高效灌溉设备 助力农业节水

  进入伏天后,农田灌溉用水也进入了高峰。据了解,北京市农业用水中约90%来源于地下水,用水结构单一,水资源利用率低下,常年下来导致地下水超采开发、水资源浪费等现象,严重破坏了首都生态环境功能。因此,开展农田节水工作刻不容缓。

  “经过这么多年的努力,我们终于解决了农田高效节水灌溉问题,通过引进配套时针式喷灌机、半固定喷灌设备等高效灌溉设备,为麦田浇地提供了充足水源保障,确保了今年粮食丰产丰收,并且通过先进设备的投入使用,节省了大量人工,比漫灌节水3-5成,真正做到了节水增产、节本增效。”在密云区河南寨镇小麦机收现场,当地负责农业生产的同志高兴地说。

  近年来,本市农业部门大力发展节水农业,据统计,2015年,全市累计减少农业用地下水4460余万立方米,相当于24个昆明湖的蓄水量。农业用水量显著减少,其中一个重要的原因就是各类高效节水灌溉设备的推广应用,实现农业节水2000多万立方米,在京郊大力推广的几种高效节水灌溉技术及设备发挥了重大的作用。

  节水灌溉是指达到部颁节水规范标准的灌溉方式,高于此标准的节水灌溉方式,称为高效节水灌溉。高效节水灌溉主要是通过首部水泵提水加压,管道输水,然后利用喷头、微喷头、滴头等灌水器,对田间进行灌溉。根据灌水器灌溉方式不同和地表是否产生径流,高效节水灌溉分为两大类:一类是喷灌,包括固定式喷灌、半固定式喷灌和移动式喷灌;另一类是微灌,包括微喷、滴灌、涌泉流(小管出流)。

  喷灌技术是利用水泵把水经管道压送到喷头后喷洒灌溉,优点在于省工省水,其灌溉效率为50%-75%。近几年,北京市喷灌面积以每年0.93万-1万公顷持续增加,顺义、房山、通州、密云等区已采取小麦喷灌施肥技术,实现了作物增产和灌溉节水。随着北京市节水农业的不断发展,喷灌设备及技术也在不断的改进当中。目前,本市现有的喷灌系统按其组成部分可移动的程度,大体分为固定式、半固定式和移动式三种,与地面灌溉相比,可节水30%-50%。

  固定式喷灌设备除喷头外,其余设施均固定不动,干、支管道常埋于土层内,喷头可作圆形或扇形旋转喷水。其使用、操作方便,生产效率高,占地少,但所需管道等设备多,建设工程复杂,一次性投资大。该设备适用于灌水次数频繁、经济价值较高的蔬菜、茶、果树等作物区,以及城市园林、花卉、草地的灌溉。

  半固定式喷灌设备是指动力机、水泵和干管固定不动而支管、喷头可移动的喷灌系统。因减少了支管用量及地下管道铺设费用,其用材及投资均低于固定式喷灌,但移动支管需要机械或较多人力,且支管、喷头易损,管理难度较大。目前,本市该设备保有量较大,适用于规模较小的大田作物种植区。

  移动式喷灌设备的全部系统都可移动使用,设备利用率高,可实现自动控制,管理简单,灌溉均匀,节省大量劳动力,但设备价格普遍较高。目前,本市的移动式喷灌设备主要包括时针式喷灌机、平移式喷灌机等大型喷灌机和卷盘式喷灌机等小型喷灌机,适用于地面平整的大规模农田。

  微灌是按照作物需求,通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器,将水和作物生长所需的养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壤的一种灌水方法。与传统的全面积湿润的地面灌和喷灌相比,微灌只以较小的流量湿润作物根区附近的部分土壤,因此,又称为局部灌溉技术,其节水节能效果最为突出。1990年前后,以滴灌为代表的微灌技术在北京开始迅速发展,1995年-2005年,全市滴灌面积增长近13倍。目前,大兴、顺义、平谷、房山等区县已有相当一部分农户,尤其是设施农业及林果种植户,将原来的大水漫灌改为精准微灌。随着本市蔬菜、林果产业的持续发展,微灌技术的推广与应用必将成为北京市农业节水发展的重要方向。

  滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10毫米毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉,主要应用于宽行、高经济价值的作物,如:果树、棉花、土豆、蔬菜、苗圃、温室作物等。滴灌设备主要包括管上滴头、滴灌带、滴灌管,可选配过滤装置和施肥装置以实现水肥一体化。与喷灌相比,滴灌更省水,灌溉效率更高,可达到75%-90%,且省工、少占耕地和少受地形限制,方便同时施肥,但存在滴头易堵塞、维护保养费用高(滴灌带2-3年需更换)等问题。

  微喷灌利用低压水泵和管道系统输水,在低压水的作用下,通过特别设计的微型雾化喷头,把水喷射到空中,并散成细小雾滴,洒在作物枝叶上或树冠下地面的一种灌水方式,简称为微喷,主要应用于设施蔬果灌溉、果园育苗、果树灌溉、园林草坪、庭院绿化、花卉种植等。微喷系统主要由3个部分组成:控制中心、管网系统和微喷头,其中控制中心位于微喷系统的首部,所以也称首部枢纽,主要包括水泵、动力机、过滤器、化肥罐、阀门、压力表、水表等设备;管网系统为输水管道和配水管道的总称,一般分为干管、支管、毛管和连接管等;微喷头负责把压力水喷洒到作物根部附近的土壤表面,是整个微喷灌系统的关键设备。微喷管道无需拆除安装,节约人工,比地面灌溉、喷灌节水40%-60%。

  小管出流是一种适合果树林木灌溉的新型节水灌溉方式,是一种在PE(聚乙烯)支管上用打孔器打孔安装紊流器以后,在紊流器另一端安装一截紊流器毛管,从而使水分直达作物根部的节水灌溉方式。其系统组成包括:动力机械,从水源提取水进入主管网;首部系统,包括控制系统、施肥系统、过滤系统;主管网,输水主管,一般由PE管材和PE管件组成;灌水器,由紊流器及毛管组成。由于小管出流设备的流道直径比滴灌的流道或孔口的直径大得多,且采用大流量出流,不存在滴灌系统易堵塞的难题,同时小管出流灌溉是一种局部灌溉技术,只湿润渗水沟两侧作物根系活动层的部分土壤,水利用率高,据北京海淀区试验,可比地面灌溉节约用水60%以上。

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