[科普中國]-滴灌

簡介

滴灌是按照作物需水要求，通過管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器，將水和作物需要的水分和養(yǎng)分一滴一滴，均勻而又緩慢地滴入作物根區(qū)土壤中的灌水方法。滴灌不破壞土壤結構，土壤內(nèi)部水、肥、氣、熱經(jīng)常保持適宜于作物生長的良好狀況，蒸發(fā)損失小，不產(chǎn)生地面徑流，幾乎沒有深層滲漏，是一種省水的灌水方式。滴灌的主要特點是灌水量小，灌水器每小時流量為2-12升，因此，一次灌水延續(xù)時間較長，灌水的周期短，可以做到小水勤灌；需要的工作壓力低，能夠較準確地控制灌水量，可減少無效的棵間蒸發(fā)，不會造成水的浪費；滴灌還能自動化管理1。

特點1．省水省工，增產(chǎn)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(fā)，故直接損耗于蒸發(fā)的水量最少；容易控制水量，不致產(chǎn)生地面徑流和土壤深層滲漏。故可以比噴灌節(jié)省水35—75%。對水源少和缺水的山區(qū)實現(xiàn)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，因而作物與雜草爭奪養(yǎng)分的干擾大為減輕，減少了除草用工。由于作物根區(qū)能夠保持著最佳供水狀態(tài)和供肥狀態(tài)，故能增產(chǎn)。

2．滴灌系統(tǒng)對管理人員的素質和農(nóng)田集約化種植的要求較高，造價相對傳統(tǒng)渠系灌溉要高，而且由于雜質、礦物質的沉淀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。為促進農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展，目前我國正全面大力推廣高效節(jié)水灌溉技術，發(fā)展前景廣闊。

優(yōu)點**節(jié)水、節(jié)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，又由于能做到適時地供應作物根區(qū)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，即把化肥溶解后灌注入灌溉系統(tǒng)，由于化肥同灌溉水結合在一起，肥料養(yǎng)分直接均勻地施到作物根系層，真正實現(xiàn)了水肥同步，大大提高了肥料的有效利用率，同時又因是小范圍局部控制，微量灌溉，水肥滲漏較少，故可節(jié)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(tǒng)僅通過閥門人工或自動控制，又結合了施肥，故又可明顯節(jié)省勞力投入，降低了生產(chǎn)成本。

控制溫度和濕度。傳統(tǒng)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(fā)量加大，室內(nèi)濕度太高，易導致蔬菜或花卉病蟲害發(fā)生。因滴灌屬于局部微灌，大部分土壤表面保持干燥，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(fā)，降低室內(nèi)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(qū)內(nèi)土壤能夠長時間保持在接近于最適合蔬菜、花卉等生長的濕度。由于控制了室內(nèi)空氣濕度和土壤濕度，可明顯減少病蟲害的發(fā)生，進而又可減少農(nóng)藥的用量。

**保持土壤結構。**在傳統(tǒng)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，會導致嚴重板結，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，并形成適宜的土壤水、肥、熱環(huán)境。

**改善品質、增產(chǎn)增效。**由于應用滴灌減少了水肥、農(nóng)藥的施用量以及病蟲害的發(fā)生，可明顯改善產(chǎn)品的品質?？傊^之傳統(tǒng)灌溉方式，溫室或大棚等設施園藝采用滴灌后，可大大提高產(chǎn)品產(chǎn)量，提早上市時間，并減少了水肥、農(nóng)藥的施用量和勞力等的成本投入，因此經(jīng)濟效益和社會效益顯著。設施園藝滴灌技術適應了高產(chǎn)、高效、優(yōu)質的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)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**易引起堵塞。**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(tǒng)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(jīng)過過濾，必要時還需經(jīng)過沉淀和化學處理。

**可能引起鹽分積累。**當在含鹽量高的土壤上進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，這時應繼續(xù)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咸水滴灌。

**可能限制根系的發(fā)展。**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)，應用滴灌時，應正確地布置灌水器。

分類根據(jù)不同的作物和種植類型，滴灌系統(tǒng)可分為固定式和半固定式兩類。

固定式滴灌系統(tǒng)是指全部管網(wǎng)安裝好后不再移動，適用于果樹、葡萄、瓜果、蔬菜等作物。

半固定式滴灌系統(tǒng)干、支管道為固定的，只有田間的毛管是移動的，一條毛管可控制數(shù)行作物，灌水時，灌完一行后再移至另一行進行灌溉，依次移動可灌數(shù)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(tǒng)適用于寬行蔬菜與瓜果等作物。

根據(jù)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，可以將滴灌系統(tǒng)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(tǒng)稱為地面固定式系統(tǒng)，現(xiàn)在絕大多數(shù)采用這類系統(tǒng)。應用在果園、溫室、大棚和少數(shù)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(tǒng)的優(yōu)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。

地下固定式將毛管和灌水器（主要是滴頭）全部埋入地下的系統(tǒng)稱為地下固定式系統(tǒng)，這是在近年來滴灌技術的不斷改進和提高，灌水器堵塞減少后才出現(xiàn)的，但應用面積不多。與地面固定式系統(tǒng)相比，它的優(yōu)點是免除了毛管在作物種植和收獲前后安裝和拆卸的工作，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(fā)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后由一個位置移向另一個位置進行灌溉的系統(tǒng)稱為移動式滴灌系統(tǒng)，此種系統(tǒng)應用也較少。與固定式系統(tǒng)相比，它提高了設備的利用率，降低了投資成本，常用于大田作物和灌溉次數(shù)較少的作物，但操作管理比較麻煩，管理運行費用較高，適合于干旱缺水、經(jīng)濟條件較差的地區(qū)使用。根據(jù)控制系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的優(yōu)點是成本較低，控制部分技術含量不高，便于使用和維護，很適合在我國廣大農(nóng)村推廣。不足之處是使用的方便性較差，不適宜控制大面積的灌溉。

全自動控制系統(tǒng)不需要人直接參與，通過預先編制好的控制程序和根據(jù)反映作物需水的某些參數(shù)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。人的作用只是調(diào)整控制程序和檢修控制設備。這種系統(tǒng)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(tǒng)中在灌溉區(qū)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(jù)預先編制的程序，而不是根據(jù)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(tǒng)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(tǒng)主要由首部樞紐、管路和滴頭三部分組成，圖一1為滴灌系統(tǒng)示意圖。

1．首部樞紐：包括水泵(及動力機)、施肥罐、過濾器、控制與測量儀表等。其作用是 抽水、施肥、過濾，以一定的壓力將一定數(shù)量的水送入干管。

2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的調(diào)節(jié)設備(如壓力表、閘閥、流量調(diào)節(jié)器 等)。其作用是將加壓水均勻地輸送到滴頭。

3．滴頭：其作用是使水流經(jīng)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入土壤中。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，然后固定好，利用倒虹吸原理，將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后堵好，然后把每條毛管按2米間距放在作物附近，每行作物待灌水適宜后再移到另一行灌溉。

這種簡易滴灌是適宜大棚種植和山地、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著的優(yōu)點：一是水的利用率高，可達到90%，比噴灌節(jié)約用水50%-60%。二是蓄水工程簡單，只需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(qū)挖個水池，在里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(fā)現(xiàn)局部孔眼堵塞，可立即扎孔解決。

注意事項一.是滴灌的管道和滴頭容易堵塞，對水質要求較高，所以必須安裝過濾器；

二.是滴灌投資較高，要考慮作物的經(jīng)濟效益；

三.是滴灌不能調(diào)節(jié)田間小氣候，不適宜結凍期灌溉，在蔬菜灌溉中不能利用滴灌系統(tǒng)追施糞肥。

四.滴灌系統(tǒng)易于光伏提水系統(tǒng)相結合，完成一個節(jié)水灌溉系統(tǒng)，可以節(jié)水節(jié)電節(jié)能源。光伏提水系統(tǒng)可以在 無市電的偏遠地區(qū)供電，為進入滴灌系統(tǒng)的前期做好鋪墊。