歸納起來(lái),目前在我國(guó)推廣應(yīng)用的節(jié)水灌溉型式主要有以下11類。
1.渠道防滲 渠道輸水是目前我國(guó)農(nóng)田灌溉的主要輸水方式。傳統(tǒng)的土渠輸水渠系水利用系數(shù)一般為0.4—0.5,差的僅0.3左右,也就是說(shuō),大部分水都滲漏和蒸發(fā)損失掉了。渠道滲漏是農(nóng)田灌溉用水損失的主要方面。采用渠道防滲技術(shù)后,一般可使渠系水利用系數(shù)提高到0.6—0.85,比原來(lái)的土渠提高50%—70%。渠道防滲還具有輸水快、有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)搶季節(jié)、節(jié)省土地等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前我國(guó)節(jié)水灌溉的主要措施之一。
根據(jù)所使用的材料,渠道防滲可分為:①三合土護(hù)面防滲;②砌石(卵石、塊石、片石)防滲;③混凝土防滲;④塑料薄膜防滲(內(nèi)襯薄膜后再用土料、混凝土或石料護(hù)面)等。
2.管道輸水 管道輸水是利用管道將水直接送到田間灌溉,以減少水在明渠輸送過(guò)程中的滲漏和蒸發(fā)損失。發(fā)達(dá)***的灌溉輸水已大量采用管道。目前我國(guó)北方井灌區(qū)的管道輸水推廣應(yīng)用也較快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(軟)管及金屬管等。管道輸水與渠道輸水相比,具有輸水迅速、節(jié)水、省地、增產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),其效益為:水的利用系數(shù)可提高到0.95;節(jié)電20%—30%;省地2%—3%;增產(chǎn)幅度10%。目前,如采用低壓塑料管道輸水,不計(jì)水源工程建設(shè)投資(以下同),畝投資為100元—150元。
在有條件的地方應(yīng)結(jié)合實(shí)際積極發(fā)展管道輸水。但是,管道輸水僅僅減少了輸水過(guò)程中的水量損失,而要真正做到高效用水,還應(yīng)配套噴、滴灌等田間節(jié)水措施。目前尚無(wú)力配套噴、滴灌設(shè)備的地方,對(duì)管道布設(shè)及管材承壓能力等應(yīng)考慮今后發(fā)展噴、滴灌的要求,以避免造成浪費(fèi)。
3.噴灌 噴灌是利用管道將有壓水送到灌溉地段,并通過(guò)噴頭分散成細(xì)小水滴,均勻地噴灑到田間,對(duì)作物進(jìn)行灌溉。它作為一種先進(jìn)的機(jī)械化、半機(jī)械化灌水方式,在很多發(fā)達(dá)***已廣泛采用。
噴灌的主要優(yōu)點(diǎn)如下:(1)節(jié)水效果顯著,水的利用率可達(dá)80%。一般情況下,噴灌與地面灌溉相比,1m3水可以當(dāng)2m3水用。(2)作物增產(chǎn)幅度大,一般可達(dá)20%—40%。其原因是取消了農(nóng)渠、毛渠、田間灌水溝及畦埂,增加了15%—20%的播種面積;灌水均勻,土壤不板結(jié),有利于搶季節(jié)、保全苗;改善了田間小氣候和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。(3)大大減少了田間渠系建設(shè)及管理維護(hù)和平整土地等的工作量。(4)減少了農(nóng)民用于灌水的費(fèi)用和投勞,增加了農(nóng)民收入。 (5)有利于加快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化。(6)避免由于過(guò)量灌溉造成的土壤次生鹽堿化。常用的噴灌有管道式、平移式、中心支軸式、卷盤(pán)式和輕小型機(jī)組式。
移動(dòng)管道式咳灌通常將輸水干管固定埋設(shè)在地下,田間支管和噴頭可拆裝搬移、周轉(zhuǎn)使用,因而降低了投資。北京市順義縣全縣酗萬(wàn)畝糧田均采用這種灌溉形式。10多年來(lái)的實(shí)踐證明:移動(dòng)式管道噴灌除了具有一般噴灌省水、增產(chǎn)、省工、減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)和有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化、現(xiàn)代化等優(yōu)點(diǎn)以外,還具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、投資低、對(duì)田塊大小和形狀適應(yīng)性強(qiáng)、一戶或聯(lián)戶均可使用等優(yōu)點(diǎn),是目前較適合我國(guó)國(guó)情、可以大力推廣的一種微型噴灌形式,可適用于大田作物、蔬菜等,畝投資為200元一250元。
固定管道式噴灌是將管道、噴頭安裝在田間固定不動(dòng), 其灌溉效率高,管理簡(jiǎn)便,適用于蔬菜、果樹(shù)以及經(jīng)濟(jì)作物灌溉。但是投資較高(畝投資一般在1000元左右),不利于機(jī)械化耕作。
中心支軸式與平移式大型噴灌機(jī), 只能在預(yù)定范圍內(nèi)行走,行走區(qū)域內(nèi)不能有高大障礙物,土地要求較平整。其機(jī)械化和自動(dòng)化程度高,適用于大型農(nóng)場(chǎng)或規(guī)模經(jīng)營(yíng)程度較高的農(nóng)田。使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備,每畝投資為300元-400元。
卷盤(pán)式噴灌機(jī), 靠管內(nèi)動(dòng)水壓力驅(qū)動(dòng)行走作業(yè), 與中心支軸式及平移式的大型噴灌機(jī)相比,具有機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)大小田塊、畝設(shè)備投資低等優(yōu)點(diǎn)。 目前進(jìn)口設(shè)備每畝投資為;50元左右, 設(shè)備國(guó)產(chǎn)化后可進(jìn)一步降低投資, 這是一種適合我國(guó)國(guó)情、有發(fā)展前景的噴灌形式, 可適用于大田作物、蔬菜等。卷盤(pán)式噴灌機(jī)有噴槍式和析架式兩種, 后者具有霧化好、耗能低的優(yōu)點(diǎn)。輕小型機(jī)組式噴灌,可以手抬或裝在手推車或拖拉機(jī)上,具有機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn),通常用于較小地塊的抗旱噴灌。每畝投資為100元-200元。
4.微噴 微噴是新發(fā)展起來(lái)的一種微型噴灌形式。這是利用塑料管道輸水,通過(guò)微噴頭噴灑進(jìn)行局部灌溉的。它比一般噴灌更省水,可增產(chǎn)30%以上, 能改善田間小氣候,可結(jié)合施用化肥,提高肥效。國(guó)產(chǎn)設(shè)備畝投資一般在500元-800元。主要應(yīng)用于果樹(shù)、經(jīng)濟(jì)作物、花卉、草坪、溫室大棚等灌溉。
5.滴灌 滴灌是利用塑料管道將水通過(guò)直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進(jìn)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,其水的利用率可達(dá)95%。滴灌較噴灌具有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果,同時(shí)可以結(jié)合施肥,提高肥效一倍以上??蛇m用于果樹(shù)、蔬菜、經(jīng)濟(jì)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(jié)垢和堵塞,因此應(yīng)對(duì)水源進(jìn)行嚴(yán)格的過(guò)濾處理。目前,國(guó)產(chǎn)設(shè)備已基本過(guò)關(guān),有條件的地區(qū)應(yīng)積極發(fā)展滴灌。
接管道的固定程度, 滴灌可分固定式、半固定式和移動(dòng)式三種類型。固定式滴灌,其各級(jí)管道和滴頭的位置在灌溉季節(jié)是固定的。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、省工、省時(shí), 灌水效果好。國(guó)產(chǎn)設(shè)備畝投資約為700元(果樹(shù))-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌, 其干、支管固定, 毛管由人工移動(dòng)。畝投資為500元-700元。移動(dòng)式滴灌,其干、支、毛管均由人工移動(dòng),設(shè)備簡(jiǎn)單,較半固定式滴灌節(jié)省投資,但用工較多。畝投資為2m元一500元。
結(jié)合我國(guó)勞動(dòng)力多、資金缺乏的具體情況而研究開(kāi)發(fā)的半固定式、移動(dòng)式滴灌系統(tǒng),大大降低了工程造價(jià),為滴灌在大田作物和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)推廣應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
水窖滴灌, 是通過(guò)雨水集流或引用其它地表徑流到水窖(或其它微型蓄水工程)內(nèi), 再配上滴灌以解決干旱缺水地區(qū)的農(nóng)田灌溉問(wèn)題。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、家家戶戶都能采用的特點(diǎn)。對(duì)于旱貧困山區(qū)實(shí)現(xiàn)每人有半畝到一畝旱澇保收農(nóng)田,解決溫飽問(wèn)題和發(fā)展庭院經(jīng)濟(jì)有重要作用,應(yīng)在干旱和缺水山區(qū)大力推廣。
地下滴灌,是把滴灌管埋入地下作物根系活動(dòng)層內(nèi),灌溉水通過(guò)微孔滲入土壤供作物吸收。有的地方在塑料管上隔一定距離鉆一個(gè)小孔,埋入地下植物根部附近進(jìn)行灌溉,群眾俗稱“滲灌”。
地下滴灌具有蒸發(fā)損失少、省水、省電、省肥、省工和增產(chǎn)效益顯著等優(yōu)點(diǎn),果樹(shù)、棉花、糧食作物等均可采用。其缺點(diǎn)是,當(dāng)管道間距較大時(shí)灌水不夠均勻,在土壤滲透性很大或地面坡度較陡的地方不宜使用。畝投資為400元-1000元。其效益為:節(jié)水50%-60%;省電40%-50%;增產(chǎn)30%左右。
6.膜上灌、膜下灌 用地膜覆蓋田間的壟溝底部,引入的灌溉水從地膜上面流過(guò),并通過(guò)膜上小孔滲入作物根部附近的土壤中進(jìn)行灌溉,這種方法稱作膜上灌,在新疆等地已大面積推廣。采用膜上灌,深層滲漏和蒸發(fā)損失少,節(jié)水顯著,在地膜栽培的基礎(chǔ)上不需再增加材料費(fèi)用,并能起到對(duì)土壤增溫和保墑作用。在干旱地區(qū)可將滴灌管放在膜下,或利用毛管通過(guò)膜上小孔進(jìn)行灌溉,這稱作膜下灌。這種灌溉方式既具有滴灌的優(yōu)點(diǎn),又具有地膜覆蓋的優(yōu)點(diǎn),節(jié)水增產(chǎn)效果更好。
7.控制灌溉 根據(jù)水稻不同生育期對(duì)水分的不同需求進(jìn)行“薄、淺、濕、曬”的控制灌溉,既節(jié)約用水,又有利于農(nóng)作物生長(zhǎng),改變了以往水稻大水漫灌、串灌的舊習(xí)慣。它不需增加工程投資,只要按照節(jié)水灌溉制度灌水即可。“薄、淺、濕、曬”(薄水插秧、淺水育秧、分蘗前期濕潤(rùn)、分蘗后期曬田)、“旱育稀植”(旱育旱栽,稀植,適當(dāng)補(bǔ)水)等技術(shù)均屬這一范疇,近年已在廣西、吉林等10多個(gè)省、自治區(qū)大面積推廣。一般每畝可節(jié)水100m3,增產(chǎn)稻谷25kg,效益顯著。水稻節(jié)水灌溉技術(shù)已獲***科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),應(yīng)在水稻區(qū)大力推廣。
江蘇、上海、浙江等經(jīng)濟(jì)條件好的地區(qū)采用鋪設(shè)暗管系統(tǒng)進(jìn)行控制灌溉和田間排水,有利于節(jié)水、節(jié)肥和作物生長(zhǎng),為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)創(chuàng)造了有利的條件。