高效灌溉设备 助力农业节水

  进入伏天后，农田灌溉用水也进入了高峰。据了解，北京市农业用水中约90%来源于地下水，用水结构单一，水资源利用率低下，常年下来导致地下水超采开发、水资源浪费等现象，严重破坏了首都生态环境功能。因此，开展农田节水工作刻不容缓。

  “经过这么多年的努力，我们终于解决了农田高效节水灌溉问题，通过引进配套时针式喷灌机、半固定喷灌设备等高效灌溉设备，为麦田浇地提供了充足水源保障，确保了今年粮食丰产丰收，并且通过先进设备的投入使用，节省了大量人工，比漫灌节水3-5成，实际做到了节水增产、节本增效。”在密云区河南寨镇小麦机收现场，当地负责农业生产的高兴地说。

  近年来，本市农业部门全力发展节水农业，据统计，2015年，全市累计减少农业用地下水4460余万立方米，相当于24个昆明湖的蓄水量。农业用水量显著减少，其中一个重要的原因是各类高效节水灌溉设备的推广应用，实现农业节水2000多万立方米，在京郊大力推广的几种高效节水灌溉技术及设备发挥了重大的作用。

  节水灌溉是指达到部颁节水规范标准的灌溉方式，高于此标准的节水灌溉方式，称为高效节水灌溉。高效节水灌溉主要是通过首部水泵提水加压，管道输水，然后利用喷头、微喷头、滴头等灌水器，对田间进行灌溉。根据灌水器灌溉方法不一样和地表会不会产生径流，高效节水灌溉分为两大类：一类是喷灌，包括固定式喷灌、半固定式喷灌和移动式喷灌；另一类是微灌，包括微喷、滴灌、涌泉流（小管出流）。

  喷灌技术是利用水泵把水经管道压送到喷头后喷洒灌溉，优点是省工省水，其灌溉效率为50%-75%。近几年，北京市喷灌面积以每年0.93万-1万公顷持续增加，顺义、房山、通州、密云等区已采取小麦喷灌施肥技术，实现了作物增产和灌溉节水。随着北京市节水农业的持续不断的发展，喷灌设备及技术也在不断的改进当中。目前，本市现有的喷灌系统按其组成部分可移动的程度，大体分为固定式、半固定式和移动式三种，与地面灌溉相比，可节水30%-50%。

  固定式喷灌设备除喷头外，其余设施均固定不动，干、支管道常埋于土层内，喷头可作圆形或扇形旋转喷水。其使用、操作便捷，生产效率高，占地少，但所需管道等设备多，建设工程复杂，一次性投资大。该设备适用于灌水次数频繁、经济价值较高的蔬菜、茶、果树等作物区，以及城市园林、花卉、草地的灌溉。

  半固定式喷灌设备是指动力机、水泵和干管固定不动而支管、喷头可移动的喷灌系统。因减少了支管用量及地下管道铺设费用，其用材及投资均低于固定式喷灌，但移动支管需要机械或较多人力，且支管、喷头易损，管理难度较大。目前，本市该设备保有量较大，适用于规模较小的大田作物种植区。

  移动式喷灌设备的全部系统都可移动使用，设备利用率高，可实现自动控制，管理简单，灌溉均匀，节省大量劳动力，但设备价格普遍较高。目前，本市的移动式喷灌设备最重要的包含时针式喷灌机、平移式喷灌机等大型喷灌机和卷盘式喷灌机等小型喷灌机，适用于地面平整的大规模农田。

  微灌是按照作物需求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流量，均匀、准确地直接输送到作物根部附近土壤的一种灌水方法。与传统的全面积湿润的地面灌和喷灌相比，微灌只以较小的流量湿润作物根区附近的部分土壤，因此，又称为局部灌溉技术，其节水节约能源的效果最为突出。1990年前后，以滴灌为代表的微灌技术在北京开始快速地发展，1995年-2005年，全市滴灌面积增长近13倍。目前，大兴、顺义、平谷、房山等区县已有相当一部分农户，尤其是设施农业及林果种植户，将原来的大水漫灌改为精准微灌。随着本市蔬菜、林果产业的持续发展，微灌技术的推广与应用必将成为北京市农业节水发展的重要方向。

  滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10毫米毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉，主要使用在于宽行、高经济价值的作物，如：果树、棉花、土豆、蔬菜、苗圃、温室作物等。滴灌设备最重要的包含管上滴头、滴灌带、滴灌管，可选配过滤装置和施肥装置以实现水肥一体化。与喷灌相比，滴灌更省水，灌溉效率更加高，可达到75%-90%，且省工、少占耕地和少受地形限制，方便同时施肥，但存在滴头易堵塞、维护保养费用高（滴灌带2-3年需更换）等问题。

  微喷灌利用低压水泵和管道系统输水，在低压水的作用下，通过特别设计的微型雾化喷头，把水喷射到空中，并散成细小雾滴，洒在作物枝叶上或树冠下地面的一种灌水方式，简称为微喷，主要使用在于设施蔬果灌溉、果园育苗、果树灌溉、园林草坪、庭院绿化、花卉种植等。微喷系统主要由3个部分所组成：控制中心、管网系统和微喷头，其中控制中心位于微喷系统的首部，所以也称首部枢纽，最重要的包含水泵、动力机、过滤器、化肥罐、阀门、压力表、水表等设备；管网系统为输水管道和配水管道的总称，大体上分为干管、支管、毛管和连接管等；微喷头负责把压力水喷洒到作物根部附近的土壤表面，是整个微喷灌系统的关键设备。微喷管道无需拆除安装，节约人工，比地面灌溉、喷灌节水40%-60%。

  小管出流是一种适合果树林木灌溉的新型节水灌溉方式，是一种在PE（聚乙烯）支管上用打孔器打孔安装紊流器以后，在紊流器另一端安装一截紊流器毛管，从而使水分直达作物根部的节水灌溉方式。其系统组成包括：动力机械，从水源提取水进入主管网；首部系统，包括控制管理系统、施肥系统、过滤系统；主管网，输水主管，一般由PE管材和PE管件组成；灌水器，由紊流器及毛管组成。由于小管出流设备的流道直径比滴灌的流道或孔口的直径大得多，且采用大流量出流，不存在滴灌系统易堵塞的难题，同时小管出流灌溉是一种局部灌溉技术，只湿润渗水沟两侧作物根系活动层的部分土壤，水利用率高，据北京海淀区试验，可比地面灌溉节约用水60%以上。