在現代農業的灌溉領域,噴灌技術猶如一顆璀璨的明星,以其獨特的優勢成為眾多灌溉方式中的佳選。
一、噴灌的節水原理與顯著成效
噴灌是一種借助水泵和管道系統或利用自然水源落差,將具有一定壓力的水噴向空中,散成小水滴或形成彌霧降落到植物和地面的灌溉方式。它的節水效果十分顯著,這主要源于其獨特的灌溉模式。與傳統的漫灌相比,噴灌可以控制噴水量和均勻性,避免產生地面徑流和深層滲漏損失。在實際應用中,一般比漫灌節省水量30% - 50%。例如在一些沙質土地等透水性強、保水能力差的土壤環境中,噴灌的節水效果更為突出。這種節水能力不僅意味著對水資源的利用,同時也節省了動力,降低了灌水成本。
二、省工:機械化與自動化的體現
噴灌在省工方面表現很好。它便于實現機械化和自動化操作,這一特性使其能夠大量節省勞動力。在傳統的地面灌溉中,田間需要大量的人力進行輸水溝渠的維護、灌溉水的引導等工作,而噴灌取消了田間的輸水溝渠,減少了雜草生長的同時,也免除了整修溝渠和清除雜草的工作。而且,噴灌還可以結合施入化肥和農藥,在灌溉的同時完成施肥和施藥工作,又可以省去不少勞動量。據統計,噴灌所需的勞動量僅為地面灌溉的五分之一。這對于勞動力成本日益增加的現代農業來說,無疑是一大優勢。
三、增產:多方面因素的綜合作用
1. 土壤水分的準確控制
噴灌能夠采用較小的灌水定額進行淺澆勤灌,便于嚴格控制土壤水分,使土壤濕度維持在作物生長適宜的范圍。這有助于作物根系在適宜的濕度環境中生長,更好地吸收土壤中的養分,從而促進作物的生長發育。
2. 土壤結構的保護與肥力提升
噴灌對耕作層土壤不產生機械破壞作用,可保持土壤團粒結構,使土壤疏松、孔隙多、通氣條件好。良好的土壤結構有利于促進養分分解,使土壤中的微生物活躍起來,進而提高土壤肥力。土壤肥力的提升為作物生長提供了充足的養分來源,是增產的重要因素之一。
3. 田間小氣候的調節
噴灌可以調節田間的小氣候,增加近地表空氣濕度。在空氣炎熱的季節,噴灌能夠起到調節葉面溫度的作用,避免作物因高溫而受到傷害。同時,噴灌還能沖洗葉面上的塵土,有利于植物的呼吸和光合作用。例如,蔬菜在經過噴灌后,葉片能夠更好地進行光合作用,合成更多的有機物質,從而實現增產。大田作物可增產20%左右,經濟作物可增產30%以上,蔬菜可增產1 - 2倍。
四、噴灌系統的類型與適用場景
1. 機組式噴灌系統
噴灌機將噴灌系統中的相關部件組裝成一體,形成可移動的機組進行作業。這種系統一般在手抬式或手推車拖拉機上安裝一個或多個噴頭、水泵、管道,以電動機或柴油機為動力進行噴灑灌溉。其結構緊湊、機動靈活、機械利用率高,能夠一機多用,單位噴灌面積的投資低,適合田間渠道配套性好或水源分布廣、取水點較多的地區,如一些小型農田或分散的種植區域。
2. 管道式噴灌系統
- 全固定式:除噴頭外,各組成部分在長年或灌溉季節均固定不動。干管和支管多埋設在地下,噴頭裝在由支管接出的豎管上。這種系統操作方便、效率高、占地少,也便于綜合利用(如結合施肥、噴農藥等)和實現灌溉的自動控制,但需要大量管材,單位面積投資高,適用于灌溉頻繁的經濟作物區(如蔬菜種植區)和高產作物地區。
- 全移動式:除水源外,動力機、水泵、干管、支管和噴頭等都是可以移動的,因而可在一個灌溉季節里在不同地塊輪流使用,提高了設備利用率,并可節省單位面積投資,但工作效率和自動化程度低。常用于灌溉次數較少的大田作物和小塊地段。
- 半固定式:介于全固定式和全移動式之間,水泵和干管固定,而支管和噴頭則可移動。其投資比固定式噴灌系統少,噴灌效率較移動式噴灌系統高,常用于大田作物。
五、噴灌的局限性與應對措施
盡管噴灌具有眾多優點,但也存在一些局限性。其主要的投資費用相對較大,例如固定式噴灌系統單位面積投資較高。此外,噴灌受風速和氣候的影響較大,當風速大于5.5米/秒(相當于4級風)時,就能吹散雨滴,降低噴灌均勻性,不宜進行噴灌;在氣候十分干燥時,蒸發損失增加,也會降低效果。針對這些問題,在實際應用中可以采取一些應對措施。對于投資成本高的問題,可以根據種植作物的經濟價值和灌溉需求,合理選擇噴灌系統的類型,如在經濟作物區選擇全固定式噴灌系統以實現灌溉和綜合利用,而在大田作物區選擇半固定式或移動式噴灌系統以降低成本。對于受風速和氣候影響的問題,可以在風速較小時進行噴灌作業,或者采用防風措施,如設置防風林帶等,減少風對噴灌效果的影響;在氣候干燥時,可以適當調整噴灌時間,如選擇在清晨或傍晚進行噴灌,以減少蒸發損失。
綜上所述,噴灌以其節水、省工、增產等諸多優勢,在現代農業灌溉中發揮著不可替代的作用。隨著科技的不斷發展,噴灌技術也將不斷完善和創新,為農業的可持續發展提供更有力的支持。
