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几种种植节水灌溉技术详解

中国现有常用节水灌溉方法包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、渗 灌和滴灌等，均为人为控制灌溉时机和灌水量，属于“被动式”灌 溉模式。以色列滴灌技术被公认为目前效果最好的节水灌溉技术， 中国自上世纪 70 年代末引进以来，取得了长足发展。但是滴灌灌水 器为了实现更小流量的灌水以及长距离铺设，就必须不断地减小流 道尺寸，由此带来了流道易堵塞及制造难的问题。
一、渠道防渗
渠道输水是目前我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 我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。
二、管道输水
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

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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。目前我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%。
目前，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。目前尚无力配套喷、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。
三、喷灌
喷灌是利用管道将有压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：
1、节水效果显著，水的利用率可达 80%。一般情况下，喷灌与地面 灌溉相比， 1m3 水可以当 2m3 水用。 2、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

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态环境。 3 、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。 4 、减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。 5 、有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。 6、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。 (1)移动管道式喷灌通常将输水主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，是目前较适合我国国情、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-250 元。 (2)固定管道式喷灌 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。 (3)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。

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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。 目前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，这是一种适合我国国情、有发展前景的喷灌形 式， 可适用于大田作物、蔬菜等。卷盘式喷灌机有喷枪式和析架式 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。
四、微喷
微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用塑料管道输 水，通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。它比一般喷灌更省水，可增 产 30%以上， 能改善田间小气候，可结合施用化肥，提高肥效。国 产设备亩投资一般在 500 元-800 元。主要应用于果树、经济作物、 花卉、草坪、温室大棚等灌溉。
五、滴灌
滴灌是利用塑料管道将水通过直径约 10mm 毛管上的孔口或滴头 送到作物根部进行局部灌溉。它是目前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

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进行严格的过滤处理。目前，国产设备已基本过关，有条件的地区 应积极发展滴灌。
接管道的固定程度， 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 200 元-500 元。
六、覆膜灌
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。
七、痕灌
2013 年 2 月 26 日，华中科技大学对外发布消息，学校痕量灌 溉研究中心历时 10 多年研发出“痕量灌溉”技术，一举打破农作物 “被动式补水”传统灌溉模式，改由农作物自主吸水、按需吸水。

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“痕灌”是受化学上微量元素与痕量元素概念启发而取名，主要指 能在超微流量向作物长久供水，痕灌单位时间的出水量可达到滴灌 的百分之一到千分之一。
痕灌技术的核心节水部件是痕灌控水头，由具有良好导水性能的毛 细管束和具有过滤功能的痕灌膜组成，控水头埋在作物根系附近， 毛细管束一端与充满水的管道相连，另一端与土壤的毛细管相连， 感知土壤水势的变化。作物吸水导致根系周围的水势降低，即发出 需水信号，控水头内的水不断以毛细管水的形式流向根系周围，直 至作物停止吸水；控水头内的痕灌膜可防止毛细管束因杂质而堵 塞，保证系统长期稳定工作。多年田间试验表明，痕灌比滴灌节水 50%左右，即使在滴灌无法使用的地区也可推广应用。
痕量灌溉应用前景广阔。痕灌节水技术能耗更少，节水更多。尤其 是能够突破在常规节水灌溉很少涉及的荒漠化治理、矿山修复、城 市绿化等领域的发展，能为解决粮食安全、生态保护和水资源危机 作出贡献。水利部等有关部委已表示将进一步深入研究此项高效节 水灌溉新技术，积极创造条件进行大田试验，不断积累经验，逐步 完善技术，使之在更大范围推广应用。