎng)布置應(yīng)考慮各用水單位的需要,方便管理,有利于組織輪灌和迅速分散流量;三是支管一般應(yīng)與作物種植方向一致,丘陵坡地的支管一般應(yīng)沿等高線布置,在可能的條件下,宜使支管垂直主風(fēng)向;四是管的縱剖面應(yīng)力求平順,減少折點(diǎn);五是支管上各噴頭的工作壓力要求接近一致,或在允許的差值范圍內(nèi);六是供水泵站應(yīng)盡量布置在整個噴灌系統(tǒng)的中心地點(diǎn),以減少輸水的水頭損失。
注意事項(xiàng):在風(fēng)大情況下,噴灑會不均勻,蒸發(fā)損失增大。為充分發(fā)揮噴灌的節(jié)水增產(chǎn)作用,應(yīng)優(yōu)先應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)價值較高且連片種植、集中管理的作物;地形起伏大、土壤透水性強(qiáng)、采用地面灌溉困難的地方;水源有足夠自然落差適合修建自壓噴灌的地方;灌溉季節(jié)風(fēng)小的地區(qū)。
適宜區(qū)域:北方干旱或半干旱地區(qū)以及南方季節(jié)性缺水地區(qū)。
二、微灌技術(shù)
(一)滴灌技術(shù)
技術(shù)概述:滴灌是一種通過安裝在毛細(xì)管上的滴頭,把水一滴滴均勻而緩慢地滴入植物根區(qū)附近土壤的局部灌溉技術(shù)。它能借助土壤毛細(xì)管力的作用,使水分在土壤中滲入和擴(kuò)散,供植物根系吸收和利用。滴入作物根部附近的水,使作物主要根區(qū)的土壤經(jīng)常保持最優(yōu)含水狀態(tài),且透氣性強(qiáng),利于植物生長。滴灌不僅具有較高的節(jié)水增產(chǎn)效果,而且可以結(jié)合施肥,提高肥效1倍以上,使水的利用率提高到95%以上,是目前干旱缺水地區(qū)最有效的節(jié)水灌溉方式。
增產(chǎn)增效情況:
1.提高勞動生產(chǎn)率和灌溉保證率。管理定額提高2—3倍;水量一定,應(yīng)用滴灌技術(shù)的灌溉面積是常規(guī)灌溉的1.5倍左右。
2.提高肥料利用率。運(yùn)用滴灌隨水施肥,不僅實(shí)現(xiàn)了水肥一體化管理,而且氮肥利用率提高30%以上,磷肥利用率提高18%以上。
3.提高土地利用率。膜下滴灌系統(tǒng)采用管道輸水,田間不需修斗渠、農(nóng)渠、毛渠及田埂,節(jié)約了土地,土地利用率提高5%—7%。
4.抑制雜草生長。滴灌水通過過濾器進(jìn)入管道傳輸?shù)教镩g,杜絕了渠道輸水過程中草種的傳播,同時因滴灌屬局部灌溉,作物行間始終比較干燥,有效抑制了雜草種子的萌發(fā)和生長。
5.有利于作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。滴灌技術(shù)可及時對缺墑土壤補(bǔ)給水分,使作物出苗整齊集中,促苗早發(fā),作物生長健壯,有利于作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。
技術(shù)要點(diǎn):
1.水質(zhì)達(dá)到農(nóng)業(yè)灌溉用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),專用過濾器過濾后達(dá)到滴灌工程水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。輸水管網(wǎng)材質(zhì)選用農(nóng)用U—PVC或PE管材,工作壓力達(dá)到滴灌系統(tǒng)工作壓力要求。
2.工程設(shè)計執(zhí)行國家《微灌工程設(shè)計規(guī)范》。
注意事項(xiàng):灌水器堵塞是當(dāng)前滴灌應(yīng)用中最主要的問題,因此,一般用水應(yīng)經(jīng)過過濾,必要時還需經(jīng)過沉淀和化學(xué)處理。此外,滴灌可能引起鹽分積累。當(dāng)在含鹽量高的土壤上進(jìn)行滴灌或是利用咸水滴灌時,鹽分會積累在濕潤區(qū)的邊緣,若遇到小雨,這些鹽分可能會被沖到作物根區(qū)而引起鹽害。在沒有充分沖洗條件的地方或是秋季無充足降雨的地方,不要在高含鹽量的土壤上進(jìn)行滴灌或利用咸水滴灌。由于滴灌只濕潤部分土壤,加之作物的根系有向水性,這樣就會引起作物根系集中向濕潤區(qū)生長。另外,在沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè)的地區(qū)(如我國西北干旱地區(qū))采用滴灌時,應(yīng)正確布置灌水器。
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技術(shù)概述:微噴灌技術(shù)是介于噴灌與滴灌之間的一種節(jié)水灌溉技術(shù)。采用低壓管道將水送到作物根部附近,通過微噴頭將水噴灑在土壤表面或作物上面進(jìn)行灌溉。它兼具噴灌和滴灌的優(yōu)點(diǎn),又克服了兩者的主要缺點(diǎn)。噴灌是全面灌溉,濕潤整個灌溉面積,而微噴一般只濕潤作物周圍局部面積;在灌水器出水方式上,滴灌以水滴狀濕潤局部面積土壤,而微噴是以雨滴噴灑,濕潤局部面積土壤,微噴還可以提高空氣濕度,起到調(diào)節(jié)田間小氣候的作用;微噴頭的孔徑較大,比滴灌抗堵塞能力強(qiáng),因是低壓運(yùn)行,且大多是局部灌溉,故比噴灌更為節(jié)水;霧灌噴頭孔徑較滴灌灌水器大,比滴灌抗堵塞,供水快,對于一些經(jīng)濟(jì)作物的增產(chǎn)、節(jié)水效果十分顯著。
增產(chǎn)增效情況:據(jù)調(diào)查,使用微噴灌可使蔬菜等作物增產(chǎn)15%左右,與漫灌相比,可節(jié)約用水50%—80%。
技術(shù)要點(diǎn):
1.水質(zhì)符合《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求,但水中含有細(xì)砂,需采取過濾措施方可滿足微灌要求。主干管和分干管選用PVC塑料管材,支管和毛管選用PE塑料管材。
2.工程設(shè)計執(zhí)行國家《微灌工程設(shè)計規(guī)范》,根據(jù)所灌溉作物及自然條件設(shè)計計算灌水量、灌水周期、水泵及動力等。
注意事項(xiàng):
1.噴頭的堵塞是當(dāng)前微噴灌應(yīng)用中最主要的問題,堵塞后會出現(xiàn)噴不出水的現(xiàn)象,因此,微噴灌對水質(zhì)要求較嚴(yán),一般應(yīng)經(jīng)過過濾,必要時還需經(jīng)過沉淀和化學(xué)處理。
2.鋪設(shè)多孔微噴管的地面應(yīng)平整,山區(qū)或坡地應(yīng)按等高線鋪設(shè)。微噴管鋪設(shè)在地面上要平直,避免阻礙物,噴水孔口朝上,并適當(dāng)固定。
3.灌溉水源要求清潔干凈,一般設(shè)置60目的絲網(wǎng)進(jìn)行過濾。定期打開微噴管尾部接頭,沖洗管道,避免堵塞。
4.供水壓力和流量應(yīng)符合要求,一般流量變差應(yīng)小于10%,壓力偏差小于20%,否則應(yīng)采取分流或增壓措施,如通過增減微噴管的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。
三、滲灌技術(shù)
技術(shù)概述:滲灌技術(shù)是通過埋在地表下的管網(wǎng)和滲灌灌水器對植物根部進(jìn)行灌溉,水在土壤中緩慢地濕潤和擴(kuò)散濕潤部分土體,屬于局部灌溉。這種灌水方式能克服地面毛管易于老化的缺點(diǎn),防止毛管的人為損壞或丟失,方便田間耕作,主要適用于果樹灌溉和設(shè)施農(nóng)業(yè)作物灌溉。目前工程上的作法是將灌溉水通過低壓滲灌管管壁上的微孔(裂紋、發(fā)泡孔)由內(nèi)向外呈發(fā)汗?fàn)顫B出,隨即通過管壁周圍土壤顆粒,顆粒間孔隙吸水作用向土體擴(kuò)散,給作物根系供水,一次連續(xù)性實(shí)現(xiàn)對作物灌溉的全過程。滲灌水進(jìn)入土壤后,僅濕潤作物根系層,地面沒有水分,故蒸發(fā)量更少,與其他灌水方式相比更為節(jié)水。
增產(chǎn)增效情況:
1.節(jié)水。滲灌比溝灌節(jié)水80%以上,比滴灌節(jié)水30%以上,灌溉水利用率可達(dá)95%以上,節(jié)水節(jié)能效果顯著,肥料利用率提高30%以上。
2.節(jié)支。滲灌相對濕度比膜下低10%以上,比畦灌低30%以上,同時,降低病蟲害的發(fā)生,農(nóng)藥的使用次數(shù)和使用量減少,農(nóng)藥投入降低,農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提高。節(jié)省用工、用電,增產(chǎn)增效。
3.增產(chǎn)。同地面灌溉相比,在保護(hù)地應(yīng)用滲灌技術(shù),可有效提高溫室大棚內(nèi)溫度2—3攝氏度,提高地溫1—2攝氏度。同時,滲灌有助于土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的保持,有效解決傳統(tǒng)灌溉造成的土壤板結(jié)問題;與畦灌相比,產(chǎn)品提早7—10天上市,坐果率提高20%,結(jié)果期延長15天以上,增產(chǎn)30%—50%。
技術(shù)要點(diǎn):
1.挖槽。按作物栽培的壟向要求,一般滲灌管間距與作物行距相同,長度同壟長。確定好滲灌管間距后畫線,按放好的線開挖土槽,深度30厘米左右。然后對溝底進(jìn)行平整,并踏實(shí),同時,開挖埋設(shè)輸水支管的土槽。
2.鋪管。將滲灌管(毛管)鋪在挖好的土槽內(nèi),其上的出水孔要朝上,管要平直,保持水平,且找準(zhǔn)水平與垂直位置;調(diào)整好方向與位置后,應(yīng)將其先固定,以防其后在回填土掩埋過程中發(fā)生滲灌管位置移動或滲灌管自身扭曲而使出水口轉(zhuǎn)向下側(cè)。鋪管后,將滲灌管(毛管)與輸水支管用專用接頭相連。
3.防堵處理。由于滲灌管埋在地下,直接接觸土壤,在灌水過程中,特別是當(dāng)灌水結(jié)束時土壤中的水分倒流回滲灌管,這樣就會把土壤顆粒等雜物帶入到出水口或滲灌管內(nèi),從而引起堵塞,降低灌水質(zhì)量。為此,應(yīng)當(dāng)將滲灌管鋪好后,在其出水口處覆蓋2—3厘米的鋸末或稻殼作為防護(hù)層。
4.回土。蓋好保護(hù)層后,開始覆土?xí)r,應(yīng)注意防止?jié)B灌移位和變形,動作要輕、盡量不用大的土塊。等回填至土槽1/2深處時,可以適當(dāng)踏實(shí);然后填平,再踏實(shí);再覆土并使之略高出地面,以保證在以后的耕作與灌水過程中,土壤進(jìn)一步下沉而使地面保護(hù)平整。
注意事項(xiàng):
1.管道埋設(shè)深度。主要決定于土壤性質(zhì)、耕作情況及作物種類。適宜的埋設(shè)深度,應(yīng)能使灌溉水借毛管作用使計劃濕潤層得到充分濕潤,特別是表層也達(dá)到足夠的濕潤,且深層滲漏最小。一般粘質(zhì)土埋深大,砂質(zhì)土較小。同時,埋設(shè)深度要深于深耕深度,且不致被農(nóng)機(jī)具行走而壓斷,應(yīng)在凍層以下。
2.管道間距。管道間距應(yīng)使兩條管道的濕潤曲線重合一部分,因此它主要決定于土壤性質(zhì)和供水情況。土壤顆粒越細(xì),供水水頭越大,灌水濕潤范圍越大,間距可大一些。反之,間距宜小些。有壓管道間距可達(dá)5—8米,無壓管道間距一般為1—3米。
3.管道長度與坡度。有壓管道的適宜長度,應(yīng)按管道首尾兩端土壤濕潤均勻,而且滲漏損失較小作為確定依據(jù)。目前我國采用的管道長度一般為20—50米。管道坡度與管道長度及地面坡度有關(guān),一般為0.001—0.005度。
4.管道的滲水量。管道適宜的單位長度滲水量與土壤性質(zhì)有關(guān),對重壤土以9—10升/小時·米為宜,中、輕壤土以12—16升/小時·米為宜,砂壤土以16—20升/小時·米為宜。
5.土壤性能。滲灌濕潤表層土壤較差,對幼苗生長不利;在底土透水強(qiáng)的土壤上,容易產(chǎn)生深層滲漏,損失水量多。
適宜區(qū)域:北方干旱或半干旱地區(qū)以及南方季節(jié)性缺水地區(qū)。