网上科普有关“大田喷灌的方式有哪几种?”话题很是火热,小编也是针对大田喷灌的方式有哪几种?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。
在我国用得较多的有以下几种:
固定管道式喷灌
干支管都埋在地下(也有的把支管铺在地面,但在整个灌溉季节都不移动),这样管理更省人力,可靠性高,使用寿命长,只是设备投资很高,目前使用塑料管道的系统单位造价也有12000~18000元/公顷之间,有的甚至达到22500元/公顷。
半移动式管道喷灌
干管固定,支管移动,这样可大大减少支管用量,从而使得公顷投资仅为固定式的50%~70%,但是移动支管需要较多人力,并且如管理不善,支管容易损坏。为了避免或减少因支管移动带来的费工、易损等不足,近代发明了一些由机械移动支管的方式,可以部分或全部克服这一缺点。
中心支轴式喷灌机
将支管支撑在高2~3m的支架上,全长可达400m,支架可以自己行走,支管的一端固定在水源处,整个支管就绕中心点绕行,像时针一样,边走边灌,可以使用低压喷头,灌溉质量好。自动化程度很高。我国已有产品,在华北和东北已有一定的使用经验,适用于大面积的平原(或浅丘区),要求灌区内没有任何高的障碍(如电杆、树木等)。其缺点是只能灌溉圆形的面积,边角要想法用其他方法补灌。此机在美国应用广泛,也值得我国在大平原地区、大规模农场推广。
滚移式喷灌机
将喷灌支管(一般为金属管)用法兰连成一个整体,每隔一定距离以支管为轴安装一个大轮子。在移动支管时用一个小动力机推动,使支管滚到下一个喷位。每根支管最长可达400m。这种机型我国已有产品,适用于矮杆作物(如蔬菜、小麦等)要求地形比较平坦。
大型平移喷灌机
为了克服时针式喷灌机只能灌圆形面积的缺点,近代在时针式喷灌机的基础上研制出可使支管作平行移动的喷灌系统。这样灌溉的面积就成矩形的。但其缺点是当机组行走到田头时,要专门牵引到原来出发地点,才能进行第二次灌溉。而且平移的准直技术要求高。因此,没有时针式喷灌机使用得那么广泛,我国也已有产品。其适于推广的范围与时针式相仿。
纹盘式喷灌机
用软管给一个大喷头供水,软管盘在一个大绞盘上。灌溉时逐渐将软管收卷在绞盘上,喷头边走边喷,灌溉一个宽度为两倍射程的矩形田块。这种系统,田间工程少,机械设备比时针式简单,从而造价也低一些,工作可靠性高一些。但一般要采用中高压喷头,能耗较高。适合于灌溉粗壮的作物(如玉米、甘蔗等)。也要求地形比较平坦,地面坡度不能太大,在一个喷头工作的范围内是一面坡。该机型我国也已有系列产品。
中、小型喷灌机组
这是我国在70年代用得最多的一种喷灌模式,常见的形式是配有1~8个喷头,用水龙带连接到装有水泵和动力机(多为柴油机与电动机)的小车上,动力功率为3~12马力居多。使用灵活,每公顷投资为固定管道式的20%~60%,移动费劳力大,管理要求高,近年来,发展的规模似有降低的趋势,只适用于中小型的农场和田块。但投资较低,使用灵活以上各种喷灌形式各有利弊,各自适合于不同的条件,因此只能因地制宜地决策选用
用途和优缺点
喷灌几乎适用于除水稻外的所有大田作物,以及蔬菜、果树等。它对地形、土壤等条件适应性强。但在多风的情况下,会出现喷洒不均匀,蒸发损失增大的问题。与地面灌溉相比,大田作物喷灌一般可省水30%~50%,增产10%-30%。优点是使农田灌溉从传统的人工作业变成半机械化、机械化,甚至自动化作业,加快了农业现代化的进程。但在多风、蒸发强烈地区容易受气候条件的影响,有时难以发挥其优越性,在这些地区进行喷灌应该对其适应性进行进一步分析。
(一)农业节水灌溉工程技术类型与特征
漫灌要挖沟渠,以前用人工,后来用牲畜、拖拉机,后来最先进的用激光测距的先进机械,取决于 经济和地理条件,例如需要灌溉的地域面积大小,有什么可用的技术,人工费用等。植物在畦和陇沟中排成行或在苗床上生长,水沿着渠道进入农田,顺着陇沟或苗床边沿流入。也可以在田中用硬塑料管或铝管引水,在管上间隔距离开孔灌溉,用虹吸管连接渠道。
应用管道可以控制水流量,由于温度、风速、土壤、渗透能力等不同,漫灌容易造成有的地方水多,有的地方水不足的现象,管道可以移动,因此可以控制不产生这种不均的现象。尤其是如果采用自动阀门更可以增加效率。
但由于漫灌比较浪费水资源,需要较多的劳动力,并且容易造成地下水位抬高,因此使土壤盐碱化,在发达国家已经逐渐被淘汰。但由于只需要少量的资金和技术,在多数发展中国家中仍然被广泛使用。 喷灌是由管道将水送到位于田地中的喷头中喷出,有高压和低压的区别,也可以分为固定式和移动式。固定式喷头安装在固定的地方,有的喷头安装在地表面高度,主要用于需要美观的地方,如高尔夫球场、跑马场草地灌溉、公园、墓地等。
喷头的压力一般不能超过200巴,过高会产生水雾,影响灌溉效益,喷头有可以转动的,转动可以是360度回转也可以是转动一定角度。也有喷枪式。可以在275-900巴的压力下工作,喷射较远,流量达到3-76升/秒。喷枪还可以用于工业防尘。
如果将喷头和水源用管子连接,使得喷头可以移动,为移动式喷灌,将塑料管卷到一个卷筒上,可以随着喷头移动放出,也可以人工移动喷头。
喷灌的缺点是由于蒸发也会损失许多水,尤其在有风的天气时,而且不容易均匀地灌溉整个灌溉面积,水存留在叶面上容易造成霉菌的繁殖,如果灌溉水中有化肥的话,在炎热阳光强烈的天气会造成叶面灼伤。 滴灌是将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入植物根系附近土壤中的灌溉形式,滴水流量小,水滴缓慢入土,可以最大限度地减少蒸发损失,如果再加上地膜覆盖,可以进一步减少蒸发,滴灌条件下除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外,其它部位的土壤水分均处于非饱和状态,土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散。
但如果滴灌时间太长,根系下面可能发生浸透现象,因此滴灌一般都是由高技术的计算机操纵完成,也有由人工操作的。滴灌水压低,节水,可以用于对生长不同植物的地区,对每棵植物分别灌溉,但对坡地需要有压力补偿,用计算机可以依靠调节不同地段的阀门来控制,关键是控制调节压力和从水中去除颗粒物,以防堵塞滴灌孔。水的输送一般用塑料管,应该是黑色的,或覆盖在地膜下面,防止生长藻类,也防止管道由于紫外线的照射而老化。滴灌也可以用埋在地下的多孔陶瓷管完成,但费用较高,只有时用于草皮和高尔夫球场。 渗灌技术已经在地下水位较高的地方应用许多年了,是人工将地下水位抬高,直接从底下为植物根系供水的方法。
渗灌常用于商业温室产品,如对盆花进行灌溉,还可以施肥,用含有肥料的水溶液从底部浸泡花盆10 到20分钟,然后水可以回收,这种运作需要高技术自动操作,设备费用贵,但节省人力、水和化肥,同时维护和操作费用也很低,原理和地下滴灌一样。
调亏灌溉
调亏灌溉时在作物的非临界期减少灌水(亏缺),处于干旱胁迫状态,减少蒸腾耗水和延缓营养生长,而把有限的水量集中供给给作物的需水临界期,满足生殖器官形成和生长的要求。该技术可显著提高水分利用效率而不降低甚至可增加产量
控制性分根交替灌溉
该技术原来提出时,一方面是使部分根系处于土壤干燥的区域(干燥区)中,作物受到水分胁迫,根部形成大量脱落酸,传送到叶片,气孔开度减少,降低蒸腾耗水量;另一方面,使部分根系处于灌水的区域(湿润区)中,作物从土壤中吸收水分,满足正常的生理活动的需要。干燥区和湿润区交替灌溉。交替胁迫后次生根大量增加,根系吸水吸肥能力增加,水分利用效率明显提高。
该技术在实用中改为隔沟交替灌溉系统,交替灌溉系统等。
甘肃省推行大田玉米隔沟交替灌水技术,在保持高产下节水33.3%,效果显著,且投入不增加,因此在几年前被列为当地节水技术推广计划。
节水灌溉工程是实现节水灌溉的基础,我国从20世纪五六十年代起就开始了节水灌溉工程技术的试验、研究和推广,经过40 多年的实践和探索,在节水灌溉规划、设计、施工等方面日趋完善,出台了如《节水灌溉技术规范》、《喷灌工程设计规范》、《微灌工程设计规范》等,为正确实施节水灌溉奠定了基础;与此同时,节水灌溉设备的开发和生产己形成一定的规模,在数量上基本能满足我国发展节水灌溉的需求。节水灌溉工程技术主要有以下几种:
1.渠道防渗工程技术
渠道是大多数灌区的主要输水手段。渠道输水灌溉关键是做好渠道防渗。渠道防渗灌溉技术采用混凝土护面、浆砌石衬砌、塑料薄膜等多种方法进行防渗处理,减少从水源到田间输水损失,提高渠道输水效率。土渠输水的渗漏损失一般为20%~40%,使水的利用率大大降低,与土渠相比,渠道防渗可降低渗漏损失60%~90%(海生,2003),渠道防渗技术的关键是确定适宜的防渗材料和合理的断面结构形式。
渠道防渗技术可减少输水渠道渠床的透水或者建立不易透水的防护层面来减少渗漏,使渠道输水损失降低到5%~10%。这种技术是应用最早最广泛的节水技术之一,是目前大中型灌区较理想的输水灌溉技术,其断面形式有矩形、梯形和U形。使用的材料由浆砌石、预制板发展到混凝土现浇。这种灌溉技术的渠系水利用系数可达到70%~80%,利用地形的高差,把水从高处流向低处。但是渠道防渗只减少了在输水过程的水量损失,要进一步提高水的利用率,还需要做田面节水工程。
2.低压管道输水灌溉工程技术
低压管道输水灌溉简称为管灌,是利用机泵抽取河水,通过泵提供的较低压力经过塑料或混凝土等管道代替土渠输水把水直接输送到田间沟、畦灌溉农田,再接末级输水软管来灌溉作物,以减少水在输送过程中的渗漏和蒸发损失。不接软管的管灌称为不完全管道系统,接软管的称为完全管道系统。后者节水效果比前者更好,但是灌水比较麻烦。低压管道输水技术对水的利用率可达95%,另外,还能有效提高输水速度。低压管道输水技术在我国北方井灌区已经普及,但大型自流灌区尚处于试点阶段。
3.喷灌工程技术
喷灌技术即喷水灌溉技术,这种灌溉技术是利用水泵或水源的天然落差加压,通过管道、喷头将有压力的水喷射到空中,均匀的散布到田间,对作物进行灌溉。喷灌技术是大面积机械化解决大田作物节水灌溉的主要形式。在喷灌机械中,平移(包括中心支轴)式全自动喷灌机、软管卷盘式自动喷灌机及人工移管式喷灌机是世界上应用的三种主要机型。喷灌是一种机械化高效节水灌溉技术,几乎适用于除水稻外的所有大田作物以及蔬菜、果树等,对地形、土壤等条件适应性强,兴建在起伏不平、土壤透水性较强的地块经济效益最好。与地面灌溉相比,喷灌除灌溉主功能外,还可以喷洒农药和肥料,创造与改善田间小气候,调节空气、土壤及作物的温度、湿度,可用于农作物防霜冻和干热风。大田作物喷灌一般可节水30%~50%,增产10%~30%(海生,2003)。喷灌也分为固定式、半固定式和移动式,移动式投资最少,但是浇地管理麻烦。在一个区域内种植多种农作物使用喷灌灌水并不合适,而且喷灌受风力和空气湿度影响较大,对设计要求还比较高,其设备投资大,耗能高,同时大型设备构造较为复杂,操作及维修技术要求高,操作运行管理人员须经专门培训。
4.微灌工程技术
微灌是一种新型的用水灌溉技术,包括滴灌、微喷灌、涌泉灌和地下渗灌,是现代化、精细高效的节水灌溉技术,具有省水、节能、适应性强等特点,灌水同时可兼施肥,灌溉效率能够达到90%以上(朱丽,2002)。微灌已由果树、蔬菜等少数经济作物向行播大田作物发展。
微灌技术是根据植物的需水要求,通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器,将植物生长中所需的水分和养分以较小的流量均匀、准确地直接送到植物根部附近的土壤表面或土层中。相对于地面灌和喷灌而言,微灌属局部灌溉、精细灌溉,水的有效利用程度最高,约比地面灌节水50%~60%、增产20%~30%(潘云明、张永峰,2005),比喷灌省水15%~20%。但微灌的工程投资也高,在国外被称之为昂贵的灌水技术(杨少俊,1998),另外此技术也容易造成管道堵塞。为了支撑高投入,微灌一般只用于水果、蔬菜、花卉等产值高、收益高的经济作物。严格地说,微灌不太适合大田粮食作物。
5.覆膜灌工程技术
覆膜灌包括膜上灌和膜下灌。膜上灌是在地膜栽培的基础上,把以往的地膜旁侧灌水改为膜上灌水,水沿放苗孔和地膜旁侧入渗对作物进行灌溉。通过调整膜畦首尾的渗水孔数及孔的大小,来调整畦首尾的灌水量,可获得较常规地面灌水方法相对较高的灌水均匀度。膜下灌是在地膜下用滴灌供水灌溉,比膜上灌更省水。覆膜灌操作简便,便于控制灌水量,可大幅度减少土壤的深层渗漏和蒸发损失,因此能显著提高水的利用率。覆膜灌适用于实行地膜种植的中耕作物,与常规沟灌玉米、棉花相比,可省水60%~80%,并有明显增产效果。
6.地面灌溉工程实用技术
小畦灌。畦灌是耕地经平整后,利用畦埂将田块划分成小块进行灌溉。小畦灌灌水方法为“长畦改短畦,宽畦改窄畦,大畦改小畦”的“三改”畦灌灌水技术。小畦灌灌水技术的要点是确定合理的畦长、畦宽和畦单宽流量。畦田宽度,自流灌区为23m,机井提灌区以1~2m为宜。地面坡度1/400~1/1000 时(侯菊平,2002),单宽流量为2~4.51m3/s;畦长,自流灌区以30~50m为宜,最长不超过80m,机井和高扬程提水灌区以30m左右为宜。畦埂高度为0.2~0.3m,底宽0.4m左右,地头埂和路边埂可适当加宽加厚。
小块灌。在北方应用块灌灌水方法的大多数灌区,普遍在块田上采用大块地大水漫灌和大块地大水串灌,以块田代替田间输水渠和输水沟,浪费灌溉水量相当大,不仅灌水质量很差,还影响作物的产量,导致土壤沼泽化和盐碱化。近年来,随着缺水问题突出,广泛采用了“大块改小块、宽块改窄块和长块改短块”的“三改”灌水技术,称为小块灌,有显著的节水和增产效果。小块灌技术的块田宽度一般不宜大于5m,块田长度应在5m左右,块田面积最好小于334m2,最大也不要超过667m2,对于无坡块灌时,块田面积、长度和宽度均可比有坡块灌的大一些。一般块田面积仍不宜超过667m2,块田长度不宜大于60m(侯菊平,2002),宽度应小于10m。
长吐分段灌溉。将一条长畦分成若干个没有横向畦埂的短畦,采用地面纵向输入沟或塑料薄壁软管,将灌溉水输入畦田,然后自下而上或自上而下依次逐段向短畦内灌水,直至全部短畦灌完为止的灌水方法,称为长畦分段灌或长畦短灌。长畦分段灌溉若用输水沟输水和灌水,同一条输水沟第一次灌水时,应由长畦尾端短畦开始自上而下向各个短畦内灌水;第二次灌水时,应由长畦首端开始自上而下向各分段短畦内灌水,输水沟内一般仍可种植作物。
7.波涌灌溉工程技术
波涌灌溉是对地面沟、畦灌水方法的重大发展,是把灌溉水断续的按一定周期向灌水沟(畦)供水,逐段湿润土壤,直到水流推进到灌水沟(畦)为止的一种节水型地面灌溉新技术。波涌灌溉供水不是连续的,其灌溉水流也不是一次灌水就推进到灌水沟(畦)末端,而是灌溉水在第一次供水输入灌水沟(畦)达一定距离后,暂停供水,过一定时间后再继续供水,如此分几次间歇反复地向灌水沟(畦)供水的地面灌水技术。
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