在现代农业的灌溉领域,喷灌技术犹如一颗璀璨的明星,以其独特的优势成为众多灌溉方式中的佳选。
一、喷灌的节水原理与显著成效
喷灌是一种借助水泵和管道系统或利用自然水源落差,将具有一定压力的水喷向空中,散成小水滴或形成弥雾降落到植物和地面的灌溉方式。它的节水效果十分显著,这主要源于其独特的灌溉模式。与传统的漫灌相比,喷灌可以控制喷水量和均匀性,避免产生地面径流和深层渗漏损失。在实际应用中,一般比漫灌节省水量30% - 50%。例如在一些沙质土地等透水性强、保水能力差的土壤环境中,喷灌的节水效果更为突出。这种节水能力不仅意味着对水资源的利用,同时也节省了动力,降低了灌水成本。
二、省工:机械化与自动化的体现
喷灌在省工方面表现很好。它便于实现机械化和自动化操作,这一特性使其能够大量节省劳动力。在传统的地面灌溉中,田间需要大量的人力进行输水沟渠的维护、灌溉水的引导等工作,而喷灌取消了田间的输水沟渠,减少了杂草生长的同时,也免除了整修沟渠和清除杂草的工作。而且,喷灌还可以结合施入化肥和农药,在灌溉的同时完成施肥和施药工作,又可以省去不少劳动量。据统计,喷灌所需的劳动量仅为地面灌溉的五分之一。这对于劳动力成本日益增加的现代农业来说,无疑是一大优势。
三、增产:多方面因素的综合作用
1. 土壤水分的准确控制
喷灌能够采用较小的灌水定额进行浅浇勤灌,便于严格控制土壤水分,使土壤湿度维持在作物生长适宜的范围。这有助于作物根系在适宜的湿度环境中生长,更好地吸收土壤中的养分,从而促进作物的生长发育。
2. 土壤结构的保护与肥力提升
喷灌对耕作层土壤不产生机械破坏作用,可保持土壤团粒结构,使土壤疏松、孔隙多、通气条件好。良好的土壤结构有利于促进养分分解,使土壤中的微生物活跃起来,进而提高土壤肥力。土壤肥力的提升为作物生长提供了充足的养分来源,是增产的重要因素之一。
3. 田间小气候的调节
喷灌可以调节田间的小气候,增加近地表空气湿度。在空气炎热的季节,喷灌能够起到调节叶面温度的作用,避免作物因高温而受到伤害。同时,喷灌还能冲洗叶面上的尘土,有利于植物的呼吸和光合作用。例如,蔬菜在经过喷灌后,叶片能够更好地进行光合作用,合成更多的有机物质,从而实现增产。大田作物可增产20%左右,经济作物可增产30%以上,蔬菜可增产1 - 2倍。
四、喷灌系统的类型与适用场景
1. 机组式喷灌系统
喷灌机将喷灌系统中的相关部件组装成一体,形成可移动的机组进行作业。这种系统一般在手抬式或手推车拖拉机上安装一个或多个喷头、水泵、管道,以电动机或柴油机为动力进行喷洒灌溉。其结构紧凑、机动灵活、机械利用率高,能够一机多用,单位喷灌面积的投资低,适合田间渠道配套性好或水源分布广、取水点较多的地区,如一些小型农田或分散的种植区域。
2. 管道式喷灌系统
- 全固定式:除喷头外,各组成部分在长年或灌溉季节均固定不动。干管和支管多埋设在地下,喷头装在由支管接出的竖管上。这种系统操作方便、效率高、占地少,也便于综合利用(如结合施肥、喷农药等)和实现灌溉的自动控制,但需要大量管材,单位面积投资高,适用于灌溉频繁的经济作物区(如蔬菜种植区)和高产作物地区。
- 全移动式:除水源外,动力机、水泵、干管、支管和喷头等都是可以移动的,因而可在一个灌溉季节里在不同地块轮流使用,提高了设备利用率,并可节省单位面积投资,但工作效率和自动化程度低。常用于灌溉次数较少的大田作物和小块地段。
- 半固定式:介于全固定式和全移动式之间,水泵和干管固定,而支管和喷头则可移动。其投资比固定式喷灌系统少,喷灌效率较移动式喷灌系统高,常用于大田作物。
五、喷灌的局限性与应对措施
尽管喷灌具有众多优点,但也存在一些局限性。其主要的投资费用相对较大,例如固定式喷灌系统单位面积投资较高。此外,喷灌受风速和气候的影响较大,当风速大于5.5米/秒(相当于4级风)时,就能吹散雨滴,降低喷灌均匀性,不宜进行喷灌;在气候十分干燥时,蒸发损失增加,也会降低效果。针对这些问题,在实际应用中可以采取一些应对措施。对于投资成本高的问题,可以根据种植作物的经济价值和灌溉需求,合理选择喷灌系统的类型,如在经济作物区选择全固定式喷灌系统以实现灌溉和综合利用,而在大田作物区选择半固定式或移动式喷灌系统以降低成本。对于受风速和气候影响的问题,可以在风速较小时进行喷灌作业,或者采用防风措施,如设置防风林带等,减少风对喷灌效果的影响;在气候干燥时,可以适当调整喷灌时间,如选择在清晨或傍晚进行喷灌,以减少蒸发损失。
综上所述,喷灌以其节水、省工、增产等诸多优势,在现代农业灌溉中发挥着不可替代的作用。随着科技的不断发展,喷灌技术也将不断完善和创新,为农业的可持续发展提供更有力的支持。