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试述滴灌技术和操作步骤

试述滴灌技术和操作步骤

作者:虎小伟

来源:《新农村》2012年第12期

【摘要】要想节约水资源,是现有的水资源发挥更大的作用,必须通过现代节水技术改造传统灌溉农业,实现适时适量的“精细灌溉”,具有重要的现实意义和深远的历史意义。

【关键词】滴灌;步骤;技术

1滴灌技术

1.1适用范围:滴灌技术适用于任何土壤、任何地形和不密植的任何作物。尤在丘陵干旱山区效果显著,果树、蔬菜、棉花、大豆、玉米等作物效果都十分明显。

1.2滴灌的缺点:滴灌最大缺点就是滴头出流孔口小,流速低,因此堵塞问题严重。对灌溉水一定要认真地进行过滤和处理。目前我国还都只注意到防止物理堵塞,而同样严重的生物堵塞和化学堵塞问题尚未引起足够的重视。

1.3滴管的类型

1.3.1固定式地面滴灌:一般是将毛管和滴头都固定地布置在地面(干、支管一般埋在地下),整个灌水季节都不移动,毛管用量大,造价与固定式喷灌相近,其优点是节省劳力,由于布置在地面,施工简单而且便于发现问题(如滴头堵塞、管道破裂、接头漏水等),但是毛管直接受太阳曝晒,老化快,而且对其他农业操作有影响,还容易受到人为的破坏。

1.3.2半固定式地面滴灌:为降低公顷投资只将干管和支管固定埋在田间,而毛管及滴头都是可以根据轮灌需要移动。投资仅为固定式的50%~70%。这样就增加了移动毛管的劳力,而且易于损坏。

1.3.3膜下滴灌:在地膜栽培作物的田块,将滴灌毛管布置在地膜下面,这样可充分发挥滴灌的优点,不仅克服了铺盖地膜后灌水的困难,而且大大减少地面无效蒸发。

1.3.4地下滴灌:是将滴灌干、支、毛管和滴头全部埋入地下,这可以大大减少对其他耕作的干扰,避免人为的破坏,避免太阳的辐射,减慢老化,延长使用寿命。其缺点是不容易发现系统的事故,如不作妥善处理,滴头易受土壤或根系堵塞。

地下滴灌技术就是灌溉过程中,水通过地埋毛管上的灌水器缓慢渗入附近土壤,再借助毛细管作用或重力扩散到整个作物根层的灌溉技术。由于灌溉过程中对土壤结构的破坏轻,有利于保持作物根层疏松通透,并能减少水分的蒸发损失,不仅节水增产效益明显,而且自动化程度高,可大量节省劳力和能源。在干旱地区,应用这种技术还能有效地抑制田间杂草。

在设计地下滴灌系统时,其管道水力学和灌水均匀性等部分与地表滴灌系统相同。由于这一系统的所有部分都埋置在地表以下,对水质要求更高,因此,选择好的过滤器十分重要。另外还要在灌溉系统的高点安装进排气阀,以防灌溉断水时产生负压造成滴头堵塞。在地形起伏较大的山区和丘陵地区,可考虑使用具有抗负压堵塞功能的滴头。

毛管埋深通常要考虑以下几个因素:一是田间耕作深度,避免因犁翻土壤造成破坏。对免耕作物,可根据土壤和作物根系发育深度等条件确定;二是土壤状况,在透水性较强的轻质土壤中,毛管埋深不宜太大,以防产生深层渗漏;对毛细吸水能力较强的壤质土,则可适当增加埋深,减少无效的蒸发损失。若耕层内含有透水较差的粘土夹层时,毛管应埋在夹层以上。另外,由于作物根系的生长发育,如果毛管埋深太大则不利于作物幼苗生长,但埋深太小又会影响作物生育后期对水分的需求。综合上述因素,毛管埋深一般在20cm~70cm之间最为适宜,果树的最佳毛管埋深一般在40cm~50cm,大田作物则为30cm~40cm。

毛管间距主要取决于当地气候条件、土壤质地和作物种类,范围通常在0.25m~5.0m之间。对于种植在沙性土壤上或干旱地区的作物,较小的毛管间距有助于田间土壤水分的均匀分布,但间距太小会使投资加大。在多雨的湿润地区,可以使用较大的间距,但这决定于作物类型、土壤条件和可接受的风险水平。一般较小的间距多用于平播密植类作物,如草皮、小麦等,而较大间距常用于蔬菜、果树、棉花、玉米等行播作物。对于大植株等行距作物,毛管埋置在两行作物中间或随行布置;对宽窄行种植的作物,毛管应置于窄行间;对于植株排列不规则的果树采用随行布设形式较为适宜。

地下滴灌灌溉时间的确定,一般以实测或计算的蒸发量、土壤特性与作物特性为依据。若按作物耗水速度确定灌溉时间,应采用小定额多次灌水的方式;如要在土壤水分下降到某个下限值时才灌水,就可能需数天才灌一次水。对蔬菜等水分含量较多的作物,常使用前一种灌水频率,果树和大田作物宜采用后一种方式。

另外,该灌溉系统在运行过程中要经常进行冲洗。为了延长地下滴灌系统的使用寿命、防止灌水器的堵塞,除对灌溉水进行适当过滤清除杂质外,还有必要通过施用某些化学物质减轻灌。

2滴灌的操作步骤

2.1滴灌系统设计:滴灌系统由水源、首部枢纽、输水管道系统和滴头4部分组成。首部枢纽包括水泵、动力机、化肥施加器、过滤器、各种控制量测设备。过滤器是滴灌设备的关键部件之一。输水管道系统由干管、支管和毛管三级管道组成。干、支管采用直径20~100mm 掺碳黑的高压聚乙烯或聚氯乙稀管,一般埋在地下,覆土层不小于30cm。毛管多采用直径10~15mm碳黑高压聚乙烯或聚氯乙烯半软管。滴头是滴灌系统重要设备,影响滴灌质量的重要部件。一般要求滴头具有适度均匀而又稳定的流量,有较好的防止堵塞性能,而且耐用、价廉、装拆简便。滴头的流量可根据作物需水要求确定,滴灌果树时,滴头流量可大一些;滴灌蔬菜和大田作物时可以小些。