节水灌溉(water-saving irrigation)以最低限度的用水量获得最大的产量或收益,也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。主要措施有:渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌和灌溉管理制度,就是指以较少的灌溉水量取得较好的生产效益和经济效益。节水灌溉的基本要求,就是要采取最有效的技术措施,使有限的灌溉水量创造最佳的生产效益和经济效益。
世界淡水资源日益紧缺,而人类对粮食的需求也不断上升,淡水资源已经成为农业发展和世界粮食供应的安全威胁。要破解耕地面积有限、淡水资源紧缺和世界粮食需求上涨之间的难题,发展节水灌溉成为关键。
节水灌溉是以最低限度的用水量获得最大的产量或收益,也就是最大限度地提高单位灌溉水量的农作物产量和产值的灌溉措施。当前世界各国节水灌溉的主要措施包括渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌等。
实行节水灌溉工程后,可以减少灌溉过程中劳动力配置,滴灌通过局部湿润灌溉,田间土壤疏松,通透气性良好,易溶性肥料、植物生长调节剂、内吸杀虫剂等可随水滴入,可减少中耕、施肥、喷药、锄草等的作业次数和劳动力投入,节省了大量的人力物力。
通过节水灌溉,农作物得到及时的灌溉,提高了灌溉保证率,能有效促进粮食增产增收,这也是节水灌溉工程的主要效益。此外,节水灌溉还能实现节水、节地、节电、等效益。
目前,欧美等农业发达国家在节水灌溉方面已经取得重大进展,节水灌溉的普及程度较高。在发达国家,喷灌技术、微灌技术、渠道防渗工程技术、管道输水灌溉技术等节水灌溉技术已经较为成熟,其中喷灌、滴灌又是最先进的节水灌溉技术,欧美发达国家60%-80%的灌溉面积采用喷灌、滴灌的灌溉方法,农业灌溉率约为70%以上。数据显示,目前,全世界的总耕地面积仅为15亿公顷,有灌排设施的耕地面积仅占27%,却生产出全世界55%的粮食,预计今后新增的粮食产量中80%至90%将来自有灌排设施的耕地。
大力普及节水灌溉技术,要十分重视农业节水措施的推广。这可采用水稻旱育稀植、抛秧、地膜覆盖、秸秆还田、深耕松土、中耕除草、镇压、耙耪、增施有机肥等措施,以提高土壤对天然降水的蓄集能力和保墒能力。施用化学保水制剂,引进和优选抗旱品种和调整作物种植结构等,也是行之有效的节水措施,在于旱缺水地区应大力推广普及。
节水灌溉应用的领域: 温室,无土栽培,大棚,绿化,园林,废水再利用等等
作物和绿地植被从种子萌发以及成长的全过程都需要水参与光合作用。但植株消耗的水分99%以上是用于叶面蒸腾和株间土壤蒸发,以调节作物体温、改善小气候和向植物体内输送养分。没有适量的水分供应,作物的生长发育就会受到抑制和损害。持续缺水,作物就会干旱致死。
为了改变靠天吃饭的被动局面,主动影响和控制作物生长,灌溉技术出现并逐步得到了发展。灌溉是利用人工设施,将符合质量标准的水,输送到农田、绿地等处,补充土壤水分,以改善植物的生长发育条件。中国是世界上发展农田灌溉最早的国家之一。秦汉之前对农田灌溉称为“浸”,到汉代有称“溉”或“灌”的,西汉时“灌浸”和“溉灌”、“灌溉”并用。唐以后习惯用“灌溉”一词,并沿用至今。
就农作物的不同生长阶段而言,灌溉主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等种类。就发展到现阶段的灌溉方式而言,主要又分为地面灌溉、浇灌、科学灌溉等。
膜下滴灌是通过可控管道系统供水,将加压的水经过过滤设施滤“清”后,和水溶性肥料充分融合,形成肥水溶液,进入输水干管-支管-毛管(铺设在地膜下方的灌溉带),再由毛管上的滴水器一滴一滴地均匀、定时、定量浸润作物根系发育区,供根系吸收。
1.灌溉用水最省滴灌仅湿润作物根系发育区,属局部灌溉形式,由于滴水强度小于土壤的入渗速度,因而不会形成径流使土壤板结。2.膜下滴灌滴水量很少,且能够使土壤中有限的水分循环于土壤与地膜之间,减少作物的棵间蒸发。覆盖地膜还能将较小的无效降雨变成有效降雨,提高自然降雨的利用率。3.增产效果明显膜下滴灌能适时适量地向作物根区供水供肥,调节棵间的温度和湿度;同时地膜覆盖昼夜温差变化时,膜内结露,能改善作物生长的微气候环境,从而为作物生长提供良好的条件,因而增产效果明显。4.投工费用很低膜下滴灌,由于植物行间无灌溉水分,因而杂草比全面积灌溉的土壤少,可减少除草投工。滴水灌溉,土壤不板结,可减少锄地次数。滴灌系统又不需平整土地和开沟打畦,可实行自动控制,大大降低田间灌水的劳动量和劳动强度。
膜上灌溉是一种用于地膜种植的灌溉方法。膜上灌能够将田面水经过放苗孔或专用渗水孔,只灌作物,属局部灌溉,减少了沟灌的田面蒸发和局部深层渗漏。据实验,膜上灌比沟灌节水25-30%,水的利用率可达80%以上。
①膜畦膜上灌:是在畦田覆膜种植作物。灌水时将水引入畦内,水在膜上流动并由放苗孔和膜缝渗入土中。灌水时,水通过放苗孔和增设孔渗入土壤,人膜流量为1~21/s,此种形式灌水均匀度高,节水效果好。②膜沟灌:膜孔沟灌和膜缝沟灌适合于瓜菜作物灌溉。分为膜缝沟灌和膜孔沟灌。膜缝沟灌:此种形式为膜孔灌的改进型。③细流膜上灌:它是在普通地膜种植下,利用第一次灌水前追肥之机,用专门机械将作物行间的地膜划开一条膜缝,再压成一个U形小沟,该法适合于1%以上的大坡度地区。④格田膜上灌:是将土地平整成网格形式的畦田,畦埂成三角形,高15~20cm,每块畦田可由零点几公顷到数公顷。畦田内要求平整。然后铺膜灌溉。此法适合于稻田膜上灌 。
膜上灌能够将田面水经过放苗孔或专用渗水孔,只灌作物,属局部灌溉,减少了沟灌的田面蒸发和局部深层渗漏。据实验,膜上灌比沟灌节水25-30%,水的利用率可达80%以上。在水资源匮乏的沟灌区改膜上灌,节水可达40-50%。如果膜上灌这种田面节水技巧与管道输水(水的利用率97%)配合灌溉,水综合利用率可达近90%。同时膜上灌与沟灌相比均匀度有很大提高,能够给作物供给较适宜的水分情况,有利于作物吸收且泥土不板结 [2] 。
微喷是利用折射式,施转式成辐射式微型喷头将水喷酒到作物枝叶等区域的灌水形式。微喷的工作压力低,流量小,既可以增加土壤水分,又能提高空气湿度,起到调节局部小气候的功效,应用面十分广泛。另外,还可以借助部分微喷头的超强雾化功能,用于扦插育苗、饲养场降温等场所。 微喷又称雾滴喷灌。近几年来,国内外在总结喷灌与滴灌的基础上,新近研制和发展起来的一种先进灌溉技术。
微喷技术比喷灌更为省水,由于雾滴细小,其适应性比喷灌更大,农作物从苗期到成长收获期全过程都适用。它利用低压水泵和管道系统输水,在低压水的作用下,通过特别设计的微型雾化喷头,把水喷射到空中,并散成细小雾滴,洒在作物枝叶上或树冠下地面的一种灌水方式,简称为微喷。微喷既可增加土壤水分,又可提高空气湿度,起到调节小气候的作用。