膜下滴灌的原理與特點(diǎn)

關(guān)于膜下滴灌的原理與特點(diǎn)主要內(nèi)容

一、膜下滴灌的原理二、滴灌系統(tǒng)的組成三、滴灌的效果分析四、膜下滴灌的特點(diǎn)五、滴灌技術(shù)的發(fā)展第2頁,共27頁，2024年2月25日，星期天滴水灌溉，是利用專用的灌水器（滴頭或滴灌帶）使水流以水滴形式進(jìn)入作物根區(qū)濕潤(rùn)土壤的一種灌水方式；將滴灌帶鋪設(shè)在膜下，利用水管道將灌溉水源送入滴灌帶，滴灌帶設(shè)有滴頭，使水源不斷滴入土壤中直至滲入作物根部，減少土壤水分蒸發(fā)，提高作物吸收的水分。一、膜下滴灌的原理

內(nèi)鑲式灌水器

孔口式滴灌器

單翼迷宮式滴灌帶第3頁,共27頁，2024年2月25日，星期天滴灌的濕潤(rùn)形式一定地塊的滴頭數(shù)量和灌溉濕潤(rùn)形式?jīng)Q定于所種植作物和土壤類型；一、膜下滴灌的原理黏土壤土沙土滴灌在地表真實(shí)濕潤(rùn)形式第4頁,共27頁，2024年2月25日，星期天5一、膜下滴灌的原理灌溉水在土壤中的移動(dòng)“洋蔥形”的濕潤(rùn)形式由于滴灌所用的是低流量灌水器（通常選用2-8升/小時(shí)），灌溉水通過毛管張力向下面和側(cè)面移動(dòng)，少量的水通過重力向下移動(dòng)。灌溉水在根部的濕潤(rùn)范圍第5頁,共27頁，2024年2月25日，星期天一、膜下滴灌的原理60cm灌溉水的分布在使用滴灌設(shè)施時(shí)，水在作物附近從一個(gè)點(diǎn)向周圍擴(kuò)散分布，以2-8升/小時(shí)的低流量在作物最活躍的根系區(qū)形成連續(xù)的濕潤(rùn)水帶。第6頁,共27頁，2024年2月25日，星期天一、膜下滴灌的原理60cm1m低流量灌溉

高流量灌溉根系集中、發(fā)達(dá)根系分散、較弱第7頁,共27頁，2024年2月25日，星期天膜下滴灌系統(tǒng)由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、滴頭及控制、量測(cè)和保護(hù)裝置等組成。

二、膜下滴灌系統(tǒng)的組成圖1-1滴灌系統(tǒng)示意圖1－水泵；2－供水管；3－蓄水池；4－逆止閥；5－壓力表6－施肥罐；7－過濾器；8－排污管；9－閥門；10－水表；11－干管；12－支管；13－毛管；14－灌水器；15－沖洗閥門第8頁,共27頁，2024年2月25日，星期天1、水源工程滴灌系統(tǒng)的水源可以是機(jī)井、泉水、水庫、渠道、江河、湖泊、池塘等，但水質(zhì)必須符合灌溉水質(zhì)的要求。滴灌系統(tǒng)的水源工程一般是指：為從水源取水進(jìn)行滴灌而修建的攔水、引水、蓄水、提水和沉淀工程，以及相應(yīng)的輸配電工程。二、膜下滴灌系統(tǒng)的組成蓄水池引水工程沉淀池第9頁,共27頁，2024年2月25日，星期天2、首部樞紐滴灌系統(tǒng)的首部樞紐包括動(dòng)力機(jī)、水泵、施肥（藥）裝置、過濾設(shè)施和安全保護(hù)及量測(cè)控制設(shè)備。其作用是從水源取水加壓并注入肥料（農(nóng)藥）經(jīng)過濾后按時(shí)按量輸送進(jìn)管網(wǎng)，擔(dān)負(fù)著整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)、量測(cè)和調(diào)控任務(wù)，是全系統(tǒng)的控制調(diào)配中心。二、膜下滴灌系統(tǒng)的組成首部樞紐示意圖過濾設(shè)施第10頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

滴灌常用的水泵有潛水泵、離心泵、深井泵、管道泵等，動(dòng)力機(jī)可以是電動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)等。如果水源的自然水頭（水塔、高位水池、壓力給水管）滿足滴灌系統(tǒng)壓力要求，則可省去水泵和動(dòng)力。過濾設(shè)備是將水流過濾，防止各種污物進(jìn)入滴灌系統(tǒng)堵塞滴頭或在系統(tǒng)中形成沉淀。過濾設(shè)備有攔污柵、離心過濾器、砂石過濾器、篩網(wǎng)過濾器、疊片過濾器等。當(dāng)水源為河流和水庫等水質(zhì)較差的水源時(shí)，需建沉淀池。施肥裝置的作用是使易溶于水并適于根施的肥料、農(nóng)藥、除草劑、化控藥品等在施肥罐內(nèi)充分溶解，然后再通過滴灌系統(tǒng)輸送到作物根部。流量、壓力測(cè)量?jī)x表用于管道中的流量及壓力測(cè)量，一般有壓力表、水表等。安全保護(hù)裝置用來保證系統(tǒng)在規(guī)定壓力范圍內(nèi)工作，消除管路中的氣阻和真空等，一般有控制器、傳感器、電磁閥、水動(dòng)閥、空氣閥等。調(diào)節(jié)控制裝置一般包括各種閥門，如閘閥、球閥、蝶閥等，其作用是控制和調(diào)節(jié)滴灌系統(tǒng)的流量和壓力。二、膜下滴灌系統(tǒng)的組成第11頁,共27頁，2024年2月25日，星期天3、輸配水管網(wǎng)輸配水管網(wǎng)的作用是將首部樞紐處理過的水流按照要求輸送分配到每個(gè)灌水單元和滴頭，包括干管、支管、毛管及所需的連接管件和控制、調(diào)節(jié)設(shè)備。由于滴灌系統(tǒng)的大小及管網(wǎng)布置不同，管網(wǎng)的等級(jí)劃分也有所不同。

二、膜下滴灌系統(tǒng)的組成圈型滴頭一字型管網(wǎng)布置示意圖第12頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

4、滴頭

滴頭是滴灌系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部件，是直接向作物施水肥的設(shè)備。其作用是利用滴頭的微小流道或孔眼消能減壓，使水流變?yōu)樗尉鶆虻厥┤胱魑锔鶇^(qū)土壤中。二、膜下滴灌系統(tǒng)的組成迷宮式滴管貼片式滴管支管與毛管的連接處第13頁,共27頁，2024年2月25日，星期天從經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益以及技術(shù)效益四個(gè)方面，對(duì)新疆膜下滴灌技術(shù)推廣效果的現(xiàn)狀進(jìn)行分析。經(jīng)濟(jì)效益由新疆最大的節(jié)水器材生產(chǎn)企業(yè)—天業(yè)節(jié)水灌溉有限公司的調(diào)查研究，膜下滴灌技術(shù)與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比，有較大的經(jīng)濟(jì)效益差額。棉花膜下滴灌與常規(guī)灌溉相比，單方水所創(chuàng)造的產(chǎn)值為2.88元/m3，比常規(guī)灌溉的1.55元/m3高1.33元/m3；膜下滴灌加工番茄，畝產(chǎn)值滴灌1536元/畝，傳統(tǒng)灌溉1152元/畝，分別減去各自投入成本1057.89元和945.57元，產(chǎn)生的利潤(rùn)為479.00元/畝和206.3元/畝，滴灌每畝地比常規(guī)灌溉人工采收畝增加效益在272.7元左右；膜下滴灌玉米，增產(chǎn)43.37%，收益增加247.69元/畝，水效益比常規(guī)灌溉的0.87元/m3高0.77元/m3；膜下滴灌線椒，每畝干辣椒產(chǎn)量增加213.00kg/畝，增產(chǎn)68.71%，每畝純收入增加773.9元，水效益比常規(guī)灌溉的1.50元/m3高1.49元/m3；新疆哈密淖毛湖種植膜下滴灌甜瓜保苗株數(shù)增加85％，座瓜率提高到80％，商品率提高到70％，每畝產(chǎn)量達(dá)2.5～3.0噸，平均增產(chǎn)1.5噸，增收1500.0元/畝。三、膜下滴灌的效果分析第14頁,共27頁，2024年2月25日，星期天生態(tài)效益第一方面是節(jié)約水資源。棉花膜下滴灌與常規(guī)灌溉相比，膜下滴灌節(jié)水率能達(dá)到42%，水產(chǎn)比為0.85kg/m3,比常規(guī)灌溉的0.45kg/m3高0.4kg/m3，膜下滴灌加工番茄，平均節(jié)水55.6%，增產(chǎn)幅度37.5％，膜下滴灌玉米，節(jié)水22.24%，水產(chǎn)比比常規(guī)灌溉的0.87kg/m3高0.77kg/m3，膜下滴灌線椒，比常規(guī)灌溉節(jié)水15.21%，水產(chǎn)比比常規(guī)灌溉的0.33kg/m3高0.34kg/m3；第二方面是增加了農(nóng)業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，解決了由于干旱帶來的農(nóng)業(yè)損失。第三方面是減輕了化肥和農(nóng)藥對(duì)土壤的負(fù)面影響。

三、膜下滴灌的效果分析第15頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

社會(huì)效益第一是提高了農(nóng)戶的總體收入水平，在2000年對(duì)采用膜下滴灌技術(shù)的調(diào)查中，我們可以了解到，在采用膜下滴灌技術(shù)的農(nóng)戶里，每個(gè)勞動(dòng)力在管理5.33公頃土地的情況下，年凈收入能達(dá)到13338.4元，是常規(guī)灌溉的6.1倍，隨著政府政策性的補(bǔ)貼，這一倍數(shù)將進(jìn)一步拉大；第二是帶動(dòng)了與節(jié)水產(chǎn)業(yè)相關(guān)的化工輕工業(yè)、農(nóng)學(xué)、機(jī)械以及水利等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有較強(qiáng)的綜合帶動(dòng)效應(yīng)。三、膜下滴灌的效果分析第16頁,共27頁，2024年2月25日，星期天技術(shù)效益第一是提高了肥料的利用率，采用膜下滴灌技術(shù)后，可以控制肥料的施用量，可以根據(jù)不同作物對(duì)不同礦物質(zhì)的需求，減少不必要的浪費(fèi),由于肥料直接滴到了農(nóng)作物的根部，減少了肥料在地表的損失，進(jìn)而提高了肥料的利用率；第二是規(guī)模效益顯著，常規(guī)灌溉棉花，每個(gè)勞動(dòng)力管理25畝，而膜下滴灌種植棉花下，每個(gè)勞動(dòng)力可以管理80-120畝，提高了3-4倍的管理定額，產(chǎn)生了極大的規(guī)模效益；最后是提高了土地的利用效率，由于膜下滴灌技術(shù)采用管道輸水，田間不需要修斗、農(nóng)、毛渠和埂等，減少了土地的不必要浪費(fèi)。三、膜下滴灌的效果分析第17頁,共27頁，2024年2月25日，星期天1．灌溉用水最省滴灌僅濕潤(rùn)作物根系發(fā)育區(qū)，屬局部灌溉形式，由于滴水強(qiáng)度小于土壤的入滲速度，因而不會(huì)形成徑流使土壤板結(jié)。膜下滴灌滴水量很少，且能夠使土壤中有限的水分循環(huán)于土壤與地膜之間，減少作物的棵間蒸發(fā)。覆蓋地膜還能將較小的無效降雨變成有效降雨，提高自然降雨的利用率。據(jù)測(cè)試：膜下滴灌的平均用水量是傳統(tǒng)灌溉方式的12%，是噴灌的50%，是一般滴灌的70%。四、膜下滴灌的特點(diǎn)第18頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

2．肥料利用率提高易溶肥料施肥，可利用滴灌隨水滴到作物根系土壤中，使肥料利用率大大提高。據(jù)測(cè)試，膜下滴灌可使肥料的利用率由30%～40%，提高到50%—60%。四、膜下滴灌的特點(diǎn)NKNN-NNNNNNKKKKKKPPPPPPP+++++-----第19頁,共27頁，2024年2月25日，星期天3．增產(chǎn)效果明顯膜下滴灌能適時(shí)適量地向作物根區(qū)供水供肥，調(diào)節(jié)棵間的溫度和濕度；同時(shí)地膜覆蓋晝夜溫差變化時(shí)，膜內(nèi)結(jié)露，能改善作物生長(zhǎng)的微氣候環(huán)境，從而為作物生長(zhǎng)提供良好的條件，因而增產(chǎn)效果明顯。據(jù)調(diào)查，膜下滴灌可使一般的低產(chǎn)棉花產(chǎn)量提高30%，蔬菜增收40%，西瓜、甜瓜增收25%。四、膜下滴灌的特點(diǎn)第20頁,共27頁，2024年2月25日，星期天4．投工費(fèi)用很低膜下滴灌，由于植物行間無灌溉水分，因而雜草比全面積灌溉的土壤少，可減少除草投工。滴水灌溉，土壤不板結(jié)，可減少鋤地次數(shù)。滴灌系統(tǒng)又不需平整土地和開溝打畦，可實(shí)行自動(dòng)控制，大大降低田間灌水的勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度。據(jù)調(diào)查，滴灌比大水漫灌每667平方米(1畝)省工10個(gè)左右。

四、膜下滴灌的特點(diǎn)干土第21頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

5．工程造價(jià)便宜多少年來，滴灌技術(shù)一直被人們稱為昂貴技術(shù)而僅應(yīng)用在高附加值的作物中。隨著水資源的日趨短缺和國(guó)產(chǎn)滴灌設(shè)施進(jìn)行的適合國(guó)情、降低投資的研究取得很大的進(jìn)展，滴灌技術(shù)已完全能夠進(jìn)入大田和適應(yīng)普通農(nóng)業(yè)使用。特別是新疆天業(yè)膜下滴灌設(shè)施，每667平方米造價(jià)僅300元左右，是國(guó)外同類產(chǎn)品造價(jià)的1/8，設(shè)備使用期可達(dá)5—8年，最末級(jí)滴灌帶每米價(jià)格僅為0．2元，每667平方米土地滴灌帶投資僅需120元，使用二年左右后滴灌帶還可以舊換新，每米只收0．12元加工費(fèi)，每667平方米滴灌帶投資可降到70多元。四、膜下滴灌的特點(diǎn)第22頁,共27頁，2024年2月25日，星期天(1)灌水器易于堵塞。(2)會(huì)引起淺層土壤鹽分積累。(3)限制根系的發(fā)展。(4)覆膜種植引起塑料污染。(5)造價(jià)較高。(6)潛在風(fēng)險(xiǎn)大。高頻灌溉要求水電保證率高。

四、膜下滴灌的特點(diǎn)第23頁,共27頁，2024年2月25日，星期天國(guó)際上的發(fā)展：以色列滴灌技術(shù)的發(fā)展1962年以色列農(nóng)民發(fā)現(xiàn)滴灌有很好的灌溉效果。1964年耐特菲姆公司誕生。以色列滴灌系統(tǒng)目前已是第六代。以色列國(guó)土面積為2.1萬km2，耕地面積660萬畝，農(nóng)業(yè)灌溉用水僅為13億m3，每畝用水不到200m3

，養(yǎng)活了580多萬人口，還成為歐洲的“廚房”。一個(gè)農(nóng)業(yè)人可養(yǎng)活90-100人。五、滴灌技術(shù)的發(fā)展第24頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

國(guó)內(nèi)的發(fā)展：以新疆的滴灌技術(shù)發(fā)展為例

我國(guó)是20世紀(jì)70年代中期引進(jìn)的滴灌技術(shù)，新疆是我國(guó)最早引進(jìn)膜下滴灌技術(shù)的省區(qū)之一。新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師121團(tuán)農(nóng)場(chǎng)早在1980年就進(jìn)行了滴灌試驗(yàn)的探索，但由于種種原因被迫中斷；1985年又在該師143團(tuán)農(nóng)場(chǎng)建設(shè)了16公頃大田移動(dòng)式滴灌試驗(yàn)，由于過濾器的嚴(yán)重堵塞，試水為完成就停止了運(yùn)行；1986年通過自制兩套過濾器材輪換使用，終于取得了試驗(yàn)成功，但由于移動(dòng)式滴灌，在棉花封攏后，移動(dòng)毛管困難且費(fèi)時(shí)費(fèi)工，加之農(nóng)場(chǎng)資金不足，此技術(shù)未能推廣；1996年農(nóng)八師水利局等單位，使用北京綠源公司生產(chǎn)的滴灌器材，在121團(tuán)1.67公頃棄耕的土地上進(jìn)行了棉花膜下滴灌技術(shù)試驗(yàn)，取得了成功；五、滴灌技術(shù)的發(fā)展第25頁,共27頁，2024年2月25日，星期天1997年又在三個(gè)不同的生態(tài)條件下的團(tuán)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，又一次獲得成功；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)為發(fā)展棉花膜下滴灌技術(shù)，自1998年起，用了三年的時(shí)