淺析畦灌法的應(yīng)用

許鵬

（陜西省寶雞峽工程局 陜西 寶雞 721001）

1 引言

地面灌溉方式目前占到我國灌溉面積的95%以上，是目前應(yīng)用最廣泛的農(nóng)田灌溉方式。畦灌法作為地面灌溉方式的一種，有著易于操作、節(jié)水、節(jié)能、省工等優(yōu)點(diǎn)，是目前我國西北地區(qū)采取的主要灌溉方式之一。之所以稱其為畦灌法，是因?yàn)楣喔惹靶枰獙⒐喔忍飰K用畦埂分割成一個(gè)個(gè)長方形的灌水畦。灌溉時(shí)，灌溉水源從畦田短邊較高一側(cè)引入，使灌溉水源在畦田表面形成一個(gè)薄水層，沿畦長方向逐漸灌滿整個(gè)灌水畦。在灌溉水源沿畦長方向推進(jìn)的過程中，依靠水的重力作用和土壤的毛孔吸力，水源逐漸下滲，逐漸濕潤灌溉畦塊。在進(jìn)行各種作物的播前儲(chǔ)水灌溉時(shí)常用畦灌法，用以加大灌溉水向土壤中下滲的水量，使土壤中儲(chǔ)存更多的水分。

近年來，國家十分重視土地平整方面的工作，再加上一些先進(jìn)技術(shù)如基于激光平地技術(shù)的應(yīng)用，為開展畦灌灌水方式提供了便利的前提條件，畦灌法將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用市場和前景。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)區(qū)概況

本試驗(yàn)選址陜西中部地區(qū)關(guān)中平原楊凌高新農(nóng)業(yè)示范區(qū)多年耕作的肥力相同的田塊進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)屬溫帶半濕潤氣候，多年平均降水量637.6 mm，平均氣溫12.9℃，年溫差27.3℃。供試土壤為中壤土，土壤容重1.34g/cm3，田間持水量為23.4%（重量含水量）。試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)土質(zhì)基本均勻，試驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)土地進(jìn)行平整，使坡度均勻，坡度方向?yàn)檠仄栝L自北向南傾斜，沿畦長方向?qū)崪y坡度為1/1000～2/1000。試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)種植作物為夏玉米，種植行距為60 cm，株距30 cm，考慮到便于觀察試驗(yàn)現(xiàn)象，方便試驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集，本試驗(yàn)選擇在土壤覆蓋率低的夏玉米苗期進(jìn)行。

2.2 畦田設(shè)計(jì)

參考相關(guān)文獻(xiàn)并根據(jù)楊凌區(qū)當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣調(diào)查結(jié)果，最終設(shè)定本試驗(yàn)小區(qū)各灌水畦畦長的三個(gè)試驗(yàn)水平，即30m、50m、70m；根據(jù)玉米種植行距的要求，畦寬同樣設(shè)定三個(gè)試驗(yàn)水平，即2.1m、3.3m、4.5m。本試驗(yàn)共設(shè)9個(gè)不同處理，重復(fù)一次，共計(jì)18個(gè)灌水畦。為防止各畦之間側(cè)滲，畦間及畦尾均設(shè)置防滲板防滲。參照當(dāng)?shù)仄韫≡O(shè)計(jì)習(xí)慣，畦埂寬度設(shè)為20cm。水源為淺層地下水，灌水選用小型潛水泵，水泵流量10L/s，灌水水量由水表計(jì)量。

2.3 灌水定額設(shè)計(jì)

實(shí)測各畦平均土壤容重1.34g/cm3，計(jì)劃濕潤層取60cm，濕潤層土壤水分達(dá)田間持水量的60%開始灌水，灌水上限為田間持水量。由此我們可得灌水定額為：

式中：S——計(jì)劃灌水量；

β1——灌前土壤含水量；

β2——灌后土壤含水量；

γ——土壤容重；

R——計(jì)劃濕潤層深度。

由公式（1）計(jì)算得出，本試驗(yàn)的設(shè)計(jì)灌水定額為780m3/hm2。

2.4 測定方法設(shè)計(jì)

在各灌水畦內(nèi)沿畦長方向每10m設(shè)一個(gè)取樣點(diǎn)，測定土壤含水量，取樣深度為計(jì)劃濕潤層深度，即60cm。土壤含水量用烘干法測定，測定時(shí)間為灌水前一天和灌水后三天。水流推進(jìn)和消退過程觀測點(diǎn)的設(shè)定同樣為沿畦長方向每10m設(shè)一個(gè)觀測點(diǎn)。對(duì)于畦寬4.5m的灌水畦，布設(shè)兩條平行的觀測線。試驗(yàn)參照當(dāng)?shù)毓嗨?xí)慣，具體試驗(yàn)布置見表1。

3 試驗(yàn)分析

3.1 水流推進(jìn)分析

根據(jù)田間試驗(yàn)實(shí)測，當(dāng)流量一定時(shí)，畦田濕潤鋒推進(jìn)速度隨畦寬的增大而降低，即單寬流量大的畦田，濕潤鋒推進(jìn)速度快；當(dāng)單寬流量一定時(shí)，畦田濕潤鋒推進(jìn)速度隨畦田坡度的增大而加快。

3.2 灌水質(zhì)量分析

評(píng)價(jià)一種灌水方法或一個(gè)灌溉工程最重要的指標(biāo)之一就是灌水均勻度，灌水均勻度好的田塊，作物能較好的生長，產(chǎn)量就高。顯然，如果能保證畦田上灌溉水層的滯留時(shí)間相等，即各點(diǎn)的土壤入滲時(shí)間相等，則灌水均勻度就好。經(jīng)實(shí)測，畦長50m，畦寬2.1m，坡度1.5‰的畦田灌水均勻度達(dá)到0.91，為整個(gè)試驗(yàn)畦塊的最高值；灌水均勻度最低的為畦長70m，畦寬4.5m，坡度2‰的畦田，其灌水均勻度為0.72。由此我們可以得出，在本組試驗(yàn)的9個(gè)處理當(dāng)中，統(tǒng)一采用九成改水成數(shù)的條件下，灌水效果最好的畦田規(guī)格為：畦長50m，畦寬2.1m，畦田坡度1.5‰。

表1 畦灌田間試驗(yàn)布置表

4 結(jié)論與討論

4.1 畦田布置

畦田布置應(yīng)主要依據(jù)地形條件，并結(jié)合考慮耕作方向，應(yīng)保證畦田沿長邊方向有一定的坡度。一般適宜的畦田坡度為1.5‰左右，坡度過大，容易引起土壤沖刷；坡度過小，濕潤鋒在畦田內(nèi)推進(jìn)緩慢，容易造成深層滲漏，不利于畦田節(jié)水。

4.2 畦田規(guī)格

畦田規(guī)格主要是指畦田的畦長、畦寬和畦埂的設(shè)置。

（1）畦田畦長的確定應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)氐匦危C合考慮畦田縱向坡度、土壤透水性能、土地平整情況、土壤質(zhì)地、種植習(xí)慣等因素，并結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)技術(shù)條件合理設(shè)計(jì)。合理確定畦長主要是為了提高灌水均勻度，便于種植、管理和采收以及農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用。如畦田土質(zhì)為粘性土質(zhì)，透水性較弱的畦田，畦田設(shè)計(jì)要長，以便延長灌水入滲時(shí)間，保證灌水均勻。又如畦田縱向坡度較大、透水性較好的田塊，畦長設(shè)計(jì)要短，以達(dá)到節(jié)水的目的。對(duì)于北方自流灌區(qū)，傳統(tǒng)畦灌法畦長設(shè)計(jì)相對(duì)較長，一般為50m～100m。在提水灌區(qū)和井灌區(qū)，畦長應(yīng)短一些。提水灌區(qū)畦長一般為30m～80m為宜，井灌區(qū)的畦長則以10m～50m為宜。

（2）畦寬主要取決于畦田的橫向坡度、土壤性質(zhì)和農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，以及農(nóng)機(jī)具的寬度。通常，畦寬多按當(dāng)?shù)剞r(nóng)機(jī)具寬度的整數(shù)倍數(shù)確定，一般為2m～4m。傳統(tǒng)畦灌法的畦寬一般都要求最寬不要超過5m，每公頃以約75～150個(gè)畦田為宜。在水源流量小時(shí)或井灌區(qū)，為了迅速在整個(gè)畦田上形成流動(dòng)的薄水層，一般畦寬較小，多為0.8m～1.5m；菜田可以適當(dāng)再縮小，可為0.5m～1m。為灌水均勻，要求畦田無橫向坡度，以免水流集中，沖刷畦田田面土壤。

（3）畦田田埂的設(shè)計(jì)也是畦田設(shè)計(jì)的重要部分，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要為便于操作、不跑漏水、少占耕地。實(shí)際操作過程中，畦田田埂往往設(shè)計(jì)成梯形斷面，也有少部分為三角形斷面。對(duì)于梯形斷面的畦埂，底寬一般為40cm左右，頂寬25cm左右，畦埂高20cm～25cm。田間畦埂一般為臨時(shí)性的，修筑時(shí)應(yīng)考慮結(jié)合播種與整地便利。對(duì)于像冬小麥等密植作物，畦埂上亦可播種。為防止畦埂跑水漏水，畦田鄰近田間道路的畦埂可適當(dāng)加高且最好修筑成固定畦埂。

4.3 優(yōu)先推廣小畦灌

將耕作田塊改為畦塊較小的畦塊，也稱為小畦灌技術(shù)。小畦灌主要是指畦田“三改”灌水技術(shù)，也就是長畦改短畦，寬畦改窄畦，大畦改小畦。小畦灌畦田的規(guī)格可根據(jù)灌區(qū)的性質(zhì)，分別考慮。通常，對(duì)于機(jī)井灌區(qū)，畦寬按1m～2m布設(shè)為宜；對(duì)于自流灌區(qū)可適當(dāng)加大畦寬到2m～3m。對(duì)于機(jī)井灌區(qū)，畦長以30m左右布設(shè)為宜；對(duì)于自流灌區(qū)，畦長可加大至50m～80m。

5 結(jié)語

推廣畦灌法的原因主要是它有如下優(yōu)點(diǎn)：①節(jié)約水量，易于實(shí)現(xiàn)小定額灌水。因?yàn)樘飰K越長，水流的入滲時(shí)間越長，而灌水量也就越大。所以，田塊相對(duì)較短的畦田灌溉方法能減少灌水定額，達(dá)到節(jié)水的目的。②灌水均勻，澆地質(zhì)量高。由于畦塊小，水流比較集中，水量易于控制，入滲比較均勻。③預(yù)防土壤鹽漬化。畦灌法較之傳統(tǒng)大水漫灌大大提高了田間水的利用效率，可有效減少深層滲漏，從而防止地下水位因滲漏而提升水位，預(yù)防土壤鹽漬化災(zāi)害的發(fā)生。④入畦流量較小，減少土壤水分淋失，減輕土壤沖刷。畦灌法入畦流量相對(duì)較小，減輕了土壤沖刷，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，土壤不易板結(jié)，減少了土壤養(yǎng)分的淋失，保水保肥，有利于作物增產(chǎn)增收。陜西水利