灌溉

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鸟瞰撒哈拉沙漠中的灌溉系统
美国堪萨斯州卫星照片,显示由于时针式喷灌设施造成的圆形农田

灌溉就是用雨水以外的其他源来种植农作物或其他植物,不用灌溉而以雨水为唯一水源的农业称为旱田。

概论[编辑]

灌溉所需的水源可以是附近也可以是距离比较远的水体甚至冰雪,例如河流水、湖泊、地下水、、积雪等,可以直接引入农田或先储存在水库或蓄水池中,取决于是否是季节性降雨或水源的远近,也可以将建筑屋顶或没有农田的山区雨水储存起来,为以后灌溉使用。

如何从水源引入,并将水引入农田,有多种灌溉技术,主要目的是将水不多不少地平均分配给整个田地中的每一株植物。

历史[编辑]

从公元前60世纪埃及美索不达米亚平原,人类已经采用灌溉技术,在古埃及12王朝的法老已经将湖泊当作灌溉用的贮水库,贮存每年尼罗河泛滥的水用于干旱季节灌溉农田。

秘鲁安第斯山中,考古学家发现了3条水渠,是公元前4000年、3000年和9世纪的,是美洲已知最早的灌溉系统,在公元前4000年的那条水渠下面可能还有一条公元前5000年的水渠。

古代波斯使用的坎儿井是现在还在使用的最古老的灌溉技术,用一系列的竖井打通地下的渠道,从水源地引水使水渠比水源地低可以自流,同时防止在地上蒸发。

古代斯里兰卡的灌溉系统是当时世界上最复杂的系统,发明了带闸门的水渠,12世纪时国王在33年内就主持建造了165个堤坝、3910条水渠、163个大型蓄水池和2376个小型蓄水池,以支持繁荣的农业

巴基斯坦和北印度也有前2600年的灌溉水渠。

中国,公元前250年左右建成的著名的都江堰水利系统也是为灌溉修建的。

從20世纪起,柴油电力运转的机械,可以帮助人们抽取地下水用于灌溉。

灌溉形式[编辑]

美国怀俄明州山区草地的有控制阀的管道灌溉

漫灌[编辑]

漫灌要挖沟渠,以前用人工,后来用牲畜、拖拉机,后来最先进的用激光测距的先进机械,取决于 经济地理条件,例如需要灌溉的地域面积大小,有什麽可用的技术,人工费用等。植物在畦和陇沟中排成行或在苗床上生长,水沿着渠道进入农田,顺着陇沟或苗床边沿流入。也可以在田中用硬塑料管或管引水,在管上间隔距离开孔灌溉,用虹吸管连接渠道。

应用管道可以控制水流量,由于温度风速土壤、渗透能力等不同,漫灌容易造成有的地方水多,有的地方水不足的现象,管道可以移动,因此可以控制不产生这种不均的现象。尤其是如果采用自动阀门更可以增加效率。

但由于漫灌比较浪费水资源,需要较多的劳动力,并且容易造成地下水位抬高,因此使土壤盐碱化,在发达国家已经逐渐被淘汰。但由于只需要少量的资金和技术,在多数发展中国家中仍然被广泛使用。

喷灌[编辑]

喷灌是由管道将水送到位于田地中的喷头中喷出,有高压和低压的区别,也可以分为固定式和移动式。固定式喷头安装在固定的地方,有的喷头安装在地表面高度,主要用于需要美观的地方,如高尔夫球场、跑马场草地灌溉、公园、墓地等。

喷头的压力一般不能超过200,过高会产生水雾,影响灌溉效益,喷头有可以转动的,转动可以是360度回转也可以是转动一定角度。也有喷枪式。可以在275-900巴的压力下工作,喷射较远,流量达到3-76/秒。喷枪还可以用于工业防尘。

如果将喷头和水源用管子连接,使得喷头可以移动,为移动式喷灌,将塑料管卷到一个卷筒上,可以随着喷头移动放出,也可以人工移动喷头。

喷灌的缺点是由于蒸发也会损失许多水,尤其在有风的天气时,而且不容易均匀地灌溉整个灌溉面积,水存流在面上容易造成霉菌的繁殖,如果灌溉水中有化肥的话,在炎热阳光强烈的天气会造成叶面灼伤。

时针式喷灌机[编辑]

时针式喷灌机的枢轴

时针式喷灌机是一种移动式喷灌机,喷灌头安装在有轮子支撑的电镀管或管上,围绕一个中心旋转,从中心枢轴输送水,整个喷灌机喷灌面积形成一个圆。这种喷灌机械在美国使用的很普遍。

时针式喷灌机

这种机械喷头可以吊在钢管上,只在植物上面喷撒,有的可以几乎吊到地面上,直接在植物之间的地面上喷洒,因此可以节约由于蒸发损失的水。

时针式喷灌机的旋转可以由水力推动,也可以由电机推动,目前大多数都使用电机。这种机械灌溉面积是一个圆形,因此在每个圆形之间的空档不能被灌溉利用,只适合在耕地面积充分的地区使用。

美国爱达荷州的平移式喷灌机


平移式喷灌机[编辑]

也叫连续直线移动式喷灌机,是一个长管道,每隔一定间隔有一个支架,支架上有轮子,喷头在管子上,整个管道平行移动喷洒,水由管道一头输入,所以喷灌面积可以大到几千公顷。

微喷灌[编辑]

微喷灌是利用折射、旋转、或辐射式微型喷头将水均匀地喷洒到作物枝叶等区域的灌水形式,隶属于微灌范畴。 微喷灌的工作压力低,流量小,既可以定时定量的增加土壤水分,又能提高空气湿度,调节局部小气候,广泛应用于蔬菜、花卉、果园、药材种植场所,以及扦插育苗、饲养场所等区域的加湿降温。

滴灌[编辑]

滴灌头

滴灌是将水一滴一滴地、均匀而又缓慢地滴入植物根系附近土壤中的灌溉形式,滴水流量小,水滴缓慢入土,可以最大限度地减少蒸发损失,如果再加上地膜覆盖,可以进一步减少蒸发,滴灌条件下除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外,其它部位的土壤水分均处于非饱和状态,土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散。

但如果滴灌时间太长,根系下面可能发生浸透现象,因此目前滴灌都是由高技术的计算机操纵完成,也有由人工操作的。滴灌水压低,节水,可以用于对生长不同植物的地区,对每棵植物分别灌溉,但对坡地需要有压力补偿,用计算机可以依靠调节不同地段的阀门来控制,关键是控制调节压力和从水中去除颗粒物,以防堵塞滴灌孔。水的输送一般用塑料管,应该是黑色的,或覆盖在地膜下面,防止生长藻类,也防止管道由于紫外线的照射而老化。滴灌也可以用埋在地下的多孔陶瓷管完成,但费用较高,只有时用于草皮和高尔夫球场。

渗灌[编辑]

渗灌技术已经在地下水位较高的地方应用许多年了,是人工将地下水位抬高,直接从底下为植物根系供水的方法。

渗灌常用于商业温室产品,如对盆花进行灌溉,还可以施肥,用含有肥料的水溶液从底部浸泡花盆10 到20分钟,然后水可以回收,这种运作需要高技术自动操作,设备费用贵,但节省人力、水和化肥,同时维护和操作费用也很低,原理和地下滴灌一样。

灌溉造成的问题[编辑]

土地盐碱化过程示意图
  • 对地表水源的争夺
  • 造成地下水位下降
  • 地面沉降
  • 在蒸发量大的地区造成土壤盐碱化
  • 过度灌溉的地区造成农业废水引起的农药和化肥污染

另见[编辑]

外部链接[编辑]

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