新型地下灌溉系統(tǒng)對以前的地下微灌系統(tǒng)進(jìn)行了如下三個(gè)方面的改進(jìn):(1)引入新的支管設(shè),防止支管外表出水口被作物根系侵入和被土壤顆粒堵塞;(2)在支管下面鋪設(shè)不透水的聚乙烯襯底,防止因深層滲漏,尤其是砂質(zhì)土層的深層滲漏所造成的水分損失;(3)特殊的安裝設(shè)備,這種設(shè)備裝備有一個(gè)v型機(jī)具,可在不破壞土壤自然結(jié)構(gòu)的條件下鋪設(shè)襯底和管道!
幾年的應(yīng)用實(shí)踐證明,這三方面的改進(jìn)可提高灌溉效率。與其它灌溉方法相比,本系統(tǒng)具有灌溉效率顯著、維護(hù)少、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
1、前言 勿容置疑,水是人類不可缺少的,我們再不能濫用和污染水了。為此,我們需要改變自己的觀點(diǎn),將水作為一種珍貴的資源來看待!
不論是在水質(zhì)還是在水量上,農(nóng)業(yè)都是全球水資源最大的威脅。事實(shí)上,農(nóng)業(yè)作為最大的用水戶,其用水量超過了可供水量的供給。此外,在滿足不斷增長的人口對糧食需求的同時(shí),農(nóng)業(yè)還必須減小對環(huán)境的影響。
除其他用水戶外,灌溉農(nóng)業(yè)還需致力于防止對水的濫用和浪費(fèi)。這些都需要通過對灌溉系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造和對管理及社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況進(jìn)行改善來獲得。本文所介紹的地下灌溉系統(tǒng)實(shí)例就包括了技術(shù)革新、管理、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)幾方面的內(nèi)容!
2、地下灌溉系統(tǒng) 地下灌溉系統(tǒng)(以下簡稱sis)是由滴灌演變而來的。因微灌系統(tǒng)灌溉效率可高達(dá)90%,所以這種技術(shù)在全球灌溉方面倍受青睬,與其他配水系統(tǒng)相比,它具有耗能少、輸水效率高、灌水效率高、水利用效率高等優(yōu)點(diǎn)。然而,其應(yīng)用卻有一定限制:(1)投資高;(2)灌水均勻性差;(3)鹽堿化問題;(4)地面管道和灌水器耐久性差;(5)技術(shù)復(fù)雜;(6)堵塞問題。高額系統(tǒng)投資可通過節(jié)水節(jié)能得到部分補(bǔ)償,尤其是水、能分配方面的投資回收機(jī)制建立起來以后。
為克服其他幾方面的限制,增強(qiáng)滴灌的優(yōu)勢;過去十年來曾進(jìn)行了一系列的努力。其中一項(xiàng)滴灌技術(shù)革新是在地下鋪設(shè)固定的多孔管道。這些sis想要實(shí)現(xiàn)助是將一定量的水直接輸送至需要灌溉的作物根部土壤。上述技術(shù)是由農(nóng)民、技術(shù)人員和大學(xué)專家合作開發(fā)而成的。經(jīng)過在匈牙利八年和埃及七年的田間應(yīng)用,證明這種技術(shù)是成熟的!
3、系統(tǒng)構(gòu)成 sis包括傳統(tǒng)滴灌系統(tǒng)的所有構(gòu)件:一個(gè)由總干管、干管和支管組成的管網(wǎng),且沿支管布設(shè)有灌水點(diǎn)。加壓裝置和帶有施肥箱的過濾器以下的輸水部件被埋設(shè)在地下60—8cm深處。新型支管設(shè)計(jì)和在每條支管下鋪設(shè)不透水襯底是其兩大特點(diǎn)!
4、農(nóng)用滴灌管道
水流經(jīng)過主輸水管內(nèi)壁上的孔進(jìn)入螺旋狀供水管。由于管道出水口有翼片,外出水不可能被作物根系插入或被土壤顆粒堵塞。管道外徑為25mm,其中螺旋狀供水管內(nèi)徑1.8mm。灌水器距離及支管埋深和間距可根據(jù)耕作要求變化。具有不同灌水器間距的兩種標(biāo)準(zhǔn)管為: a型:33cm;或66cm;或99cm。 b型;66cm;或132cm!
5、襯底鋪設(shè)
為防止深層滲漏,尤其是砂質(zhì)土層的深層滲漏,在每條支管下鋪設(shè)了一個(gè)不透水的v型聚乙烯襯底。v型襯底寬60cm,厚0.06cm,襯底之間有2—5m的間隔。這樣,一方面雨季多余的水分可滲入深部土層。另一方面,襯底將雨水、灌漏水及溶解后的添加劑(如肥料、除草劑等)滯留在作物根部土層!
6、設(shè)備安裝
在敷設(shè)支管及其下部的襯底時(shí),采用了一種v型犁具。這種v型犁具可同時(shí)將襯底和管道鋪設(shè)在地表以下所需深度(30—70cm)。該犁具由拖拉機(jī)牽引作業(yè),根據(jù)不同的土壤條件,其鋪設(shè)速度可達(dá)1—5ha/天。因無需對土壤進(jìn)行開挖,所以土壤結(jié)構(gòu)不會(huì)受到破壞。如果植株間距一定,這種設(shè)備也可以在已種植的土地上敷設(shè)支管及襯底!
7、節(jié)水與生態(tài)保護(hù)
與其他灌溉方法相比,地下灌溉系統(tǒng)灌溉效率較高,其總耗水量比噴灌少50%以上,甚至比傳統(tǒng)的滴灌系統(tǒng)還少30%。因其在作物根部土壤灌水速度慢、灌水量小、水壓低,而且肥料用量少,所以這種系統(tǒng)不僅能耗少,而且對生態(tài)保護(hù)也有顯著作用。此外,由于深層滲漏顯著減少,溶解后的肥料和土壤消毒劑不會(huì)污染地下水資源。再者,該系統(tǒng)不會(huì)對土壤結(jié)構(gòu)造成破壞,且與地面滴灌系統(tǒng)相比,它對土壤板結(jié)的影響較小。另一重要方面是它可形成有利的農(nóng)田小氣候來防止寄生蟲和真菌的侵害。同進(jìn),殺蟲劑和農(nóng)藥的用量也可減少到最小!
8、社會(huì)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢及系統(tǒng)笛理
在經(jīng)濟(jì)方面,地下灌溉系統(tǒng)具有省水、節(jié)能、使用壽命長、維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)。此外,它還可顯著提高作物產(chǎn)量,地下灌溉系統(tǒng)要比地面灌水方法增產(chǎn)30—70%。由于實(shí)施地下鋪設(shè)和機(jī)械化作業(yè),系統(tǒng)支管不會(huì)因暴露面受到破壞,同時(shí)也節(jié)省了勞動(dòng)力。在管理方面,由于系統(tǒng)操作簡便,所以很少出現(xiàn)管理問題!
生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理效益是相互聯(lián)系的,一個(gè)灌溉系統(tǒng)不僅是一個(gè)高度復(fù)雜的社會(huì)——經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),同時(shí)也是一個(gè)社會(huì)——生態(tài)技術(shù)系統(tǒng)。sis正是成功地綜合了灌溉農(nóng)業(yè)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境各方面,進(jìn)而成為了一種適應(yīng)環(huán)境、高產(chǎn)的灌溉系統(tǒng)。