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      農(nóng)田水利建設(shè)中節(jié)水灌溉技術(shù)的運用及相關(guān)問題研究

      2018-03-27 09:26:29覃業(yè)坤
      智能城市 2018年3期
      關(guān)鍵詞:微灌保水保水劑

      覃業(yè)坤

      湖南省常德市水利局,湖南常德 415000

      長期以來,我國農(nóng)業(yè)用水都保持在較高水平,但資源利用率卻較低,說明資源浪費較為嚴重,須大力開發(fā)和應用節(jié)水灌溉技術(shù)。文章圍繞湖南農(nóng)田水利建設(shè)現(xiàn)狀,對節(jié)水灌溉技術(shù)應用方面的問題進行深入分析。

      1 技術(shù)現(xiàn)狀分析

      農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),它和人們?nèi)粘I钕⑾⑾嚓P(guān)。我國農(nóng)業(yè)快速發(fā)展過程中,農(nóng)業(yè)灌溉用水需求不斷增加,但傳統(tǒng)的灌溉和管理方式導致浪費情況較為嚴重,不滿足資源合理化應用的需求。而在節(jié)水技術(shù)研究日益深入的影響下,農(nóng)田水利建設(shè)方面的節(jié)水灌溉得到一定進展,一系列新興技術(shù)得以利用,大幅提高了資源利用率。然而,這并沒有足以解決農(nóng)業(yè)水資源供需矛盾,在很多方面仍需進一步的改進和優(yōu)化。

      2 節(jié)水灌溉技術(shù)應用

      2.1 輸水節(jié)水技術(shù)

      我國農(nóng)業(yè)灌溉比較普遍的輸水方式仍然采用開挖成渠自流灌溉,少量采用管道輸水灌溉。在這種傳統(tǒng)的輸水方式中,水分由于滲透和蒸發(fā)大量流失,實際用于農(nóng)田的水量不足60%,浪費情況嚴重,亟需制定新型輸水方案。在實際工作中,可從以下幾方面入手減少輸水損失:

      (1) 做好渠道防滲。渠道防滲的重點在于選取適宜的材料,而不同材料的性能有所差別,現(xiàn)階段常用的材料有:混凝土預制塊、現(xiàn)澆混凝土護面和漿砌塊石等,通過對這些材料的應用,都能起到防滲的作用。在當前的農(nóng)田水利建設(shè)中,對于輸水渠道防滲,三面光渠道得到了廣泛應用,具有施工方便、防滲效果好等優(yōu)勢,能有效減少輸水損失。

      (2) 采用管道輸水。渠道輸水的流失點較多,除蒸發(fā)作用外,還包括渠床滲漏和接觸失水等,因此在部分條件較好地區(qū)農(nóng)田灌溉可采用管道輸水形式,這樣能從根本上避免浪費。但輸水管的選擇須充分考慮灌溉方式,以滿足灌溉基本要求為基礎(chǔ)。

      2.2 灌溉節(jié)水技術(shù)

      2.2.1 微灌技術(shù)

      微灌是指根據(jù)作物生長需求,采用管道和設(shè)置于末級管路的灌水裝置,以很小的流量,向作物根部周圍土體均勻輸送水及作物必需養(yǎng)分[1]。微灌主要包括滴灌、噴霧和脈沖灌溉等形式。按所用設(shè)備的使用性能可將微灌分為常壓微灌與重力微灌;按所用設(shè)備放置位置還能分成地下微灌與地上微灌。對微灌技術(shù)而言,其最大的特點是嚴格控制灌溉實際耗水量,其中的水量調(diào)控系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。微灌能十分便利的將水和養(yǎng)分灌溉到所有植物周圍的土體,并將水應力控制在較低水平,以免植物生長造成影響。它還具有以下優(yōu)勢:

      (1) 水資源利用率高。微灌根據(jù)作物生長要求進行適量和適時的灌溉,只對植物根須周圍土體進行潤濕,所以能最有效的避免水損失。而且微灌的灌水量相對較小,周期短,普通滴頭流量在1.5~12L/h范圍內(nèi),微噴頭流量在50~200L/h范圍內(nèi)。采用微灌時,灌水的時間間隔為:蔬菜在1~3d內(nèi),果樹在7~15d內(nèi);

      (2) 所需勞動量少。微灌采用管網(wǎng)供水,在操作上較為方便,效率高,可實現(xiàn)自動控制,所需勞動量很少,而且微灌還屬于局部灌溉,地表不會因灌溉局部面積濕潤,而長時間保持干燥,避免了雜草生長,降低了用于除草的費用。此外,植物生長必需養(yǎng)分的施用也能采用微灌,基本不用人工操作;

      (3) 能耗低。微灌器壓力只有50~150kPa,遠低于噴灌,而且比地面灌溉更加省水,省水就意味著減少了大量能耗;

      (4) 均勻性好。微灌系統(tǒng)能對所有灌水器實際出水流量進行有效控制,灌溉均勻度可保持在85%;

      (5) 有利于增產(chǎn)。微灌能根據(jù)需要適時灌水,為作物的生長提供良好環(huán)境,所以有助于增產(chǎn),并保證作物質(zhì)量;

      (6) 適應能力強。由于微灌直接在根系周圍土體灌水,所以能在多種復雜地形中進行作業(yè)。但微灌也存在投資較大的缺點,比傳統(tǒng)地面灌溉高很多,而且灌水器的出口極小,容易被雜物堵塞,若缺乏有效維護,將導致系統(tǒng)無法工作,甚至造成報廢,因此對日常檢查和維護有著很高的要求。

      2.2.2 噴灌技術(shù)

      噴灌是指采用水泵與管道系統(tǒng)間或自然水源存在的落差,將壓力水噴灑到空中,使水流變成水霧自由落到農(nóng)作物上,噴灌系統(tǒng)如圖1所示,它主要具有以下優(yōu)勢:

      (1) 水資源利用率高。因噴灌可對噴水均勻性進行有效控制,防止?jié)B透損失與地面徑流,所以相比于傳統(tǒng)的漫灌,能省水30%~60%,而且省水在一定程度上還就節(jié)省了動力,減少灌溉成本;

      (2) 所需勞動量少。噴灌可以實現(xiàn)全自動化和機械化,直接節(jié)省了大量勞動力。因無需輸水渠道,所以不僅便于進行機械化作業(yè),還能避免產(chǎn)生過多的田間勞動量。此外,噴灌還能兼做農(nóng)藥與化肥的施用,進一步節(jié)省勞動力,相比于地面灌溉,噴灌能節(jié)省80%的勞動量;

      (3) 占地少。噴灌無需設(shè)置田間溝渠,采用噴灌的耕地,能增加7%左右的實際耕種面積;

      (4) 有利于增產(chǎn)。噴灌能對土地水分進行嚴格控制,確保土體的濕度始終保持在有助于農(nóng)作物生長的范圍。而且噴灌還能洗去植物莖葉表面覆蓋的塵土,促進其光合作用。此外,噴灌幾乎對土體沒有任何影響,是一種直接作用于作物的灌溉技術(shù);

      (5) 適應能力強。平地、坡底均可采用噴灌技術(shù),尤其是厚度較小的沙質(zhì)土,特別適合噴灌[2]。

      圖1 噴灌系統(tǒng)示意圖

      噴灌最主要的問題就是投資較大,相比之下移動式噴灌設(shè)備價格最低,但也要20~50元/畝的投資。此外,噴灌還會受到風速直接影響,如果風速超過5.5m/s,則能將水滴吹散,影響噴灌的均勻性,不宜在大風天進行噴灌[3]。

      2.3 其它節(jié)水技術(shù)

      2.3.1 耕地整理節(jié)水

      做好土地平整,確保排灌保持暢通,并筑造池、塘、坑、窖等進行攔水與蓄水,使農(nóng)田節(jié)水灌溉方案得以全面實施,提供必要基本條件,目前這種節(jié)水技術(shù)措施已得到大部分農(nóng)民認可,并已廣泛用于實際。

      2.3.2 減免耕保水

      根據(jù)農(nóng)田及其水利設(shè)施實際情況,采用“高留茬免耕套播”、“貼茬免耕直播”及“以旋代耕”等有效方法,增大水分在土壤當中的滲透深度,增強蓄水保墑能力,從而避免水分大量流失,起到理想的節(jié)水效果[4]。

      2.3.3 生物或化學制劑保水

      近幾年,我國各地區(qū)研制出很多類型的保水劑,如生物保水劑、化學保水劑、有機保水劑、無機保水劑與對水分蒸騰作用有抑制作用的試劑,并在旱作領(lǐng)域得到大范圍推廣應用。

      2.3.4 地膜與秸稈覆蓋保水

      覆蓋保水在我國已經(jīng)有了大面積的實際應用,取得十分顯著的成效。其作用在于可以有效縮減水分蒸騰,保證耕地的保水與蓄水作用,從而最大限度利用水資源,實現(xiàn)保水、節(jié)水的目標。

      2.3.5 節(jié)水種植

      節(jié)水種植技術(shù)在我國北方地區(qū)較為常用,如坐水點種、旱育稀植、膜側(cè)溝播等。實踐表明,通過節(jié)水種植,能有效提高節(jié)水效果,從根源上保證水分得以充分利用。

      2.3.6 水分、肥料一體化調(diào)節(jié)控制節(jié)水

      從最初的單一化澆水向澆灌營養(yǎng)液方向發(fā)展,使肥料隨水運動。這樣一來,能將水變?yōu)樽魑锏囊环N復合溶劑,在減少作業(yè)次數(shù)的同時,降低成本,并提高水分與肥料的綜合利用率和利用效益[5]。

      3 結(jié)語

      綜上所述,在介紹農(nóng)田水利建設(shè)節(jié)水灌溉技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分別提出了輸水節(jié)水和灌溉節(jié)水技術(shù),總結(jié)不同技術(shù)的優(yōu)劣勢??梢钥闯?,不同節(jié)水技術(shù)有著不同的特點,實際情況中要根據(jù)具體要求妥善選擇,以發(fā)揮技術(shù)最大化作用。

      [1] 張福輝.農(nóng)田水利建設(shè)中節(jié)水灌溉技術(shù)的思考探微[J].種子科技,2017(4):99,101.

      [2] 邵麗盼·卡爾江.農(nóng)田水利建設(shè)中的節(jié)水灌溉技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].北京農(nóng)業(yè),2016(5):99.

      [3] 王曉林.淺析農(nóng)田水利建設(shè)節(jié)水灌溉技術(shù)[J].建材與裝飾,2015(51):300-301.

      [4] 羅萍. 農(nóng)田節(jié)水灌溉技術(shù)探討[J]. 水利科技與經(jīng)濟,2013(11):79-81.

      [5] 李艷秋. 農(nóng)田節(jié)水灌溉中存在的主要問題及應對策略[J]. 科技風,2013(16):221.

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