節水灌溉技術[農業灌溉技術]

灌溉種類

中國現有常用節水灌溉方法包括渠道防滲、噴灌、微噴灌、滲灌和滴灌等，均為人為控制灌溉時機和灌水量，屬於“被動式”灌溉模式。以色列滴灌技術被公認為目前效果最好的節水灌溉技術，中國自上世紀70年代末引進以來，取得了長足發展。但是滴灌灌水器為了實現更小流量的灌水以及長距離鋪設，就必須不斷地減小流道尺寸，由此帶來了流道易堵塞及製造難的問題。

技術類型

渠道防滲

渠道防滲

渠道輸水是目前我國農田灌溉的主要輸水方式。傳統的土渠輸水渠系水利用係數一般為0.4—0.5，差的僅0.3左右，也就是說，大部分水都滲漏和蒸發損失掉了。渠道滲漏是農田灌溉用水損失的主要方面。採用渠道防滲技術後，一般可使渠系水利用係數提高到0.6—0.85，比原來的土渠提高50%—70%。渠道防滲還具有輸水快、有利於農業生產搶季節、節省土地等優點，是當前我國節水灌溉的主要措施之一。

根據所使用的材料，渠道防滲可分為：①三合土護面防滲；②砌石(卵石、塊石、片石)防滲；③混凝土防滲；④塑膠薄膜防滲(內襯薄膜後再用土料、混凝土或石料護面)等。

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程中的滲漏和蒸發損失。已開發國家的灌溉輸水已大量採用管道。目前我國北方井灌區的管道輸水推廣套用也較快。常用的管材有混凝土管、塑膠硬(軟)管及金屬管等。管道輸水與渠道輸水相比，具有輸水迅速、節水、省地、增產等優點，其效益為：水的利用係數可提高到0.95；節電20%—30%；省地2%—3%；增產幅度10%。目前，如採用低壓塑膠管道輸水，不計水源工程建設投資(以下同)，畝投資為100元—150元。

在有條件的地方應結合實際積極發展管道輸水。但是，管道輸水僅僅減少了輸水過程中的水量損失，而要真正做到高效用水，還應配套噴、滴灌等田間節水措施。目前尚無力配套噴、滴灌設備的地方，對管道布設及管材承壓能力等應考慮今後發展噴、滴灌的要求，以避免造成浪費。

噴灌

噴灌

噴灌是利用管道將有壓 噴頭分散成細小水滴，均勻地噴灑到田間，對作物進行灌溉。它作為一種先進的機械化、半機械化灌水方式，在很多已開發國家已廣泛採用。噴灌的主要優點如下：(1)節水效果顯著，水的利用率可達80%。一般情況下，噴灌與地面灌溉相比，1m3水可以當2m3水用。(2)作物增產幅度大，一般可達20%—40%。其原因是取消了農渠、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，有利於搶季節、保全苗；改善了田間小氣候和農業生態環境。(3)大大減少了田間渠系建設及管理維護和平整土地等的工作量。(4)減少了農民用於灌水的費用和投勞，增加了農民收入。(5)有利於加快實現農業機械化、產業化、現代化。(6)避免由於過量灌溉造成的土壤次生鹽鹼化。常用的噴灌有管道式、平移式、中心支軸式、卷盤式和輕小型機組式。（1）移動管道式噴灌通常將輸水主幹管固定埋設在地下，田間支管和噴頭可拆裝搬移、周轉使用，因而降低了投資。北京市順義縣全縣數萬畝糧田均採用這種灌溉形式。10多年來的實踐證明：移動式管道噴灌除了具有一般噴灌省水、增產、省工、減輕農民負擔和有利於農業機械化、產業化、現代化等優點以外，還具有設備簡單、操作簡便、投資低、對田塊大小和形狀適應性強、一戶或聯戶均可使用等優點，是目前較適合我國國情、可以大力推廣的一種微型噴灌形式，可適用於大田作物、蔬菜等，畝投資為200元一250元。（2）固定管道式噴灌　固定管道式噴灌是將管道、噴頭安裝在田間固定不動， 其灌溉效率高，管理簡便，適用於蔬菜、果樹以及經濟作物灌溉。但是投資較高(畝投資一般在1000元左右)，不利於機械化耕作。（3）中心支軸式與平移式大型噴灌機只能在預定範圍內行走，行走區域內不能有高大障礙物，土地要求較平整。其機械化和自動化程度高，適用於大型農場或規模經營程度較高的農田。使用國產設備，每畝投資為300元-400元。（4）卷盤式噴灌機 靠管內動水壓力驅動行走作業， 與中心支軸式及平移式的大型噴灌機相比，具有機動靈活、適應大小田塊、畝設備投資低等優點。 目前進口設備每畝投資為；50元左右， 設備國產化後可進一步降低投資， 這是一種適合我國國情、有發展前景的噴灌形式， 可適用於大田作物、蔬菜等。卷盤式噴灌機有噴槍式和析架式兩種， 後者具有霧化好、耗能低的優點。輕小型機組式噴灌，可以手抬或裝在手推車或拖拉機上，具有機動靈活、適應性強、價格較低等優點，通常用於較小地塊的抗旱噴灌。每畝投資為100元-200元。

微噴

微噴

微噴是新發展起來的一種微型噴灌形式。這是利用塑膠管道輸水，通過微噴頭噴灑進行局部灌溉的。它比一般噴灌更省水，可增產30%以上， 能改善田間小氣候，可結合施用化肥，提高肥效。國產設備畝投資一般在500元-800元。主要套用於果樹、經濟作物、花卉、草坪、溫室大棚等灌溉。

滴灌

滴灌

滴灌是利用塑膠管道將水通過直徑約10mm毛管上的孔口或滴頭送到作物根部進行局部灌溉。它是目前乾旱缺水地區最有效的一種節水灌溉方式，其水的利用率可達95%。滴灌較噴灌具有更高的節水增產效果，同時可以結合施肥，提高肥效一倍以上。可適用於果樹、蔬菜、經濟作物以及溫室大棚灌溉，在乾旱缺水的地方也可用於大田作物灌溉。其不足之處是滴頭易結垢和堵塞，因此應對水源進行嚴格的過濾處理。目前，國產設備已基本過關，有條件的地區應積極發展滴灌。

接管道的固定程度， 滴灌可分固定式、半固定式和移動式三種類型。固定式滴灌，其各級管道和滴頭的位置在灌溉季節是固定的。其優點是操作簡便、省工、省時， 灌水效果好。國產設備畝投資約為700元(果樹)-1400元(大棚蔬菜)。半固定式滴灌， 其乾、支管固定， 毛管由人工移動。畝投資為500元-700元。移動式滴灌，其乾、支、毛管均由人工移動，設備簡單，較半固定式滴灌節省投資，但用工較多。畝投資為2m元一500元。

覆膜灌

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，並通過膜上小孔滲入作物根部附近的土壤中進行灌溉，這種方法稱作膜上灌，在新疆等地已大面積推廣。採用膜上灌，深層滲漏和蒸發損失少，節水顯著，在地膜栽培的基礎上不需再增加材料費用，並能起到對土壤增溫和保墒作用。在乾旱地區可將滴灌管放在膜下，或利用毛管通過膜上小孔進行灌溉，這稱作膜下灌。這種灌溉方式既具有滴灌的優點，又具有地膜覆蓋的優點，節水增產效果更好。

痕灌

2013年2月26日，華中科技大學對外發布訊息，學校痕量灌溉研究中心歷時10多年研發出“痕量灌溉”技術，一舉打破農作物“被動式補水”傳統灌溉模式，改由農作物自主吸水、按需吸水。

“痕灌”是受化學上微量元素與痕量元素概念啟發而取名，主要指能在超微流量向作物長久供水，痕灌單位時間的出水量可達到滴灌的百分之一到千分之一。

痕灌技術的核心節水部件是痕灌控水頭，由具有良好導水性能的毛細管束和具有過濾功能的痕灌膜組成，控水頭埋在作物根系附近，毛細管束一端與充滿水的管道相連，另一端與土壤的毛細管相連，感知土壤水勢的變化。作物吸水導致根系周圍的水勢降低，即發出需水信號，控水頭內的水不斷以毛細管水的形式流向根系周圍，直至作物停止吸水；控水頭內的痕灌膜可防止毛細管束因雜質而堵塞，保證系統長期穩定工作。 多年田間試驗表明，痕灌比滴灌節水50%左右，即使在滴灌無法使用的地區也可推廣套用。

痕量灌溉套用前景廣闊。痕灌節水技術能耗更少，節水更多。尤其是能夠突破在常規節水灌溉很少涉及的荒漠化治理、礦山修復、城市綠化等領域的發展，能為解決糧食安全、生態保護和水資源危機作出貢獻。水利部等有關部委已表示將進一步深入研究此項高效節水灌溉新技術，積極創造條件進行大田試驗，不斷積累經驗，逐步完善技術，使之在更大範圍推廣套用。