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            微灌技術在草坪灌水的應用

            導讀

            我國自2021年首次從墨西哥引進滴灌技術,迄今已走向快速發(fā)展的軌道。微灌的方式也從最初單一的滴灌發(fā)展成為包括滴灌、微噴灌、涌流灌和滲灌等多種方式的灌水技術,主要應用于溫室大棚、果園和經濟作物及草坪的灌溉上;部分干旱缺水地區(qū)利用窯窖蓄水在大田……

            我國自2021年首次從墨西哥引進滴灌技術,迄今已走向快速生長的軌道。微灌的方式也從較初單一的滴灌生長成為包羅滴灌、微噴灌、涌流灌和滲灌等多種方式的灌水技術,重要應用于溫室大棚、果園和經濟作物及草坪的澆灌上;部門干旱缺水地區(qū)利用窯窖蓄水在大田糧食作物澆灌上也使用滴灌技術。

            微灌水器的品種規(guī)格顯著增添,部門產品開始形成系列化,重要產品有:離心式微噴頭、折射式微噴頭、微管式滴頭系列及組合式滴頭、大流量迷宮式滴頭、孔口滴頭系列、補償式滴頭、雙上孔滴灌帶、雙腔管微灌帶、單腔管微灌帶、內鑲式滴灌帶、迷宮式滴灌帶、脈沖式滴灌管及各種材質的滲灌管等。近幾年來,隨著節(jié)水澆灌技術的生長,一些微灌裝備生產企業(yè)從外洋引進生產工藝、配方、模具或生產線,提高了微灌裝備的質量和性能。

            1.滴灌

            1.1滴灌的特點及實用范圍

            滴灌是將具有一定的壓力水,過濾后經滴灌系統(tǒng)及滴水器均勻而緩慢地滴人植物根部周圍土壤的局部澆灌技術。滴灌具有以下特點:

            (1)省水:滴灌是局部澆灌方式,它可根據作物的需要正確地舉行澆灌,用管道輸水,非常省水,一般比地面灌省水30%-50%,有些作物可達80%左右,比噴灌省水10%-20%。

            (2)灌程度均:滴灌可有用控制每個滴頭的出水量,灌程度均度高,一般可達80%-90%。

            (3)節(jié)能:滴灌工作壓力要比噴灌低得多,節(jié)能,澆灌水利用率高,以是削減了抽水量,相應也削減了抽水的能量,這在高揚程灌區(qū)效果更顯著。

            (4)土壤和地形的適應性強:滴灌險些可以適應任何龐大的地形,甚至在亂石灘上種的樹也可滴灌。滴灌的灌水強度低,可以適應人滲率低的粘性土壤,又由于灌水時間長,勤澆勤灌,縱然在透水性很大的砂性土壤也不會造成嚴重的深層滲漏。在一定條件下,滴灌還可適應于微咸水澆灌。

            (5)增產:保持穩(wěn)定的土壤濕度,提高作物產量,加強耐鹽能力,滴灌能適時適量地向作物根區(qū)供水施肥,不會造成土壤板結,為作物生長提供了良好的水分、養(yǎng)分條件,可同時提高產品品質。

            (6)省工:滴灌便于主動控制,節(jié)約勞動力,滴灌還可用來施肥和噴灑其它農藥,即省肥(藥),又省力,非常利便。

            (7)利便田間作業(yè):滴灌田塊大部門地面是干燥的,便于在灌水的同時進地舉行其它農事操作。

            滴灌的重要缺點是投資較高,容易堵塞,對水質要求高。它重要實用于果樹、蔬菜、花卉、溫室大棚等經濟作物和水源極缺的地區(qū)、高揚程抽水灌區(qū)及地形升沉較大地區(qū)的澆灌,同時對透水性強、保水性差的砂質土壤和咸水地區(qū)也有一定的生長前景。

            1.2滴灌系統(tǒng)的組成

            滴灌系統(tǒng)一般由水源、首部樞紐;輸水管道和滴頭組成。

            (1)水源:各種相符農田澆灌水質要求的水源,只要含沙量較小及雜質較少,均可用于滴灌,含沙量較大時,則應采取沉淀等方式處理。

            (2)首部控制樞紐:首部控制樞紐一般包羅水泵、動力機、過濾器、化肥罐、調治裝置等?;使抻糜诠嗨┓适┧?,常用的化肥罐有壓差式、開敞式、文丘里注入式和注射泵等四種形式,肥料罐一般安裝在過濾器之前,以防造成堵塞。過濾器對滴灌十分重要,現(xiàn)在過濾器一般有篩網過濾器,旋流砂石星散器、砂過濾器、疊片式過濾器四種。

            篩網過濾器:是將尼龍或不銹鋼網牢靠在支架上。篩網孔徑一般以不跨越滴頭水流通道直徑10%一20%,它實用于過濾無機物質,有機或生物雜質易于堵塞。

            旋流水砂星散器:是將壓力水流沿切線偏向流入園形或圓錐形過濾罐,作旋轉運動,在離心力作用下,比水重的雜質移向周圍,逐漸下沉,清水上升,水砂星散,砂石過濾器可以延續(xù)過濾高含沙量的滴灌水,但是與水比重臨近或較輕的雜質,過濾作用不顯著,一般田干低級討浦。

            砂過濾器:是在過濾罐放置1.5-4mm的砂礫石,水在礫石中活動時,清除雜物,它重要實用于有機物雜質的過濾。

            疊片過濾器:一般是將帶槽的園片疊加壓緊而成,水在疊片槽中活動時除去雜質,并可松開疊片除去洗濯雜質,它實用于有機質和夾雜雜質過濾。

            (3)輸水管網:滴灌系統(tǒng)的輸水管網一般由干支毛三級管網組成,干支管一般為硬質塑料管(pvc/pe),毛管用軟塑料管(pe)。

            (4)滴水器:它是在一定的工作壓力下,通過流道或孔口將毛管中的水流釀成滴狀或細流狀的裝置,其流量一般不大干12l/小時。按滴水器的組織方式不同,滴水器通常分滴頭和滴灌管兩大類。

            滴頭通常有長流道型滴頭;孔口型滴頭、渦流型滴頭等多種形式。滴頭與毛管采取外毗鄰。注重選用抗堵塞性強、性能穩(wěn)定的滴頭。

            滴灌管是將滴頭與毛管制造成一整體,見圖3-20。分內鑲式滴灌管和薄壁式滴灌管兩種。其滴頭孔口直徑為0.5-0.9mm,流道長度為30-50cm;管直徑為10-16mm;管壁厚為0.2-1.0mm;工作壓力為50-100kpa,孔口出流量為1.5-3.0l/小時?m。滴灌管同時具有輸水和滴水兩項成果,使用利便。缺點是孔口較小,鋪設于地面上的滴灌管故障田間其它農事操作。

            隨著滴灌技術的生長,為了提高滴灌的灌程度均性,減小管道壓力變化而造成滴頭出水流量變化,現(xiàn)在采取壓力補償技術改變灌水器流量,使灌水器出流更為均勻。

            滴灌設計選擇滴頭形式時,應根據土壤及栽植作物澆灌制度及經濟等情況。根據滴頭工作壓力和流量選擇合適的滴頭。

            2.微噴灌

            2.1微噴的特點及實用范圍

            微噴灌是介于噴灌與滴灌之間的一種灌水方式。微噴灌重要具有以下優(yōu)點。

            (1)節(jié)水、灌水質量高:微噴雖然在整個田塊灌水并不均勻,但它把水直接運送到作物的根部,滿足作物所有需水要求,灌水質量高。而且微噴灌采取管道輸水,靠近地面噴灑,大大削減了蒸發(fā)損失和輸水歷程中的損失。加之微噴是局部澆灌,削減了部門土壤無效耗水,因而節(jié)水。

            (2)對土壤、地形和作物的適應性強:微噴灌是一種管道輸水的局部澆灌,水一直送到作物周圍,它險些適應各種龐大地形。與滴灌相比,由于微噴灌濕潤面積比滴頭大得多,阻止大流量滴頭在粘土土壤中發(fā)生地表徑流和形成水洼及透水性很大的沙土的深層滲漏問題,對土壤的適應性好。

            (3)防堵塞性能好:微噴頭的孔徑比滴頭大得多,防堵塞性能好,對水質過濾要求要低,相對也降低了成本。

            (4)增產:微噴灌還可以結合作物葉面施肥、噴藥等使用,噴水時霧化程度較高,可以增添作物濕度,調治土壤溫度,且對作物打擊強度小,具有顯著增產作用,這對一些花卉、木耳等對溫、濕度有特別要求的作物更為顯著。同時微噴灌還具有怪異景觀。

            微噴灌的適應性強,可用于各種地形、土質下的果樹、花卉及苗圃、城市園林綠化等。

            2.2常用微噴頭形式

            根據工作原理,常用微噴頭有射流式、離心式、折射式和裂縫式四種。射流式有運動部件,又稱旋轉式噴頭,后三種又稱牢靠式微噴頭。

            (1)折射式微噴頭:壓力水從孔口噴出并碰著孔頂部擴射時,水流受阻折射并形成薄水層后向周圍射出,在空氣阻力和內部形成渦流被破壞,形成水滴灑落在地面舉行澆灌,其工作壓力通常為100-350kpa,射程為1.0-7.0m,流量為30-250l/小時。其優(yōu)點是結構簡單,沒有運動部件,工作可靠,價格便宜,實用于果園、苗圃、溫室、花卉等的澆灌。

            (2)射流式噴頭:是通過曲線型的導流槽使水流以一定的仰角向外噴水,利用水流的反作用,使搖臂帶著水作快速旋轉,使水 分均勻的灑在地面上。其工作壓力一般為1000-1500kpa,噴灑半徑為1.5-7.0m,流量為45-2501/小時。實用于果樹、溫室、苗圃和城市園林綠化的澆灌,特別適合于全面噴灑澆灌與密植作物、透水性較強的沙土和透水性弱的粘土等。

            (3)離心式微噴頭:是水流從切線偏向進入離心室,繞垂直軸旋轉后,從離心室中心射出,在空氣阻力作用下破壞成水滴灑灌在微噴頭周圍。這種微噴頭的特點是工作壓力低,霧化程度高。

            (4)裂縫式微噴頭:水流經裂縫噴出,在空氣阻力下破壞散成水滴。同滴頭類似,微噴頭的性能重要是工作壓力、額定流量、射程等。

            3.涌流灌(小管出流澆灌)

            3.1灌水技術的特點

            小管出流灌水是針對國產微灌系統(tǒng)使用歷程中,灌水器易被堵塞的難題和農業(yè)生產管理程度不高的現(xiàn)實,打破微灌灌水器流道的截面尺寸(一般直徑為0.5-1.2mm),而采取超大流道,以3、4和6的pe塑料小管更換滴頭,并輔以田間滲水溝,形成一套以小管出流為特色的微灌系統(tǒng)。

            (1)不易堵塞:灌水器的流道直徑比滴頭、微噴頭的流道或孔口的直徑大得多,采取大口徑大流量的灌水器解決了滴灌系統(tǒng)灌水器易于堵塞的難題。

            (2)節(jié)能:由于流道相對較大,過濾器及灌水器的局部水頭損失小,因此運行歷程中所需的工作壓力較低。

            (3)節(jié)水:小管出流灌水系統(tǒng)只濕潤滲水溝和兩則作物根系活動層的部門土壤,仍是一種局部澆灌技術,節(jié)水效果高。

            (4)適應性強:對各地形、土壤的果樹和寬行蔬菜及大田作物均可實用。

            3.2.小管出流田間灌水系統(tǒng)的組成

            小管出流田間灌水系統(tǒng)包羅干管、支管、毛管、灌水器(流量調治器)及滲水溝。

            該產品現(xiàn)在在新疆、北京、甘肅、江西、海南、四川等天下大部門省區(qū)的節(jié)水澆灌工程得到普遍的應用推廣,用戶普遍反映流量調治器的性能可靠,適應性強;設計簡單,抗堵塞性能較好,對水質要求不高;價格適中,非常適合中國的國情。

            3.3.小管出流的應用

            流量調治器是滴灌和涌泉灌的下午部件,它的過流斷面大,抗堵塞性能好;在工作壓力60~500kpa的范圍內,水壓的變化對其出流量險些沒有影響,現(xiàn)在重要在四個方面使用:

            (1)在日光溫室大棚滴灌系統(tǒng)的毛管入口處安裝流量調治器,提高整個溫棚的灌水施肥均勻性。日光溫室一般器械走向較長(50~100米),南北較短(一般10米以內)而且多為南北行向栽植,配水支管較長,使其上下游的水壓力差較大,直接影響支管上下游毛管的配水量。在每條毛管入口處安裝流調器后,使各條毛管的的進水量基真相等,同時可使支管的管徑由原來的d40~d32降低到d32~d25,顯著降低整個工程投資的10%?,F(xiàn)在,這種形式在甘肅省酒泉市金塔縣、河南、山東等地使用普遍。

            (2)安裝在微噴頭的上游,提高整個地塊的噴灑均勻度??墒姑茕佋O長度增進,保證灌程度均,并削減支管用量而降低造價。流調器流量與單個微噴頭的流量相匹配。該形式在甘肅引大入秦工程、三峽移民工程及許多國家級、省級高科技農業(yè)樹模園區(qū)建設中應用效果良好。

            (3)安裝在涌泉灌的出水口處,使各出水點配程度均。涌泉灌灌水器因其流道較大,流量適中,既可實用于地表水和高含沙水以削減堵塞,削減微灌系統(tǒng)對水質的特殊過濾要求,提高工程平安性和保證率,又可適于地形變化較大的坡地澆灌,大大削減設計工作量?,F(xiàn)在,利用流調器作為涌泉灌的出水口已在新疆、北京等地區(qū)的果樹澆灌得到大面積推廣,用戶反映良好。

            (4)毛管級流量調治器與各種滴灌帶配套使用,可提高整個系統(tǒng)的灌程度均度和平安性能。滴灌帶由于管璧較薄,一般額定工作壓力在100kpa以下,在發(fā)生水擊等有時損壞性因素,或在丘陵地區(qū)由于壓力過大容易發(fā)生管道破碎時,如在毛管進水首部安裝配套流量的流調器,則可阻止發(fā)生管道損壞現(xiàn)象,延伸工程的使用壽命。該方式在中國農科院科技樹??h---唐河縣等地得到大面積應用。

            3.4脈沖微灌

            脈沖式微灌系統(tǒng)是美國 intrtec公司在80年月研究開發(fā)樂成的一項全新節(jié)水型澆灌裝備,它是一種微灌技術,具有灌程度均度高、抗堵塞、系統(tǒng)灌水流量和工作壓力可以調治、灌水器位置可調、抗老化、防凍裂和怪異的景觀效果等優(yōu)點。

            脈沖式微灌系統(tǒng)由脈沖器總成、供水干管、支管、灌水毛管、噴水器總成以及毗鄰、控制件組成。

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