膜下滴灌的原理與特點

關于膜下滴灌的原理與特點主要內容

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、膜下滴灌的特點五、滴灌技術的發(fā)展第2頁,共27頁，星期六，2024年，5月滴水灌溉，是利用專用的灌水器（滴頭或滴灌帶）使水流以水滴形式進入作物根區(qū)濕潤土壤的一種灌水方式；將滴灌帶鋪設在膜下，利用水管道將灌溉水源送入滴灌帶，滴灌帶設有滴頭，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，星期六，2024年，5月滴灌的濕潤形式一定地塊的滴頭數(shù)量和灌溉濕潤形式?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濕潤形式第4頁,共27頁，星期六，2024年，5月5一、膜下滴灌的原理灌溉水在土壤中的移動“洋蔥形”的濕潤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），灌溉水通過毛管張力向下面和側面移動，少量的水通過重力向下移動。灌溉水在根部的濕潤范圍第5頁,共27頁，星期六，2024年，5月一、膜下滴灌的原理60cm灌溉水的分布在使用滴灌設施時，水在作物附近從一個點向周圍擴散分布，以2-8升/小時的低流量在作物最活躍的根系區(qū)形成連續(xù)的濕潤水帶。第6頁,共27頁，星期六，2024年，5月一、膜下滴灌的原理60cm1m低流量灌溉

高流量灌溉根系集中、發(fā)達根系分散、較弱第7頁,共27頁，星期六，2024年，5月膜下滴灌系統(tǒng)由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、滴頭及控制、量測和保護裝置等組成。

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，星期六，2024年，5月1、水源工程滴灌系統(tǒng)的水源可以是機井、泉水、水庫、渠道、江河、湖泊、池塘等，但水質必須符合灌溉水質的要求。滴灌系統(tǒng)的水源工程一般是指：為從水源取水進行滴灌而修建的攔水、引水、蓄水、提水和沉淀工程，以及相應的輸配電工程。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，星期六，2024年，5月2、首部樞紐滴灌系統(tǒng)的首部樞紐包括動力機、水泵、施肥（藥）裝置、過濾設施和安全保護及量測控制設備。其作用是從水源取水加壓并注入肥料（農藥）經(jīng)過濾后按時按量輸送進管網(wǎng)，擔負著整個系統(tǒng)的驅動、量測和調控任務，是全系統(tǒng)的控制調配中心。二、膜下滴灌系統(tǒng)的組成首部樞紐示意圖過濾設施第10頁,共27頁，星期六，2024年，5月

滴灌常用的水泵有潛水泵、離心泵、深井泵、管道泵等，動力機可以是電動機、柴油機等。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，則可省去水泵和動力。過濾設備是將水流過濾，防止各種污物進入滴灌系統(tǒng)堵塞滴頭或在系統(tǒng)中形成沉淀。過濾設備有攔污柵、離心過濾器、砂石過濾器、篩網(wǎng)過濾器、疊片過濾器等。當水源為河流和水庫等水質較差的水源時，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、農藥、除草劑、化控藥品等在施肥罐內充分溶解，然后再通過滴灌系統(tǒng)輸送到作物根部。流量、壓力測量儀表用于管道中的流量及壓力測量，一般有壓力表、水表等。安全保護裝置用來保證系統(tǒng)在規(guī)定壓力范圍內工作，消除管路中的氣阻和真空等，一般有控制器、傳感器、電磁閥、水動閥、空氣閥等。調節(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，星期六，2024年，5月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、調節(jié)設備。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，星期六，2024年，5月

4、滴頭

滴頭是滴灌系統(tǒng)中最關鍵的部件，是直接向作物施水肥的設備。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，星期六，2024年，5月從經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益以及技術效益四個方面，對新疆膜下滴灌技術推廣效果的現(xiàn)狀進行分析。經(jīng)濟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查研究，膜下滴灌技術與傳統(tǒng)灌溉技術相比，有較大的經(jīng)濟效益差額。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，星期六，2024年，5月生態(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業(yè)的抗風險能力，解決了由于干旱帶來的農業(yè)損失。第三方面是減輕了化肥和農藥對土壤的負面影響。

三、膜下滴灌的效果分析第15頁,共27頁，星期六，2024年，5月

社會效益第一是提高了農戶的總體收入水平，在2000年對采用膜下滴灌技術的調查中，我們可以了解到，在采用膜下滴灌技術的農戶里，每個勞動力在管理5.33公頃土地的情況下，年凈收入能達到13338.4元，是常規(guī)灌溉的6.1倍，隨著政府政策性的補貼，這一倍數(shù)將進一步拉大；第二是帶動了與節(jié)水產(chǎn)業(yè)相關的化工輕工業(yè)、農學、機械以及水利等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有較強的綜合帶動效應。三、膜下滴灌的效果分析第16頁,共27頁，星期六，2024年，5月技術效益第一是提高了肥料的利用率，采用膜下滴灌技術后，可以控制肥料的施用量，可以根據(jù)不同作物對不同礦物質的需求，減少不必要的浪費,由于肥料直接滴到了農作物的根部，減少了肥料在地表的損失，進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，每個勞動力管理25畝，而膜下滴灌種植棉花下，每個勞動力可以管理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，由于膜下滴灌技術采用管道輸水，田間不需要修斗、農、毛渠和埂等，減少了土地的不必要浪費。三、膜下滴灌的效果分析第17頁,共27頁，星期六，2024年，5月1．灌溉用水最省滴灌僅濕潤作物根系發(fā)育區(qū)，屬局部灌溉形式，由于滴水強度小于土壤的入滲速度，因而不會形成徑流使土壤板結。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、膜下滴灌的特點第18頁,共27頁，星期六，2024年，5月

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NKNN-NNNNNNKKKKKKPPPPPPP+++++-----第19頁,共27頁，星期六，2024年，5月3．增產(chǎn)效果明顯膜下滴灌能適時適量地向作物根區(qū)供水供肥，調節(jié)棵間的溫度和濕度；同時地膜覆蓋晝夜溫差變化時，膜內結露，能改善作物生長的微氣候環(huán)境，從而為作物生長提供良好的條件，因而增產(chǎn)效果明顯。據(jù)調查，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、膜下滴灌的特點第20頁,共27頁，星期六，2024年，5月4．投工費用很低膜下滴灌，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，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，可實行自動控制，大大降低田間灌水的勞動量和勞動強度。據(jù)調查，滴灌比大水漫灌每667平方米(1畝)省工10個左右。

四、膜下滴灌的特點干土第21頁,共27頁，星期六，2024年，5月

5．工程造價便宜多少年來，滴灌技術一直被人們稱為昂貴技術而僅應用在高附加值的作物中。隨著水資源的日趨短缺和國產(chǎn)滴灌設施進行的適合國情、降低投資的研究取得很大的進展，滴灌技術已完全能夠進入大田和適應普通農業(yè)使用。特別是新疆天業(yè)膜下滴灌設施，每667平方米造價僅300元左右，是國外同類產(chǎn)品造價的1/8，設備使用期可達5—8年，最末級滴灌帶每米價格僅為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，每667平方米滴灌帶投資可降到70多元。四、膜下滴灌的特點第22頁,共27頁，星期六，2024年，5月(1)灌水器易于堵塞。(2)會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)造價較高。(6)潛在風險大。高頻灌溉要求水電保證率高。

四、膜下滴灌的特點第23頁,共27頁，星期六，2024年，5月國際上的發(fā)展：以色列滴灌技術的發(fā)展1962年以色列農民發(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。以色列國土面積為2.1萬km2，耕地面積660萬畝，農業(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”。一個農業(yè)人可養(yǎng)活90-100人。五、滴灌技術的發(fā)展第24頁,共27頁，星期六，2024年，5月

國內的發(fā)展：以新疆的滴灌技術發(fā)展為例

我國是20世紀70年代中期引進的滴灌技術，新疆是我國最早引進膜下滴灌技術的省區(qū)之一。新疆生產(chǎn)建設兵團第八師121團農場早在1980年就進行了滴灌試驗的探索，但由于種種原因被迫中斷；1985年又在該師143團農場建設了16公頃大田移動式滴灌試驗，由于過濾器的嚴重堵塞，試水為完成就停止了運行；1986年通過自制兩套過濾器材輪換使用，終于取得了試驗成功，但由于移動式滴灌，在棉花封攏后，移動毛管困難且費時費工，加之農場資金不足，此技術未能推廣；1996年農八師水利局等單位，使用北京綠源公司生產(chǎn)的滴灌器材，在121團1.67公頃棄耕的土地上進行了棉花膜下滴灌技術試驗，取得了成功；五、滴灌技術的發(fā)展第25頁,共27頁，星期六，2024年，5月1997年又在三個不同的生態(tài)條件下的團場進行試驗，又一次獲得成功；新疆生產(chǎn)建設兵團為發(fā)展棉花膜下滴灌技術，自1998年起，用了三