滴灌

滴灌

滴水灌溉
滴灌,(drip irrigation),是滴水灌溉的簡稱。通過安裝在毛管上的滴頭、孔口或滴灌帶等灌水器将水一滴一滴地、均勻而又緩慢地滴入作物根區附近土壤中的灌水形式。由于滴水量小,水滴緩慢入土,因而在滴灌條件下除僅靠滴頭下面的土壤水分處于飽和狀态外,其他部位的土壤水分均處于非飽和狀态,土壤水分主要借助毛管張力作用入滲和擴散。滴灌的适應性強,使用範圍較廣,應根據灌區的自然條件,作物種類等因地制宜地選用。
    中文名:滴灌 外文名: 别名: 英文名:drip irrigation 拼音:dī guàn

優點

節水、節肥、省工。滴灌屬全管道輸水和局部微量灌溉,使水分的滲漏和損失降低到最低限度。同時,又由于能做到适時地供應作物根區所需水分,不存在外圍水的損失問題,又使水的利用效率大大提高。灌溉可方便地結合施肥,即把化肥溶解後灌注入灌溉系統,由于化肥同灌溉水結合在一起,肥料養分直接均勻地施到作物根系層,真正實現了水肥同步,大大提高了肥料的有效利用率,同時又因是小範圍局部控制,微量灌溉,水肥滲漏較少,故可節省化肥施用量,減輕污染。運用灌溉施肥技術,為作物及時補充價格昂貴的微量元素提供了方便,并可避免浪費。滴灌系統僅通過閥門人工或自動控制,又結合了施肥,故又可明顯節省勞力投入,降低了生産成本。

控制溫度和濕度。傳統溝灌的大棚,一次灌水量大,地表長時間保持濕潤,不但棚溫、地溫降低太快,回升較慢,且蒸發量加大,室内濕度太高,易導緻蔬菜或花卉病蟲害發生。因滴灌屬于局部微灌,大部分土壤表面保持幹燥,且滴頭均勻緩慢地向根系土壤層供水,對地溫的保持、回升,減少水分蒸發,降低室内濕度等均具有明顯的效果。采用膜下滴灌,即把滴灌管(帶)布置在膜下,效果更佳。另外滴灌由于操作方便,可實行高頻灌溉,且出流孔很小,流速緩慢,每次灌水時間比較長,土壤水分變化幅度小,故可控制根區内土壤能夠長時間保持在接近于最适合蔬菜、花卉等生長的濕度。由于控制了室内空氣濕度和土壤濕度,可明顯減少病蟲害的發生,進而又可減少農藥的用量。

保持土壤結構。在傳統溝畦灌較大灌水量作用下,使設施土壤受到較多的沖刷、壓實和侵蝕,若不及時中耕松土,會導緻嚴重闆結,通氣性下降,土壤結構遭到一定程度破壞。而滴灌屬微量灌溉,水分緩慢均勻地滲入土壤,對土壤結構能起到保持作用,并形成适宜的土壤水、肥、熱環境。

改善品質、增産增效。由于應用滴灌減少了水肥、農藥的施用量以及病蟲害的發生,可明顯改善産品的品質。總之,較之傳統灌溉方式,溫室或大棚等設施園藝采用滴灌後,可大大提高産品産量,提早上市時間,并減少了水肥、農藥的施用量和勞力等的成本投入,因此經濟效益和社會效益顯着。設施園藝滴灌技術适應了高産、高效、優質的現代農業的要求,這也是其能得以存在和大力推廣使用的根本原因。

缺點

灌水器的堵塞是當前滴灌應用中最主要的問題,嚴重時會使整個系統無法正常工作,甚至報廢。引起堵塞的原因可以是物理因素、生物因素或化學因素。如水中的泥沙、有機物質或是微生物以及化學沉凝物等。因此,滴灌時水質要求較嚴,一般均應經過過濾,必要時還需經過沉澱和化學處理。

當在含鹽量高的土壤上進行滴灌或是利用鹹水滴灌時,鹽分會積累在濕潤區的邊緣,若遇到小雨,這些鹽分可能會被沖到作物根區而引起鹽害,這時應繼續進行滴灌。在沒有充分沖洗條件下的地方或是秋季無充足降雨的地方,則不要在高含鹽量的土壤上進行滴灌或利用鹹水滴灌。

由于滴灌隻濕潤部分土壤,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生長。另外,在沒有灌溉就沒有農業的地區,如我國西北幹旱地區,應用滴灌時,應正确地布置灌水器。

特點

1.省水省工,增産增收。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,故直接損耗于蒸發的水量最少;容易控制水量,不緻産生地面徑流和土壤深層滲漏。故可以比噴灌節省水35—75%。對水源少和缺水的山區實現水利化開辟了新途徑。由于株間未供應充足的水分,雜草不易生長,因而作物與雜草争奪養分的幹擾大為減輕,減少了除草用工。由于作物根區能夠保持着最佳供水狀态和供肥狀态,故能增産。

2.滴灌系統造價較高。由于雜質、礦物質的沉澱的影響會使毛管滴頭堵塞;滴灌的均勻度也不易保證。這些都是大面積推廣滴灌技術的障礙。目前一般用于茶葉,花卉等經濟作物。

分類

根據不同的作物和種植類型,滴灌系統可分為固定式和半固定式兩類。

固定式滴灌系統是指全部管網安裝好後不再移動,适用于果樹、葡萄、瓜果、蔬菜等作物。

半固定式滴灌系統幹、支管道為固定的,隻有田間的毛管是移動的,一條毛管可控制數行作物,灌水時,灌完一行後再移至另一行進行灌溉,依次移動可灌數行;這樣可提高毛管的利用率,降低設備投資,這種類型滴灌系統适用于寬行蔬菜與瓜果等作物。

根據滴灌工程中毛管在田間的布置方式、移動與否以及進行灌水的方式不同,可以将滴灌系統分成以下三類:

地面固定式

毛管布置在地面,在灌水期間毛管和灌水器不移動的系統稱為地面固定式系統,現在絕大多數采用這類系統。應用在果園、溫室、大棚和少數大田作物的灌溉中,灌水器包括各種滴頭和滴灌管、帶。這種系統的優點是安裝、維護方便,也便于檢查土壤濕潤和測量滴頭流量變化的情況;缺點是毛管和灌水器易于損壞和老化,對田間耕作也有影響。

地下固定式

将毛管和灌水器(主要是滴頭)全部埋入地下的系統稱為地下固定式系統,這是在近年來滴灌技術的不斷改進和提高,灌水器堵塞減少後才出現的,但應用面積不多。與地面固定式系統相比,它的優點是免除了毛管在作物種植和收獲前後安裝和拆卸的工作,不影響田間耕作,延長了設備的使用壽命;缺點是不能檢查土壤濕潤和測量滴頭流量變化的情況,發生問題維修也很困難。

移動式

在灌水期間,毛管和灌水器在灌溉完成後由一個位置移向另一個位置進行灌溉的系統稱為移動式滴灌系統,此種系統應用也較少。與固定式系統相比,它提高了設備和利用率,降低了投資成本,常用于大田作物和灌溉次數較少的作物,但操作管理比較麻煩,管理運行費用較高,适合于幹旱缺水、經濟條件較差的地區使用。根據控制系統運行的方式不同,可分為手動控制、半自動控制和全自動控制三類:

手動控制

系統的所有操作均由人工完成,如水泵、閥門的開啟、關閉,灌溉時間的長短,何時灌溉等等。這類系統的優點是成本較低,控制部分技術含量不高,便于使用和維護,很适合在我國廣大農村推廣。不足之處是使用的方便性較差,不适宜控制大面積的灌溉。

全自動控制

系統不需要人直接參與,通過預先編制好的控制程序和根據反映作物需水的某些參數可以長時間地自動啟閉水泵和自動按一定的輪灌順序進行灌溉。人的作用隻是調整控制程序和檢修控制設備。這種系統中,除灌水器、管道、管件及水泵、電機外,還包括中央控制器、自動閥、傳感器(土壤水分傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、水位傳感器和雨量傳感器等)及電線等。

半自動控制

系統中在灌溉區域沒有安裝傳感器,灌水時間、灌水量和灌溉周期等均是根據預先編制的程序,而不是根據作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來控制的。這類系統的自動化程度不等,有的一部分實行自動控制,有的是幾部分進行自動控制。

組成

滴灌系統一般由水源、首部樞紐、輸配水管網和灌水器四部分組成,其形式與微灌系統基本相同。

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,以一定的壓力将一定數量的水送入幹管。

2、管路:包括幹管、支管、毛管以及必要的調節設備(如壓力表、閘閥、流量調節器等)。其作用是将加壓水均勻地輸送到滴頭。

3、滴頭:其作用是使水流經過微小的孔道,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。

簡易技術

用1-5條管徑為4-6毫米、長度為55米的塑料細管作毛管,在毛管首部5米處開始打孔,孔徑為1.2毫米,每兩孔間距35厘米,毛管與毛管相隔2米為宜。

使用時,先把毛管的首部直接插入水池,然後固定好,利用倒虹吸原理,将水通過輸水短管進入多孔毛管,待毛管尾部有水流且無雜物後堵好,然後把每條毛管按2米間距放在作物附近,每行作物待灌水适宜後再移到另一行灌溉。

這種簡易滴灌是适宜大棚種植和山地、溝地、小塊地以及水利條件比較差的地方,抗旱效果很好。

這種簡易滴灌方式有下列顯着的優點:一是水的利用率高,可達到90%,比噴灌節約用水50%-60%。二是蓄水工程簡單,隻需0.5-1米的壓力水頭就能滿足灌溉需要。蓄水池可以是已建成的池子,也可以是拉水車上的水罐或水桶,還可以在丘陵區挖個水池,在裡面鋪上防滲的塑料布。三是投資少、效率高,按5條毛管計算,每天可滴灌5畝。澆地與管理方便,每家都能制作。灌溉過程中如果發現局部孔眼堵塞,可立即紮孔解決。

研究

在實驗室内模拟研究了不同滴頭流量、土壤初始含水率和容重條件下,粘壤土點源入滲土壤濕潤體水平擴散半徑和豎直入滲深度的變化規律.實驗結果表明:初始含水率和容重對土壤濕潤體特征值有較明顯的影響;在供水量一定的條件下,滴頭流量對點源積水入滲土壤濕潤體特征值沒有明顯影響;濕潤體形狀和大小受灌水量的影響比受滴頭流量的影響要大.另外對多滴頭交彙入滲條件下濕潤體特征值進行了初步研究,結果表明交界面處水分的水平擴散和豎直入滲速率大于點源下的入滲速率,随着入滲時間的延長濕潤體的形狀也逐漸由橢球體向平行于毛管的帶狀分布過渡。

應用

甯夏省中甯縣大力推廣科學種植,在全縣17萬畝枸杞田中實行産區精細管理,集成推廣測土配方施肥、病蟲害統防統治、節水滴灌、設施烘幹等6項配套技術,不僅為枸杞高質量種植保駕護航,還節約用水,走上了綠色發展道路。苗種培育是枸杞産業的第一環,也是枸杞種植中最基礎的一環。”目前,中甯縣已經建成中杞、杞鑫苗木合作社等3個自治區級良種苗木繁育基地,年繁育優質枸杞種苗5000餘萬株,成為全國最大的枸杞種苗生産地。

河北省加快推廣小麥玉米淺埋滴灌節水技術nn今年全省試點規模力争達到50萬畝nn為高标準高質量推進地下水超采綜合治理,全省農業農村系統深入推進農業壓采和節水工作,推廣了耕地季節性休耕試點、旱作雨養種植、高效節水灌溉、小麥節水品種和配套種植技術等農業節水措施。nn小麥、玉米是河北省兩大主要糧食作物,同時也是灌溉用水較多的作物。為推動地下水壓采,減少小麥、玉米灌溉用水,近年來,河北省各地積極創新固定立杆式噴灌、地埋伸縮式噴灌、卷盤式淋灌、微噴帶式噴灌等多種高效節水灌溉方式,探索了不少節水模式。

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