节水灌溉(农业术语)

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。

节水灌溉——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。

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。

地面灌溉是最传统的灌溉方式,包括沟灌和畦灌等。这种方式灌水不均匀,蒸发量大,容易表层土壤的团粒结构,形成板层,影响土壤中好气微生物的分解作用。这种方式是浇地而不是浇作物。但由于田间工程设施简单,不需要能源,仍然被广泛采用。

浇灌一般是用皮管或洒水车浇水,是中国园林养护、蔬菜苗木种植等领域使用最多的灌溉方式。相对漫灌而言比较容易控制,但仍然具有费水、费人工、低效率等缺点。

方式

科学灌溉是专业灌溉企业一直着力推广的灌溉方式,包括滴灌、微喷、渗灌、喷灌等现代化的灌溉方式。需要根据相应植物的需水特性、生育阶段、气候、土壤条件等做合理设计,制定相应的灌溉制度,适时、适量,合理灌溉。

该类方式可以做到局部精确灌溉,除了用于补充土壤水分满足植物生长需要外,还可将肥料、农药溶解在水中,结合注肥泵等现代化的施肥装置进行施肥打药作业。还可避免土壤盐碱化,对已经出现盐碱化的土壤,可利用灌溉冲洗土壤中的可溶盐分,以改良土壤。此外科学灌溉方式还可起到预防果树蔬菜霜冻和预防干热风危害,以及防止土壤风蚀等作用。

渠道输水是中国农田灌溉的主要输水方式。传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4—0.5,差的仅0.3左右,也就是说,大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后,一般可使渠系水利用系数提高到0.6—0.85,比原来的土渠提高50%—70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点,是当前中国节水灌溉的主要措施之一。

根据所使用的材料,渠道防渗可分为:①三合土护面防渗;②砌石(卵石、块石、片石)防渗;③混凝土防渗;④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)等。

管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉,以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。发达国家的灌溉输水已大量采用管道。中国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(软)管及金属管等。管道输水与渠道输水相比,具有输水迅速、节水、省地、增产等优点,其效益为:水的利用系数可提高到0.95;节电20%—30%;省地2%—3%;增产幅度10%。如采用低压塑料管道输水,不计水源工程建设投资(以下同),亩投资为100元—150元。

在有条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是,管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失,而要真正做到高效用水,还应配套喷、滴灌等田间节水措施。尚无力配套喷、滴灌设备的地方,对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求,以避免造成浪费。

喷灌是利用管道将有压水送到灌溉地段,并通过喷头分散成细小水滴,均匀地喷洒到田间,对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式,在很多发达国家已广泛采用。

喷灌的主要优点如下:⑴节水效果显著,水的利用率可达90%。一般情况下,喷灌与地面灌溉相比,1立方米水可以当2立方米水用。⑵作物增产幅度大,一般可达20%—40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂,增加了15%—20%的播种面积;灌水均匀,土壤不板结,有利于抢季节、保全苗;改善了田间小气候和农业生态环境。⑶大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。⑷减少了农民用于灌水的费用和投劳,增加了农民收入。⑸有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。⑹避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。常用的喷灌有管道式、平移式、中心支轴式、卷盘式和轻小型机组式。

移动管道式喷灌通常将输水干管固定埋设在地下,田间支管和喷头可拆装搬移、周转使用,因而降低了投资。北京市顺义县全县数万亩粮田均采用这种灌溉形式。10多年来的实践证明:移动式管道喷灌除了具有一般喷灌省水、增产、省工、减轻农民负担和有利于农业机械化、产业化、现代化等优点以外,还具有设备简单、操作简便、投资低、对田块大小和形状适应性强、一户或联户均可使用等优点,是较适合中国国情、可以大力推广的一种微型喷灌形式,可适用于大田作物、蔬菜等,亩投资为200元一250元。

固定管道式喷灌是将管道、喷头安装在田间固定不动, 其灌溉效率高,管理简便,适用于蔬菜、果树以及经济作物灌溉。但是投资较高(亩投资一般在1000元左右),不利于机械化耕作。

中心支轴式与平移式大型喷灌机, 只能在预定范围内行走,行走区域内不能有高大障碍物,土地要求较平整。其机械化和自动化程度高,适用于大型农场或规模经营程度较高的农田。使用国产设备,每亩投资为300元-400元。

绞盘式喷灌机, 靠管内动水压力驱动行走作业, 与中心支轴式及平移式的大型喷灌机相比,具有机动灵活、适应大小田块、亩设备投资低等优点。进口设备每亩投资为50元左右, 设备国产化后可进一步降低投资, 这是一种适合中国国情、有发展前景的喷灌形式, 可适用于大田作物、蔬菜等。绞盘式喷灌机有喷枪式和折架式两种, 后者具有雾化好、耗能低的优点。轻小型机组式喷灌,可以手抬或装在手推车或拖拉机上,具有机动灵活、适应性强、价格较低等优点,通常用于较小地块的抗旱喷灌。每亩投资为100元-200元。

微喷是新发展起来的一种喷灌形式,微喷又分为吊挂微喷、地插微喷。特别适合农业温室大棚内投入使用,它比一般喷灌更省水,更均匀的喷洒于作物上.它是通过PE塑料管道输水,通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。更可以扩充成自动控制系统.同时结合施用化肥,提高肥效。一个标准大棚微喷系统设备投资一般在800元左右。

滴灌是利用塑料管道将水通过直径约16mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式,其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果,同时可以结合施肥,提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞,因此应对水源进行严格的过滤处理。国产设备已基本过关,有条件的地区应积极发展滴灌。

按管道的固定程度, 滴灌可分固定式、半固定式和移动式三种类型。固定式滴灌,其各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的。其优点是操作简便、省工、省时, 灌水效果好。国产设备亩投资约为700元(果树)-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌, 其干、支管固定, 毛管由人工移动。亩投资为500元-700元。移动式滴灌,其干、支、毛管均由人工移动,设备简单,较半固定式滴灌节省投资,但用工较多。亩投资为2元一500元。

结合中国劳动力多、资金缺乏的具体情况而研究开发的半固定式、移动式滴灌系统,大大降低了工程造价,为滴灌在大田作物和经济欠发达地区推广应用创造了条件。

储水滴灌, 是通过雨水集流或引用其它地表径流到水窖(或其它微型蓄水工程)内, 或利用储水罐蓄水作为小型移动水源,再配上滴灌以解决干旱缺水地区的农田灌溉问题。它具有结构简单、造价低、家家户户都能采用的特点。对于旱贫困山区实现每人有半亩到一亩旱涝保收农田,解决温饱问题和发展庭院经济有重要作用,应在干旱和缺水山区大力推广。

地下滴灌,是把滴灌管埋入地下作物根系活动层内,灌溉水通过微孔渗入土壤供作物吸收。有的地方在塑料管上隔一定距离钻一个小孔,埋入地下植物根部附近进行灌溉,群众俗称“渗灌”。地下滴灌具有蒸发损失少、省水、省电、省肥、省工和增产效益显著等优点,果树、棉花、粮食作物等均可采用。其缺点是2,当管道间距较大时灌水不够均匀,在土壤渗透性很大或地面坡度较陡的地方不宜使用。亩投资为400元-1000元。其效益为:节水50%-60%;省电40%-50%;增产30%左右。

用地膜覆盖田间的垄沟底部,引入的灌溉水从地膜上面流过,并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉,这种方法称作膜上灌,在新疆等地已大面积推广。采用膜上灌,深层渗漏和蒸发损失少,节水显著,在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用,并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地区可将滴灌管放在膜下,或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉,这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点,又具有地膜覆盖的优点,节水增产效果更好。

在我国水资源较匮乏地区可将滴灌管放在膜下,或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉,这称作膜下滴灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点(提高水的利用率),又具有地膜覆盖的优点(提高积温),尤其在北方节水增产效果更好。

根据水稻不同生育期对水分的不同需求进行“薄、浅、湿、晒”的控制灌溉,既节约用水,又有利于农作物生长,改变了以往水稻大水漫灌、串灌的旧习惯。它不需增加工程投资,只要按照节水灌溉制度灌水即可。“薄、浅、湿、晒”(薄水插秧、浅水育秧、分蘖前期湿润、分蘖后期晒田)、“旱育稀植”(旱育旱栽,稀植,适当补水)等技术均属这一范畴,近年已在广西、吉林等10多个省、自治区大面积推广。一般每亩可节水100m3,增产稻谷25kg,效益显著。水稻节水灌溉技术已获国家科技进步一等奖,应在水稻区大力推广。

江苏、上海、浙江等经济条件好的地区采用铺设暗管系统进行控制灌溉和田间排水,有利于节水、节肥和作物生长,为实现高产、高效、优质农业创造了有利的条件。

在一些水源短缺的地方,春播时常因春旱出不了苗或出苗不齐。为保全苗,采用机械或畜力用水箱、水袋拉水,在播种时进行点灌,以解春旱,俗称“坐水种”。这种方法投资少、简单易行,是有效的节水增产方式。播种时每亩用水量仅5m3;-10m3;,丰水年可增产10%-15%,干旱年可增产60%-70%。坐水种在黑龙江、吉林等地广为采用,凡条件适合的地方应积极推广。

通过平整土地,改进灌水沟畦规格(如大畦改小畦, 长沟改短沟)等综合措施,使灌水均匀,以达到节水的目的。

根据作物需水要求,适时适量地灌水,用先进的科学技术手段对土壤墒情和灌区输配水系统的水情进行监测、数据采集和计算机处理,可以科学有效地控制土壤水分含量,进行合理调度,做到计划用水、优化配水,以达到既节水又增产的目的。同时,要重视和加强节水管理,改变农业用水水价过低、不利于节水的状况,实行按成本收费、超计划用水加价等政策。要建立健全节水管理组织和技术推广服务体系,完善节水管理规章制度。

科学灌溉可有效保持土壤中水、肥、气、热等各相的良好状态,具有省水、省工、节能、节肥、增产增收等诸多优点,正逐步被大家认可和使用,但由于资金和认识上的欠缺,还有很多工作需要业内同行努力去做。

近代以来,随着人口数量急剧增加、经济日益发达,突出的水资源供需矛盾同样反应到了世界范围的灌溉事业上。此外,还存在着进一步降低建设和运行成本,提高灌溉效益,防止灌溉土地盐碱化、沼泽化等问题。在中国蔬菜之乡山东寿光就出现了土壤严重盐碱化额问题。

另一方面,很多节水灌溉项目存在只管建不管用的严重问题,许多国家已把灌溉发展的重点从开发新灌区向改建旧灌区和加强灌溉管理等方面转移。

在吸取现代科学技术成就的基础上,灌溉技术将向着节水节能、优化调度、现代化的管理与监测预报等方向发展。在中国水资源严重短缺的西北、华北和东北部分地区,推行节水灌溉,建立节水型农业,已成为当务之急。在华东、华南等区域日益兴旺的现代设施农业、园艺及园林建设中,同样需要发展科学灌溉方式。

我国的节水灌溉技术发展呈现以下趋势:

(1)喷灌技术仍为大田农作物机械化节水灌溉的主要技术,其研究方向是进一步节能及综合利用。不同喷灌机型有各自的优缺点,要因地制宜综合考虑。绞盘式喷灌机及管道移动式喷灌比较适合我国国情。

(2)地下灌溉已被世人公认是一种最有发展前景的高效节水灌溉技术。尽管还存在一些问题,应用推广速度 较慢,但随着关键技术的解决,今后将会得到一定的发展。

(3)地面灌溉仍是当今世界占主导地位的灌水技术。随着高效田间灌水技术的成熟,输配水有低压管道化方向发展的趋势。

(4)农业高效节水灌溉技术管理水平越来越高。应用专家系统、计算机网络技术、控制技术资源数据库、模拟模型等技术的集成,达到时,空、量、质上的精确灌水,是今后攻关的重点。

(5)节水综合技术的开发利用,是提高水分利用率和水分利用效率的重要途径,也是今后节水灌溉发展的方向。

(6)节水灌溉新技术:

滴灌、膜下滴灌、中心支轴式喷灌、平移式喷灌、微喷灌等都是灌溉水利用系数较高的灌溉形式,其中滴灌、膜下滴灌在我国部分地区技术已成型。

据预测,到2050年,世界总人口将由70亿人增加到90亿人,人类对粮食的需求将在当前的水平上再增长70%至100%。

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。

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,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。

相关词汇

渠道防渗
喷灌
微灌
水稻旱育稀植
抛秧
地膜覆盖
秸秆还田
中耕除草
无土栽培
种子萌发
土壤蒸发
土壤水分
灌浸
溉灌
地面灌溉
科学灌溉
沟灌
畦灌
团粒结构
分解作用
田间工程
漫灌
科学灌溉
滴灌
微喷
灌溉制度
合理灌溉
土壤水分
盐碱
干热风
土壤风蚀
渠道渗漏
渠道防渗
渠系水利用系数
三合土
片石
滴灌
滴灌设备
地面灌溉
农渠
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平整土地
农业机械化
支轴
大田作物
经济作物
支轴
喷灌机
绞盘式喷灌机
大田作物
微喷
温室大棚
微喷头
自动控制系统
滴灌
滴头
温室大棚
大田作物
滴灌
滴灌系统
大田作物
庭院经济
滴灌
滴灌管
地面坡度
地膜覆盖
垄沟
膜上灌
深层渗漏
滴灌管
滴灌
滴灌管
膜下滴灌
滴灌
地膜覆盖
积温
大水漫灌
育秧
晒田
坐水种
平整土地
灌水沟
土壤墒情
土壤水分
科学灌溉
沼泽化
蔬菜之乡
寿光
灌溉管理
中国水资源
园林建设
科学灌溉
喷灌技术
大田
绞盘式喷灌机
地下灌溉
地面灌溉
专家系统
滴灌
膜下滴灌
支轴
微喷灌
灌溉水利用系数
渠道防渗
微灌
滴灌
湿润灌溉
植物生长调节剂
灌溉保证率
喷灌技术
微灌
滴灌
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