微灌工程中所用的设备一般包括灌水器、各级输配水管道和管件、各种控制和量测设备、过滤器、施用(药)装置和水泵电机等。我们将介绍微灌设备的类型、结构、工作原理及其使用和维护,以及微灌系统白规划、设计、施工、安装及操作。
微灌是一种根据作物的需水要求,对灌溉水进行处理后,通过低压管道系统与安装在末级管道上的特殊灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流均匀准确地输送到作物根部附近的土壤表面或土层中去的新型灌水方法。其特点是:灌水流量小,水的利用率高;工作压力低,节省能源;灌水均匀度高;对土壤利地形的适应能力较强;可结合灌水施肥、施药;增产效果明显。微灌系统是由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器等四部分组成,按水的出流方式的不同,微灌系统可以分为滴灌、微喷灌、脉冲式微灌、小管出清灌溉和渗灌等五种形式。
喷水式:压力水流经过喷水式灌水器的流道以喷洒的方式向土壤灌水。根据喷洒方式的不同又可分为扩射式和射流旋转式两种,其中折射式有: WP2–30-100型全圆雾化喷头、WP1单向喷头、WP2型双向喷头等,射流旋转式喷头有: WPX6-150型旋转微喷头。
内镶式:滴头经注塑成型后,生产微管的同时就把它镶嵌在毛管内,使滴头与毛管成为一个整体,用特殊工艺打孔形成出水流口。内镶式滴灌管就是这种类型。
以色列节水灌溉技术的发明,不仅创造了沙漠奇迹,更使得以色列的农业生产技术闻名世界。由于中国西部地区干旱,水资源匮乏,以色列的节水灌溉在中国也有着很大的前景和市场。
我国十二五规划中明确,国家将大力投资水利建设,将在全国建设上百个节水农业示范区,新增节水农业技术推广面积1亿亩,灌溉水和自然降水生产效率将提高10%。目前,节水灌溉主要有滴灌、喷灌、微喷灌、膜下灌和渗灌等四种。
(1)滴灌
滴灌就是按照作物需水要求,通过低压管道系统与特制灌水器,将水和作物生长所需养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中。同时,滴灌可以与施肥结合,利用施肥器将可溶性的肥料随水施入作物根区,及时补充作物所需水分和养分,具有良好的增产效果。
滴灌的主要设备有:滴灌管、滴头、过滤器、施肥装置、管道和连接管件、控制及计量装置。
滴灌技术的优点是:滴灌比喷灌节水33%,比畦灌节水81.6%,与漫灌相比,可增产30%左右;节水、节能、省力,土壤不易板结,抑制杂草生长;施肥、浇水等一次完成:提高作物产量和品质等。
缺点是容易引起堵塞,可能引起盐分积累和限制根系的发展。
(2)喷灌
喷灌是将压力的水通过装有喷头的管道喷射到空中形成水滴,洒到田间的灌水方法。这种灌溉方法不仅比传统的地面灌溉节水40%左右,还有保土、保水、保肥、省工和改善田间小气候等优点。
喷灌配用喷灌节水设备,使用移动式和指针式,更加能提高水资源的利用率。
(3)微喷
微喷是通过低压管道系统,以小流量将水喷洒到土壤表面进行灌溉的方式。微喷灌系统分为固定式和移动式两种,是介于喷灌、滴灌之间的一种节水灌溉技术,它比喷灌需要的水压力小,雾化程度高,喷洒均匀,需水量少。喷头也不像滴灌那样易堵塞,但出水量较少。
(4)膜下灌溉
膜下灌溉是一种在膜下面滴灌进行浇灌的技术。这个技术的特点是设备简单、安装使用方便、省水省工、土壤不易板结。常用砾石混凝土管、塑料管等作为渗水管,管壁有一定的孔隙面积,使水流通过渗入土壤。它比地面灌溉更省水省地,但因造价高、易堵塞和不易检修等原因,所以发展较慢。
(5)渗灌
渗灌是利用埋于地表下开有小孔的多孔管或微孔管道,使灌溉均匀而缓慢地渗入作物根区地下土壤,借助毛管力作用湿润土壤的一种方法。这项技术的特点是节水、节能、便于中耕;不破坏土壤结构;利于防止杂草和病虫发生。
在以色列,节水灌溉技术遍及各个角落。从农田、果园,到城市林荫道,乃至居民阳台上的花盆或一棵树都铺设有滴灌设施,温室种植90%采用滴灌,主要用于高附加值的蔬菜、水果、花卉等作物,最高水资源利用率达到95%。因此,对于我国来说,要保证粮食安全,在西部干旱地区使用节水灌溉技术,是非常可行且必要的。
现在农村发展加速,很大程度上已经改善了靠天吃饭的问题,干旱的时候可以抽井水灌溉,一样能保证有一个丰收年。可许多的农村并不适合打井,想解决干旱问题只能靠科技手段。
下雨存水
在农村都会看到许多的蓄水池,在干旱的时候这种古老的手段依然有效。这些蓄水池能把村子里的雨水集中起来,也减少了农村的房屋受到雨水的侵害。在干旱的时候这些雨水不但可以保证日常饮用,也可以抽出来灌溉庄稼。
秸秆还田
在农村现在秸秆还田特别普遍,粉碎的秸秆也是很好的肥料。还田的秸秆会使得土壤变的松软,更适合植物生长,而且秸秆还田使得土壤储水能力强,就像增加了一层天然的膜。唯一不足的就是,秸秆还田后会使一些虫卵也顺带埋在了土壤里面。
滴灌和喷灌
农村常用的灌溉方法就是漫灌,但这样会浪费大量的水资源。滴灌和滴灌是一种不错的方法,但是成本比较高,需要专业的设备,适合大型农场,普通种地使用这个不合算,而且滴灌要避免滴灌的管道堵塞。
渗灌
在农村渗灌技术已经普遍,果园用的比较多,老家现在许多人利用这样的技术,还能省下不少钱。渗灌只要预设好管道就成,而且也方便养料给农作物输送。这样的办法也非常的节约水,能有效的让农作物吸收水资源。
现在农村发展快,各种新技术手段也逐渐应用,每年都是丰收年,即使遇到干旱也能种出好庄稼。
1、喷灌与微喷灌。喷灌较适用于平地果园,北、南方果园均可。可求购成套设备和专门技术,投资较大。微喷灌是喷灌技术的改进设备包括水源(含水泵和机房)、过滤系统、自动化控制区(主要是自动化灌溉仪和电动阀)、灌溉区(包括支管、毛管和喷头),可求购专用设备和技术
2.滴灌。果树灌溉最常用的为小管出流,具有以下优点:
(1)节能、堵塞问题小、水质净化处理简单。小管灌水器的流道直径比滴灌灌水器的流道或孔口的直径大得多,而且采用大流量出流,解决了滴灌系统灌水器易于堵塞的难题。
(2)施肥方便。果树施肥时,可将化肥液注入管道内随灌溉水进入作物根区土壤中,也可把肥料均匀地撒于渗沟内溶解,随水进入土壤。特别是施有机肥时,可将各种有机肥理入渗水沟下的土壤中,在适宜的水、热、气条件下熟化,充分发挥肥效,解决了滴灌不能施有机肥的问题。
(3)省水。小管出流灌溉是一种局部灌溉技术,只湿润渗水沟两侧作物根系活动层的部分土壤,水的利用率高,而且是管网输配水,没有输渗漏损失。据北京海淀区试验,可比地面灌溉节约用水60%以上。
(4)适应性强。对各种地形、土壤、各种果树等均可适用。
3.注意事项
(1)控制灌水时间。应在果树未受到缺水影响以前灌水,而不要等到果树已从形态上显露出缺水、果实出现皱缩、发生卷曲等再灌溉。根据果树在生长期内各个时期的需水要求及当时的土壤含水量进行灌水。
(2)控制灌水量。果树需要水分,但并不是水分越多越好,有时果树适度的缺水还能促进果树根系深扎,提高其抵御后期干旱的能力,抑制果树的枝叶生长,减少剪枝量,并使果树尽早进入花芽分化阶段,使果树早结果,提高果品的含糖量及品质等。果树的灌水量依果树的种类、品种和砧木特性、树龄大小以及土质、气候条件而有所不同。耐旱树种,如枣树、板栗及砧木等对水分要求较低的树种,灌水量可以小一些;耐旱性较差的树种,如葡萄、苹果、梨等,灌水量应大一些。