摘要:現代農業(yè)生產中大量應用了農業(yè)新技術、新科技,在農業(yè)生產灌溉中,滴灌和微灌技術被廣泛地應用到全國各地各種農業(yè)生產活動中。滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。微灌是按照作物需求,通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器,將水和作物生長所需的養(yǎng)分以較小的流量,均勻、準確地直接輸送到作物根部附近土壤的一種灌水方法。
關鍵詞:農業(yè);生產;滴灌;微灌;對比
一、滴灌與微灌的定義
(一)滴灌是利用塑料管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前干旱缺水地區(qū)最有效的一種節(jié)水灌溉方式,水的利用率可達95%。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產效果,同時可以結合施肥,提高肥效一倍以上。可適用于果樹、蔬菜、經濟作物以及溫室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結垢和堵塞,因此應對水源進行嚴格的過濾處理。
(二)微灌是按照作物需求,通過管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器,將水和作物生長所需的養(yǎng)分以較小的流量,均勻、準確地直接輸送到作物根部附近土壤的一種灌水方法。與傳統(tǒng)的全面積濕潤的地面灌和噴灌相比,微灌只以較小的流量濕潤作物根區(qū)附近的部分土壤,因此,又稱為局部灌溉技術。
二、滴灌與微灌的優(yōu)缺點
(一)滴灌的優(yōu)缺點。滴灌具有以下幾個優(yōu)點:
1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。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。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,降低了生產成本。
2控制溫度和濕度。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),降低室內濕度等均具有明顯的效果。由于控制了室內空氣濕度和土壤濕度,可明顯減少病蟲害的發(fā)生,進而又可減少農藥的用量。
3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。
4改善品質、增產增效。由于應用滴灌減少了水肥、農藥的施用量以及病蟲害的發(fā)生,可明顯改善產品的品質??傊?,較之傳統(tǒng)灌溉方式,溫室或大棚等設施園藝采用滴灌后,可大大提高產品產量,提早上市時間,并減少了水肥、農藥的施用量和勞力等的成本投入,因此經濟效益和社會效益顯著。設施園藝滴灌技術適應了高產、高效、優(yōu)質的現代農業(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。
滴灌的缺點有以下幾點:
1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,一般均應經過過濾,必要時還需經過沉淀和化學處理。
2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。
3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。
(二)微灌的優(yōu)缺點
微灌可以非常方便將水施灌到每一株植物附近的土壤,經常維持較低的水應力滿足作物生長要求。微灌還具有以下諸多優(yōu)點:
1省水:微灌按作物需水要求適時適量地灌水,僅濕潤根區(qū)附近的土壤,因而顯著減少了灌溉水損失。
2省工:微灌是管網供水,操作方便,勞動效率高,而且便于自動控制,因而可明顯節(jié)省勞力;同時微灌是局部灌溉,大部分地表保持干燥,減少了雜草的生長,也就減少了用于除草的勞力和除草劑費用;肥料和藥劑可通過微灌系統(tǒng)與灌溉水一起直接施到根系附近的土壤中,不需人工作業(yè)。
3節(jié)能:微灌灌水器的工作壓力一般為50~150kPa,比噴灌低得多,又因微灌比地面灌省水,對提水灌溉來說意味著減少了能耗。
4灌水均勻:微灌系統(tǒng)能夠做到有效地控制每個灌水器的出水流量,因而灌水均勻度高,一般可達85%以上。
5增產:微灌能適時適量地向作物根區(qū)供水供肥,為作物根系活動層土壤創(chuàng)造良好的水、熱、氣、養(yǎng)分環(huán)境,因而可實現高產穩(wěn)產,提高產品質量。
6對土壤和地形的適應性強:微灌采用壓力管道將水輸送到每棵作物的根部附近,可以在任何復雜的地形條件下有效工作。
但是,微灌系統(tǒng)投資一般要遠高于地面灌;灌水器出口很小,易被水中的礦物質或有機物質堵塞,如果使用維護不當,會使整個系統(tǒng)無法正常工作,甚至報廢。
三、滴灌與微灌的分類及類型
(一)滴灌的分類及類型
1根據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。
2根據控制系統(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。
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預先編制的程序,而不是根據作物和土壤水分及氣象資料的反饋信息來控制的。
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反映作物需水的某些參數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。
(二)微灌的分類及類型
1地表滴灌是通過末級管道(稱為毛管)上的灌水器,即滴頭,將壓力水以間斷或連續(xù)的水流形式灌到作物根區(qū)附近土壤表面的灌水形式。
2地下滴灌是將水直接施到地表下的作物根區(qū),其流量與地表滴灌相接近,可有效減少地表蒸發(fā),是目前最為節(jié)水的一種灌水形式。
3微噴灌是利用直接安裝在毛管上,或與毛管連接的灌水器,即微噴頭,將壓力水以噴灑狀的形式噴灑在作物根區(qū)附近的土壤表面的一種灌水形式,簡稱微噴。
4涌泉灌管道中的壓力水通過灌水器,即涌水器,以小股水流或泉水的形式施到土壤表面的一種灌水形式。