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  • 微灌(microirrigation),是按照作物需求,通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壤的一种灌水方法。


    1定义

    微灌(micro irrigation),是按照作物需求,通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壤的一种灌水方法。与传统的全面积湿润的地面灌和喷灌相比,微灌只以较小的流量湿润作物根区附近的部分土壤,因此,又称为局部灌溉技术。

    2类型

    微灌分为以下四种类型:

    地表滴灌(surface drip irrigation),是通过末级管道(称为毛管)上的灌水器,即滴头,将压力水以间断或连续的水流形式灌到作物根区附近土壤表面的灌水形式。

    地下滴灌(Subsurface drip irrigation, 简称SDI),将水直接施到地表下的作物根区,其流量与地表滴灌相接近,可有效减少地表蒸发,是目前为节水的一种灌水形式。

    微喷灌(Micro-spray 或micro jet 或mini sprinkler irrigation),是利用直接安装在毛管上,或与毛管连接的灌水器,即微喷头,将压力水以喷洒状的形式喷洒在作物根区附近的土壤表面的一种灌水形式,简称微喷。微喷灌还具有提高空气湿度,调节田间小气候的作用。但在某些情况下,例如草坪微喷灌,属于全面积灌溉,严格来讲,它不完全属于局部灌溉的范畴,而是一种小流量灌溉技术。

    涌泉灌(Bubbler irrigation),管道中的压力水通过灌水器,即涌水器,以小股水流或泉水的形式施到土壤表面的一种灌水形式。

    3组成

    典型的微灌系统通常由水源工程、首部枢纽、输配水管网和灌水器四部分组成。如图6-1所示。

    水源:江河、渠道、湖泊、水库、井、泉等均可作为微灌水源,但其水质需符合微灌要求。

    首部枢纽:包括水泵、动力机、肥料和化学药品注入设备、过滤设备、控制器、控制阀、进排气阀、压力流量量测仪表等。

    输配水管网:输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水按照要求输送分配到每个灌水单元和灌水器,输配水管网包括干、支管和毛管三级管道。毛管是微灌系统的末一级管道,其上安装或连接灌水器。

    灌水器:灌水器是直接施水的设备,其作用是消减压力,将水流变为水滴或细流或喷洒状施入土壤。

    4优缺点

    微灌可以非常方便低将水施灌到每一株植物附近的土壤,经常维持较低的水应力满足作物生长要求。微灌还具有以下诸多优点:

    1、 省水

    微灌按作物需水要求适时适量地灌水,仅湿润根区附近的土壤,因而显著减少了灌溉水损失;

    2、 省工

    微灌是管网供水,操作方便,劳动效率高,而且便于自动控制,因而可明显节省劳力;同时微灌是局部灌溉,大部分地表保持干燥,减少了杂草的生长,也就减少了用于除草的劳力和除草剂费用;肥料和药剂可通过微灌系统与灌溉水一起直接施到根系附近的土壤中,不需人工作业。

    3、 节能

    微灌灌水器的工作压力一般为50~150kPa,比喷灌低得多,又因微灌比地面灌省水,对提水灌溉来说意味着减少了能耗。

    4、 灌水均匀

    微灌系统能够做到有效地控制每个灌水器的出水流量,因而灌水均匀度高,一般可达85%以上。

    5、 增产

    微灌能适时适量地向作物根区供水供肥,为作物根系活动层土壤创造良好的水、热、气、养分环境,因而可实现高产稳产,提高产品质量。

    6、 对土壤和地形的适应性强

    微灌采用压力管道将水输送到每棵作物的根部附近,可以在任何复杂的地形条件下有效工作。

    但是,微灌系统投资一般要远高于地面灌;灌水器出口很小,易被水中的矿物质或有机物质堵塞,如果使用维护不当,会使整个系统无法正常工作,甚至报废。

    5发展

    各种微灌技术措施的共同特点是用塑料(或金属)低压管道,把流量很小的灌溉水送到作物附近,再通过体积很小的塑料(或金属)滴头或微喷头,把水滴在或喷洒在作物根区,或在作物顶部形成雨雾,也有通过较细的塑料管把水直接注入根部附近土壤。这类灌水方法与地面灌溉和喷灌比较,灌水的流量小,持续时间长,间隔时间短,土壤湿度变幅小。根据许多国家试验结果,微灌比喷灌可省水30%左右,比地面灌可省水75%左右。微灌采用的工作压力一般为50~150kPa,能量消耗较小。由于微灌可以使作物根区土壤始终处于有利于作物生长的水分状况,一般均可取得明显的增产效果。微灌还可以使土壤经常保持较高的含水量,所以还能用地面灌溉和喷灌不能使用的矿化度较高的水进行灌溉。雾灌除具有补充土壤水分作用外,还有提高空气湿度、降温、防霜冻等调节小气候的作用。

    用透水管进行滴灌试验,开始于20世纪20~30年代。60年代末和70年代初,得到较大规模的采用,但由于堵塞问题成为进一步发展滴灌的大障碍。滴灌对水质的要求很高,80年代初开始在滴灌管道上装上微喷头,形成微喷灌,减轻了堵塞问题。涌泉灌是将微灌系统上的微喷头或滴头去掉,代以一截短管,直接从管口涌水,对果树等进行局部灌溉,虽流量比微灌或滴灌要大,但能有效地防止堵塞问题。到80年代中期,全世界微灌面积虽仅有42万公顷,但已广泛用于灌溉果树、蔬菜、花卉、葡萄等作物,国际灌溉排水委员会还专门设立了微灌工作组。

    由于微灌每亩灌水定额可控制在5m左右,节水效果极其显著,虽然其技术的成熟程度尚不如喷灌,但已成为一种很有发展前途的节水灌溉方法。

    参考资料

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