化学节水技术（共7篇）
化学节水技术 篇1
保水剂作为一种新型的高分子节水材料施用到土壤中, 不仅可以保持土壤中灌溉水或天然降水, 防止水分渗漏和流失, 提高水分利用率, 而且可促进土壤团聚体的形成, 改善土壤孔隙结构, 防止肥料、农药和水土流失, 提高肥料的有效利用率[1,2,3,4,5]。农田施用土壤保水剂能取得良好的节水增产效果, 是缓解干旱地区水资源短缺的一种有效途径。本研究在民勤县小坝口试验站开展了小麦保水剂使用方法、合理灌溉制度及施用效果试验研究, 成果为保水剂在该地区生产实际中应用提供了技术支撑。
1 试验材料及研究方法
1.1 试验区概况
试验于2002年在民勤县小坝口试验站进行。试验站多年平均降水量110 mm, 年蒸发量2 644 mm, 地下水埋深为13～18 m。试验区土壤密度1.49 g/cm3, 比重2.683, 孔隙度42.76%, 田间持水量21.83%。试验区0～0.3 m为沙壤土, 0.3～0.5 m为沙质黏壤土, 0.5～0.75 m为沙壤土, 0.75 m以下为轻黏土。试验期间降雨17次, 最大降雨量26 mm, 小麦全生育期降雨量118 mm。试验小区长16 m, 宽4.1 m, 小区面积66.7 m2。试验区土壤物理性质见表1。
1.2 试验设计
试验共设5个处理, 采用相同的保水剂施用量7.5 kg/hm2拌种, 不同的灌溉制度。其中灌溉定额2 400 m3/hm2有2个处理, 分别为灌水3次 (CK1) 与4次 (CK2) ;灌溉定额3 150 m3/hm2设2个处理, 分别为灌水4次 (CK3) 与5次 (CK4) ;灌溉定额3 900 m3/hm2, 灌水5次 (CK5) 。另外, 设计不施保水剂对照2个, 分别为CK01 (灌水次数4次、灌溉定额2 400 m3/hm2) 和CK02 (灌水次数5次、灌溉定额3 900 m3/hm2) 。
试验小麦品种为“永良四号”, 3月27日播种, 下种量375 kg/hm2, 7月16日收获, 全生育期112 d。保水剂拌种包衣方法为:播前种子用清油0.5 kg、种子40 kg拌和, 然后摊平 (5 cm厚) 均匀撒上保水剂1 kg, 再从不同方向人工拌和直至全部保衣在小麦种子上, 堆闷3 h后播种。小区下种量2.5 kg, 分区条播, 人工沟种边角。试验设计见表2。
1.3 试验观测内容及方法
试验内容包括土壤含水量测定、作物生理特性测定及产量测定。播前、出苗、各次灌水前后、收获后分别用土钻取土, 烘干法测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm各层土壤的含水率, 测定点布设于小麦行间。各处理各生育期阶段按10%、50%的出现时间为作物发育阶段的开始期和盛期。各试验小区分别选出具有代表性的10株小麦定点观测作物生长发育的株高、叶宽、叶长、小穗数等指标。
2 结果分析
2.1 施用保水剂对土壤水分变化规律的影响
对比分析了试验区播前、出苗、各次灌水前后及收获期各处理各层土壤含水率随时间的变化情况。结果表明, 施用保水剂对0～40 cm土层内土壤含水率的变化影响较大, 随着土层的加深变化影响逐渐减弱。图1～图3分别为2组灌溉制度完全相同, 施用保水剂处理 (CK2、CK5) 与不施用保水剂处理 (CK01、CK02) 0～20、20～60、60～100 cm土层土壤含水量变化过程线对比。可以看出, 用保水剂拌种与常规播种试验相比, 在播种前与出苗期, 土壤含水率没有明显差别, 从第1次灌水前开始, 其他因素、水平一致的情况下, 每次灌水前的土壤含水率表现为保水剂拌种处理高于常规播种, 经过试验数据分析, 土壤含水率CK5高于CK02处理0.15%～1.26%。由此说明, 保水剂拌种包衣可保持土壤水分, 提高水分利用率, 促进作物生长。
2.2 施用保水剂对产量与耗水量的影响
利用试验观测到的土壤含水量、降水量、产量等结果, 分别计算各处理的耗水量及耗水系数和单方水效益, 结果见表3。
对比分析表3中CK2和CK01, CK5和CK02的试验结果发现, 在相同灌溉制度、农艺措施和田间管理条件下, 使用保水剂拌种的各小区产量均不同程度地高于不拌种的对照区。其中, 灌溉定额2 400 m3/hm2的情况下, 采用保水剂拌种的CK2处理与对照处理CK01相比, 总耗水量相近, 增产138 kg/hm2, 增产率为3.2%, 耗水系数低0.03 m3/kg, 单方水效益提高0.03 kg/m3;灌溉定额3 900 m3/hm2的情况下, 采用保水剂拌种的CK5处理与对照处理CK02相比, 总耗水量低156 m3/hm2, 增产189 kg/hm2, 耗水系数低0.065 m3/kg, 单方水效益提高0.06 kg/m3。由分析可知, 播前种子采用保水剂拌种包衣可促进作物生长发育, 增加作物产量, 减少土壤水分蒸发, 单方水效益明显增加。田间观测也表明, 采用保水剂拌种包衣处理的作物在幼苗期的生长良好, 苗齐、色正、植株壮, 有较好的抗寒抗旱能力。
2.3 施用保水剂情况下的合理灌溉制度
不同的灌溉制度施用保水剂后产生不同的增产效果。对比分析灌溉定额和灌水次数不同组合的5个处理的产量、耗水量、水分利用效率试验结果, 绘制产量直方图 (见图4) 。
由图4可以看出, 随着灌溉定额的加大及灌溉次数的增多, 小麦产量也逐步增加。结合表3中数据综合分析, 灌水次数相同, 灌溉定额增大, 产量不断提高, 耗水系数增大, 单方水效益降低。灌溉定额相同, 灌水次数增大, 产量不断提高, 耗水系数降低, 单方水效益增大。从单方水效益来讲, 采用3 150 m3/hm2的生育期灌溉定额具有较高的单方水效益。
分析相同灌溉定额情况下不同灌水次数处理CK1与CK2、CK3与CK4的产量变化, CK2较CK1产量增加851.7 kg/hm2, 增产率23.6%, 耗水量减小42 m3/hm2, 耗水系数减小0.25 m3/kg, 水效益增加0.25 kg/m3;CK4较CK3产量增加1 024.5 kg/hm2, 增产率21.5%, 耗水量减小240 m3/hm2, 耗水系数相应减小0.21 m3/kg, 单方水效益增加0.22 kg/m3。由此说明, 相同的灌溉定额施用保水剂情况下, 可适当采用多的灌水次数。
3 结 论
(1) 民勤绿洲地区春小麦采用保水剂拌种 (7.5 kg/hm2) 包衣措施, 可提高土壤的持水性能、减少土壤水分蒸发、提高水分利用率、促进植物生长发育, 达到节水增产的目的。试验条件下全生育期土壤含水率提高0.15%～2.75%, 增产量可达到150～225 kg/hm2, 单方水效益提高0.03～0.06 kg/m3。
(2) 在民勤地区春小麦采用保水剂拌种条件下, 采用灌溉定额3 900 m3/hm2, 灌水5次的处理能达到较高的产量;采用灌溉定额3 150 m3/hm2, 灌水5次的处理则能得到更高的单方水效益。因此, 建议民勤绿洲地区可采用保水剂拌种播种处理 (保水剂用量7.5 kg/hm2) , 相应的灌溉制度为灌溉定额 3 150 m3/hm2、灌水次数5次。
摘要：采用保水剂对春小麦拌种, 制定不同灌溉制度, 开展生育期耗水规律及产量试验研究。结果表明, 春小麦利用保水剂拌种包衣措施与常规播种相比, 可提高土壤的持水性能、减少土壤水分蒸发、提高水分利用率、促进植物生长发育。全生育期土壤含水率提高0.15%2.75%, 增产150225 kg/hm2, 单方水效益提高0.030.06 kg/m3, 达到节水增产的目的。
关键词：春小麦,化学节水技术,保水剂,干旱绿洲地区
参考文献
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[2]何腾兵, 杨开琼, 张俊, 等.VAMA对土壤保肥供肥性能影响的研究[J].土壤通报, 1997, 28 (6) :257-260.
[3]党秀丽, 张玉龙, 黄毅.保水剂对土壤持水性能影响的模拟研究[J].农业工程学报, 2005, 21 (4) :191-192.
[4]黄占斌, 张国桢, 李秧秧, 等.保水剂特性测定及其在农业中的应用[J].农业工程学报, 2002, 18 (1) :22-26.
[5]马晓娣, 孙玉霞, 黄美玉.保水剂在小麦流体播种中的应用研究[J].干旱地区农业研究, 2007, 25 (3) :41-44.
[6]白美, 侯连涛, 宁堂原, 等.化学节水制剂对不同灌溉条件下冬小麦水分关系的影响[J].水土保持学报, 2007, 21 (2) :137-141.
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[8]汪可欣, 王丽学, 吴琼, 等.保护性耕作措施对夏玉米产量和水分利用效率的影响[J].节水灌溉, 2009, (1) :31-35.
化学节水技术 篇2
鉴于我国水资源与能源短缺, 经济实力不足, 广大农村地区的技术管理水平较低的现实, 大面积推广喷、微灌等先进灌水技术还受到很大的限制, 因此在今后相当长的一段时间内, 我国还仍须加大田间工程的建设力度, 大力研究和推广节水型地面灌水技术。
1 平整土地, 设计合理的沟、畦尺寸与灌水技术参数
平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量, 缩短灌水时间, 提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。结合土地平整, 进行田间工程改造, 划长畦 (沟) 为短畦 (沟) , 改宽畦为窄畦, 设计合理的畦沟尺寸和入畦 (沟) 流量, 可大大提高灌水均匀度和灌水效率。
陕西洛惠渠的研究表明, 在入畦单宽流量为3~5L/s时, 灌水定额随畦长而变, 当畦长由100米改为30米时, 灌水定额减少150~204m3/hm2;当畦长30~100米时, 畦单宽流量从2L/s增加到5L/s, 灌水定额可降低150~225m3/hm2。
宝鸡峡灌区进行深层渗漏的对比试验, 灌水定额小于675m3/hm2, 基本不发生深层渗漏;灌水定额825~990m3/hm2时, 约有150m3/hm2水产生深层渗漏;灌水定额1350m3/hm?时, 有一半水成为深层渗漏水。
我国幅员辽阔, 各地地形和土质差异较大, 因此难有统一标准, 各地应根据田间试验结果, 建立计算机模型, 通过实验和计算机模拟, 给出适合本地的适宜畦沟尺寸和灌水技术参数。
2 改进地面灌溉湿润方式, 发展局部湿润灌溉
改进传统的地面灌溉全部湿润方式, 进行隔沟 (畦) 交替灌溉或局部湿润灌溉, 不仅减少了课间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例, 使田间土壤水的利用效率得以显著提高, 而且可以较好地改善作物根区土壤的通透性, 促进根系深扎, 有利于根系利用深层土壤储水, 兼具节水和增产双重特点, 值得大力推广。实践证明, 春小麦与春玉米套种隔畦灌, 棉花、玉米等宽行作物隔沟灌或隔沟交替灌, 湿润面积可减少50%, 节水高达30%以上, 增产幅度5%~10%。玉米坐水种, 可节水900m3/hm2, 节电90~105千瓦时, 增产幅度约16%, 增收幅度约28%。
3 改进放水方式, 发展间歇灌溉
改进放水方式, 把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水, 进行间歇灌 (又称波涌灌) , 被称为80年代地面灌水技术的一大突破。间歇放水使水流呈波涌状推进, 由于土壤孔隙会自动封闭, 在土壤表层形成一薄封闭层, 水流推进速度快。在用相同水量灌水时, 间歇灌水流前进距离为连续灌的1~3倍, 从而大大减少了深层渗漏, 提高了灌水均匀度, 田间水利用系数可达0.8~0.9。
4 改进沟畦放水设施
改进沟畦放水设施, 采用虹吸管 (用于明渠输水) 或地面移动闸门孔管 (用于管道输水) 放水, 与人工开口放水相比, 田间水利用率可提高5%~10%。目前这些设施国内仍处于试验阶段, 尚未批量生产。因此, 有必要开展联合攻关, 对这些设施的材料和加工工艺进行深入研究, 向着技术标准化、生产规模化、推广应用普及化方向去发展。
5 大力发展节水保墒膜上灌
膜上灌是我国在地膜覆盖栽培技术的基础上发展起来的一种新的地面灌溉方法。它是将地膜平铺于畦中或沟中, 畦、沟全部被地膜覆盖, 从而实现利用地膜输水, 并通过作物的放苗孔和专业灌水孔入渗给作物的灌溉方法。由于放苗孔和专业灌水孔只占田间灌溉面积的1%~5%, 其他面积主要依靠旁侧渗水湿润, 因而膜上灌实际上也是一种局部灌溉。目前, 新疆采用膜上灌的农田已达23.33公顷, 甘肃、河南等省也开始推广。膜上灌形势有开沟扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、沟内膜上灌、膜缝灌、格田膜上畦灌、膜侧膜上灌等多种。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麦等。地膜栽培和膜上灌结合后具有节水、保肥、提高地温、抑制杂草生长和促进作物高产、优质、早熟等特点。生产试验表明:膜上灌与常规沟灌相比, 棉花节水40.8%, 增产皮棉5.12%, 霜前花增产15%;玉米节水58%, 增产51.8%;瓜菜节水25%以上。由于膜上灌是一种新的灌水技术, 还有许多不成熟和不完善的地方, 对其技术机制、技术要素及其设计方法都需要进一步研究。
6 新的节水技术
6.1 污水喷灌技术
利用污水喷灌是将污水处理与农业用水结合起来的一种污水处理方式, 同时又是一种开源节流的灌溉方式。喷灌净化污水, 就是将污水喷洒在田里, 利用土壤、微生物和作物来分解污水中的一些成分, 并使部分水蒸散到大气中, 部分水经土壤净化后渗透泄出再利用。
在利用污水喷灌时, 应先对污水进行沉淀、筛滤, 除去固体污物, 有的还需加入消毒杀菌剂。污水灌的作物应以除蔬菜以外的经济作物为主, 对于谷类作物最好只用于作物生育前期, 在作物收获前一段时间应停止污水灌。污水灌的土壤以砂壤土、壤土和壤质砂土为好, 水量应结合作物的种类和生育期确定, 如在作物苗期、早春和晚秋应少灌。实施污水灌要防止大定额灌溉, 以免造成地表及地下径流, 灌溉强度以不造成土壤粘闭和不产生地表径流为原则。如污水水质不符合灌溉水质标准时, 可采用清水污水混合方法, 使混合后的水质符合灌溉要求后再进行喷灌。此技术较复杂, 最好在专家指导下运用。
6.2 咸水灌溉技术
咸水灌溉技术主要包括不同水质的水混灌和轮灌, 此外, 还有依据电渗透作用原理利用地下咸水灌溉的技术。
混灌是将两种不同的灌溉水混合使用, 包括咸淡混灌、咸碱 (低矿化碱性水) 混灌和两种不同盐渍度的咸水混灌, 目的是降低灌溉水的总盐渍度或改变其盐分组成。混灌在提高灌溉水水质的同时, 也增加了可灌水的总量, 使以前不能使用的碱水或高盐渍度的咸水得以利用。
轮灌是根据水资源分布、作物种类及其耐盐性和作物生育阶段等交替使用咸淡水进行灌溉的一种方法。如旱季用咸水, 雨后有河水时用淡水;强耐盐作物 (如棉花) 用咸水, 弱耐盐作物 (如小麦、玉米、大豆) 用淡水;播前和苗期用淡水, 而在作物的中、后期用咸水。轮灌可充分、有效地发挥咸淡水各自的作用和效益。
6.3 利用空气中的水分进行灌溉
利用空气中的水分进行灌溉就是通过一定的设施来收集空气中的水分, 直接供给植物利用或汇集到蓄水池中以供灌溉之用。德国研究人员用一圆筒来收集空气中的水分, 其内壁涂有吸聚阳光热的涂料, 圆筒与若干个喷嘴管连接, 将喷嘴管埋在两行植物根部之间。白天高温烤热的空气经圆筒进入喷嘴管里, 到了夜间降温时, 空气中的水分就凝结成了露水珠而流到作物的根部。秘鲁的研究人员沿海岸垂直张挂一些大型尼龙网, 以吸聚雾气, 待雾变为水后流进蓄水池, 以供沿海滩涂灌溉之用。智利的科研人员利用沙漠地区的云雾来改造沙漠, 他们在巨大的框架上面安装由聚丙烯塑料制成的双层网来“捕捉”云雾, 云雾在网上凝结成水, 汇集到贮水池中, 以供种植的林草或天然沙生植物的灌水之用。
对于沙漠地区和缺乏淡水的沿海地区, 利用空气中的水分进行灌溉是一种可取的方法, 但如何降低成本, 提高效率和实用性是今后应着重解决的问题。
以上所介绍的六种节水灌溉技术可供各地在发展节水灌溉时因地制宜地选择使用。
摘要：地面灌溉是古老的田间施水技术, 但它目前仍是世界上特别是发展中国家广泛采用的一种灌水方法, 约占全世界中灌溉面积的90%以上。我国则有98%以上的灌溉面积依然采用传统的地面灌溉技术。
化学节水技术 篇3
关键词：节水,地面,灌溉技术,节水灌溉,技术
1平整土地, 设计合理的沟、畦尺寸与灌水技术参数
平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量, 缩短灌水时间, 提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。结合土地平整, 进行田间工程改造, 划长畦 (沟) 为短畦 (沟) , 改宽畦为窄畦, 设计合理的畦沟尺寸和入畦 (沟) 流量, 可大大提高灌水均匀度和灌水效率。
我国幅员辽阔, 各地地形和土质差异较大, 因此难有统一标准, 各地应根据田间试验结果, 建立计算机模型, 通过实验和计算机模拟, 给出适合本地的适宜畦沟尺寸和灌水技术参数。
2改进地面灌溉湿润方式, 发展局部湿润灌溉
改进传统的地面灌溉全部湿润方式, 进行隔沟 (畦) 交替灌溉或局部湿润灌溉, 不仅减少了课间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例, 使田间土壤水的利用效率得以显著提高, 而且可以较好地改善作物根区土壤的通透性, 促进根系深扎, 有利于根系利用深层土壤储水, 兼具节水和增产双重特点, 值得大力推广。实践证明, 春小麦与春玉米套种隔畦灌, 棉花、玉米等宽行作物隔沟灌或隔沟交替灌, 湿润面积可减少50%, 节水高达30%以上, 增产幅度5%~10%。玉米坐水种, 可节水900m3/hm2, 节电90~105千瓦时, 增产幅度约16%, 增收幅度约28%。
3改进放水方式, 发展间歇灌溉
改进放水方式, 把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水, 进行间歇灌 (又称波涌灌) , 被称为80年代地面灌水技术的一大突破。间歇放水使水流呈波涌状推进, 由于土壤孔隙会自动封闭, 在土壤表层形成一薄封闭层, 水流推进速度快。在用相同水量灌水时, 间歇灌水流前进距离为连续灌的1~3倍, 从而大大减少了深层渗漏, 提高了灌水均匀度, 田间水利用系数可达0.8~0.9。
4改进沟畦放水设施
改进沟畦放水设施, 采用虹吸管 (用于明渠输水) 或地面移动闸门孔管 (用于管道输水) 放水, 与人工开口放水相比, 田间水利用率可提高5%~10%。目前这些设施国内仍处于试验阶段, 尚未批量生产。因此, 有必要开展联合攻关, 对这些设施的材料和加工工艺进行深入研究, 向着技术标准化、生产规模化、推广应用普及化方向去发展。
5大力发展节水保墒膜上灌
膜上灌是我国在地膜覆盖栽培技术的基础上发展起来的一种新的地面灌溉方法。它是将地膜平铺于畦中或沟中, 畦、沟全部被地膜覆盖, 从而实现利用地膜输水, 并通过作物的放苗孔和专业灌水孔入渗给作物的灌溉方法。由于放苗孔和专业灌水孔只占田间灌溉面积的1%~5%, 其他面积主要依靠旁侧渗水湿润, 因而膜上灌实际上也是一种局部灌溉。膜上灌形势有开沟扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、沟内膜上灌、膜缝灌、格田膜上畦灌、膜侧膜上灌等多种。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麦等。地膜栽培和膜上灌结合后具有节水、保肥、提高地温、抑制杂草生长和促进作物高产、优质、早熟等特点。生产试验表明:膜上灌与常规沟灌相比, 棉花节水40.8%, 增产皮棉5.12%, 霜前花增产15%;玉米节水58%, 增产51.8%;瓜菜节水25%以上。由于膜上灌是一种新的灌水技术, 还有许多不成熟和不完善的地方, 对其技术机制、技术要素及其设计方法都需要进一步研究。
6新的节水技术
6.1污水喷灌技术
利用污水喷灌是将污水处理与农业用水结合起来的一种污水处理方式, 同时又是一种开源节流的灌溉方式。喷灌净化污水, 就是将污水喷洒在田里, 利用土壤、微生物和作物来分解污水中的一些成分, 并使部分水蒸散到大气中, 部分水经土壤净化后渗透泄出再利用。
在利用污水喷灌时, 应先对污水进行沉淀、筛滤, 除去固体污物, 有的还需加入消毒杀菌剂。污水灌的作物应以除蔬菜以外的经济作物为主, 对于谷类作物最好只用于作物生育前期, 在作物收获前一段时间应停止污水灌。污水灌的土壤以砂壤土、壤土和壤质砂土为好, 水量应结合作物的种类和生育期确定, 如在作物苗期、早春和晚秋应少灌。实施污水灌要防止大定额灌溉, 以免造成地表及地下径流, 灌溉强度以不造成土壤粘闭和不产生地表径流为原则。如污水水质不符合灌溉水质标准时, 可采用清水污水混合方法, 使混合后的水质符合灌溉要求后再进行喷灌。此技术较复杂, 最好在专家指导下运用。
6.2咸水灌溉技术
咸水灌溉技术主要包括不同水质的水混灌和轮灌, 此外, 还有依据电渗透作用原理利用地下咸水灌溉的技术。
混灌是将两种不同的灌溉水混合使用, 包括咸淡混灌、咸碱 (低矿化碱性水) 混灌和两种不同盐渍度的咸水混灌, 目的是降低灌溉水的总盐渍度或改变其盐分组成。混灌在提高灌溉水水质的同时, 也增加了可灌水的总量, 使以前不能使用的碱水或高盐渍度的咸水得以利用。
轮灌是根据水资源分布、作物种类及其耐盐性和作物生育阶段等交替使用咸淡水进行灌溉的一种方法。如旱季用咸水, 雨后有河水时用淡水;强耐盐作物 (如棉花) 用咸水, 弱耐盐作物 (如小麦、玉米、大豆) 用淡水;播前和苗期用淡水, 而在作物的中、后期用咸水。轮灌可充分、有效地发挥咸淡水各自的作用和效益。
奥地利研究人员利用电渗透作用原理研制出一种灌溉系统, 该系统使地下水经土壤毛细管及各种孔隙上升到地表层, 同时从聚集于电极周围的某些盐类中游离出净水, 上升到地表层供作物利用。其设备是由两组电极组成, 将一组装有正电极的金属管打入地下水位以下, 另一组为负电极的导体栅网, 埋于与植物根部深度相等的地方。根据土质结构及土壤含盐量, 接通2~12V电源, 就会在两极间建立直流电场, 产生电渗透效果。这种灌溉系统适用于地下水较丰富的干旱区果园、草坪及固沙植物等。
6.3利用空气中的水分进行灌溉
利用空气中的水分进行灌溉就是通过一定的设施来收集空气中的水分, 直接供给植物利用或汇集到蓄水池中以供灌溉之用。德国研究人员用一圆筒来收集空气中的水分, 其内壁涂有吸聚阳光热的涂料, 圆筒与若干个喷嘴管连接, 将喷嘴管埋在两行植物根部之间。白天高温烤热的空气经圆筒进入喷嘴管里, 到了夜间降温时, 空气中的水分就凝结成了露水珠而流到作物的根部。秘鲁的研究人员沿海岸垂直张挂一些大型尼龙网, 以吸聚雾气, 待雾变为水后流进蓄水池, 以供沿海滩涂灌溉之用。智利的科研人员利用沙漠地区的云雾来改造沙漠, 他们在巨大的框架上面安装由聚丙烯塑料制成的双层网来"捕捉"云雾, 云雾在网上凝结成水, 汇集到贮水池中, 以供种植的林草或天然沙生植物的灌水之用。
对于沙漠地区和缺乏淡水的沿海地区, 利用空气中的水分进行灌溉是一种可取的方法, 但如何降低成本, 提高效率和实用性是今后应着重解决的问题。
参考文献
旱作农业节水技术 篇4
此外, 西北旱作区以全膜覆盖集雨保墒技术为核心, 通过地膜覆盖集雨保墒, 深松耕营造土壤水库, 施用抗旱剂、保水剂提高抗旱抗逆性能, 使用缓控释肥料、有机肥料大幅提高单产, 最终达到提高自然降水生产效率的目的。
技术要点:
一、坡地沟垄耕作技术
坡地沟垄耕作技术宜于250以下缓坡地及较平缓的薄层耕地应用。一是坡地沟种, 宜于坡度稍大的薄层耕地。做沟从坡脚开始, 沿等高线从下往上进行;挖沟时表土上翻, 生土筑埂, 沟施有机肥, 熟土回沟。二是聚土垄作, 宜于较平缓的薄层耕地, 沿等高线起垄, 垄底施有机肥, 沟土堆垄, 整理成龟背状, 形成垄沟相间外观。同时周围兴建排水沟、蓄水池。
二、集雨水池集流技术
集雨水池集流技术系统是利用自然、人工铺设等集雨产流面, 将雨水富集, 加以蓄存 (水池蓄存) , 并进行调节利用的微型蓄水设施工程。
三、深耕 (翻) 深松技术示范
深耕 (翻) 深松根据不同土壤质地与土体构型, 在原有耕作基础上, 通过深耕 (翻) 深松, 打破坚实的犁底层, 改善心土层的障碍程度, 增加土壤渗透性和入渗深度, 提高保水蓄水能力, 减少地面流失与蒸发, 同时可以促进作物根系的发育, 扩大根系的吸水吸肥范围, 增加抗旱、耐肥、抗倒伏的能力。
四、节水灌溉技术
以修建蓄水池, 机井及引水主支渠道等农田水利设施为基础, 利用节水灌溉设备与设施, 改漫灌为机耕化、管道化微喷灌、滴灌、渗灌等, 将有限水源均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面和土层中的灌溉方法。主要有微喷灌、滴灌、渗灌三种方式。
以上技术适宜于山区、岗地和丘陵易旱地区。在应用过程中, 应因地制宜, 推广不同技术模式。
五、全膜覆盖集雨保墒技术
1.根据降水量况来确定起垄覆膜时间:起垄覆膜时间可分为秋季覆膜、春季顶凌覆膜和播前覆膜三种, 秋季覆膜适合在年降水量300~400毫米的地区, 覆膜时间一般为10月下旬到土壤封冻前进行;春季顶凌覆膜在年降水量400~500毫米的地区, 时间为3月上、中旬土壤昼消夜冻时进行;播前覆膜在4月下旬播种前2~3天进行。
2.起垄规格:大小垄总宽110~120厘米, 大垄宽70~80厘米、高10~15厘米, 小垄宽40~50厘米、高15~20厘米, 缓坡地应沿等高线起垄, 垄沟、垄面要宽窄均匀, 垄脊高低一致。起垄方法:方法有畜力步犁起垄、机械起垄, 还有机械起垄覆膜一体式等, 可根据条件选择适合当地的起垄覆膜方式。
3.施用缓控释肥和有机肥:在覆膜前施入缓控释肥料, 保证作物整个生育期的养分供应。每隔3~4年施入一次有机肥料, 补充因产量大幅增加损耗的有机质及土壤养分。
4.覆膜:用厚度0.008~0.01毫米、宽120~130厘米的地膜, 每亩用5~6千克。起垄后全地面覆盖, 相接处在大垄的垄脊中间, 膜与膜间不留空隙, 用下一垄沟内的表土压住地膜。覆膜时地膜与垄面、垄沟贴紧, 并每隔2~4米横压土腰带, 防止大风揭膜并拦截径流。覆膜后在垄沟内每隔50厘米打一雨水入渗孔, 便于降水入渗到膜下土壤中。
5.抗旱剂播种:为保证出苗, 选用抗旱包衣种子。海拔1800米以下地区选用中晚熟品种, 海拔1800米以上宜选用中早熟品种;如未选用抗旱包衣种子可用保水剂对水浸泡播种。当土壤表层5~10厘米温度稳定在10~12℃时播种。用玉米点播器按确定的株距破膜点播, 每穴播2~3粒种子。根据土壤肥力状况和降水条件来确定种植密度。年降水量300~350毫米的地区以3200~3600株, 株距为35~40厘米;年降水量350~450毫米的地区以3500~4000株, 株距为30~35厘米;年降水量450毫米以上地区以4000~4200株为宜, 株距为27~30厘米。肥力较高的地区可适当提高种植密度。
水稻节水育秧技术 篇5
一、壮苗标准
秧龄30~40天, 生长健壮, 苗体有弹性, 叶片宽厚挺健, 叶鞘短, 假茎粗扁。分蘖秧带有分蘖率达90%。生长整齐旺盛, 叶色深绿, 苗高适中, 无病虫, 绿叶多, 黄, 枯叶少。根系发达, 根粗、短、白, 无黑根。秧苗整齐一致, 群体间生长旺盛, 个体间少差异。
二、旱育苗素质好
俗语说:旱生根, 湿长叶。秧苗素质的优劣对水稻的生育和产量影响很大, 由表1可以看出旱育比湿育秧苗根多3条, 茎基宽比湿育宽0.5厘米, 苗高低1.5厘米, 百株苗干重多3.3克, 分蘖率高37%, 充实度高0.08。旱育能够培育壮秧, 培育出的秧苗矮壮多蘖, 实现苗齐、苗壮, 移栽大田后早生快发, 抗逆性强, 同时减少人工。
三、节水旱秧技术
1. 做床。选择地势高燥, 平坦, 排水良好的旱田地做秧田, 并且做8~10厘米以上的高度。
2. 浇透底水。精整秧床, 播前浇足透水, 使0~15厘米土层处于水分饱和状态。
3. 播种。
要坚持稀播种, 发芽率在90%以上的种子, 每平方米播芽种250~275克, 播种后拍压种子, 使种子三面入土, 覆土厚度为0.5~0.7厘米, 同时用苗床除草剂每袋250克, 混细土3~5千克, 撒施20平方米苗床, 进行封闭灭草, 平铺地膜, 播种后在床面平铺地膜, 保湿保墒出齐苗, 出苗后立即撤掉。
4. 秧田管理。
实用节水滴灌技术 篇6
一、保护地采用滴灌与传统地面灌溉相比, 具有以下优点:
1. 可降低室内空气湿度。
由于滴灌除了作物根部湿润外, 其他地方始终保持干燥, 因而大大减小了地表蒸发, 一般情况下室内空气相对湿度下降20%左右。
2. 灌水均匀。
滴灌系统能够做到有效地控制每个灌水器的出水流量, 因而灌水均匀度高。
3. 节省劳力。
滴灌是管网供水, 操作方便, 而且便于自动控制, 因而可明显节省劳力。同时滴灌是局部灌溉, 大部分地表保持干燥, 减少了杂草的生长, 也就减少了除草的劳力。
4. 地温降幅小。
滴灌的运行方式是采用浅灌勤灌的方式, 每次灌水量很小, 因而几乎不会引起地温下降。
5. 滴灌是可以结合施肥, 适时适量地将水和营养成分直接送到作物根部, 提高了水和肥料的利用率。
6. 可减少病虫害的发生。
滴灌可以降低室内的空气湿度, 使与湿度有关的病虫害得以大幅度下降。同时, 降低了防止病虫害的农药量, 提高了蔬菜品质。
7. 便于农作管理。
滴灌只湿润作物根区, 其行间空地保持干燥, 因而即使是灌溉的同时, 也可以进行其他农事活动, 减少了灌溉与其他农作的互相影响。
8. 提高农作物产量。
滴灌可以给作物提供更佳的生存和生长环境, 使作物产量大幅度提高。一般增产幅度达15~40%, 每亩增收2000元左右。
9. 提早供应市场。
使用滴灌系统, 一般可早上市7~15天。
1 0. 延长市场供应期。
改善了的环境, 可使作物更长时间内保持生长旺盛, 从而延长市场供应期, 获得最佳的收入。
1 1. 降低了能耗。
滴灌比地面畦灌可减少灌水量50~70%, 因而可降低抽水的能耗。
二、应用滴灌技术所需设备安装顺序及安装方法
1. 水源—水泵—压力表—施肥器—过滤器—输水主航道—支管—滴灌管 (带) 。
2. 要达到理想的应用效果, 必须做到科学合理的
设计安装整套滴灌设备, 必须根据棚室大小, 种植作物品种及种植密度, 滴头流量来选择相应的水泵、输水主航道及支管、吸肥器、过滤器的规格, 如果选用水泵每小时流量为6吨, 而棚室内铺设的滴灌管滴头流量每小时超过6吨的, 就要考虑分区灌溉, 以保证每个低头的流量达到所需要的流量。
3. 以长70米, 宽12米, 垄距为60厘米的大棚为例, 介绍一下具体安装方法:
此大棚可打垄116条, 中间留一个60厘米过道 (即从中间断开) , 共有232条垄, 长为5.7米, 则需滴灌管232条, 每条长为5.7米, 用滴头间距为30厘米的滴灌管, 5.7米长滴灌管有19个滴头, 一个滴头流量为4升/小时, 所以一条5.7米长的滴头总流量为19×4=76升/小时。整个大棚232条滴灌管每小时共需水量:76×232=17632 (升) 。如果水泵选用每小时流量6吨, 想要保证每个滴头每小时流量4升, 则需分三个区域进行灌溉, 输水主航道用直径50毫米, 支管用直径32毫米, 滴灌管用直径16毫米, 吸肥器, 过滤器均用直径40毫米才能满足需求。
化学节水技术 篇7
关键词：节水,地面,灌溉技术,节水灌溉,技术
长期以来, 在农业发展中我国一直都是采用的地面灌溉的方式, 但是在全球都面临着水资源匮乏的形势下, 就要对灌溉方式进行改进。我国的广大农村地区, 由于经济实力问题和管理技术的问题, 要想实行大面积的技术化灌溉是比较困难的, 所以说就要在传统的地面灌溉上进行技术革新, 研究和推广地面节水技术。
1 平整土地, 设计合理的沟、畦尺寸与灌水技术参数
平整土地是提高地面灌水技术和灌水质量, 缩短灌水时间, 提高灌水劳动效率和节水增产的一项重要措施。结合土地平整, 进行田间工程改造, 划长畦 (沟) 为短畦 (沟) , 改宽畦为窄畦, 设计合理的畦沟尺寸和入畦 (沟) 流量, 可大大提高灌水均匀度和灌水效率。
陕西洛惠渠的研究表明, 在入畦单宽流量为3~5L/s时, 灌水定额随畦长而变, 当畦长由100米改为30米时, 灌水定额减少150~204m3/hm2;当畦长30~100米时, 畦单宽流量从2L/s增加到5L/s, 灌水定额可降低150~225m3/hm2。
宝鸡峡灌区进行深层渗漏的对比试验, 灌水定额小于675m3/hm2, 基本不发生深层渗漏;灌水定额825~990m3/hm2时, 约有150m3/hm2水产生深层渗漏;灌水定额1350m3/hm2时, 有一半水成为深层渗漏水。我国幅员辽阔, 各地地形和土质差异较大, 因此难有统一标准, 各地应根据田间试验结果, 建立计算机模型, 通过实验和计算机模拟, 给出适合本地的适宜畦沟尺寸和灌水技术参数。
2 改进地面灌溉湿润方式, 发展局部湿润灌溉
改进传统的地面灌溉全部湿润方式, 进行隔沟 (畦) 交替灌溉或局部湿润灌溉, 不仅减少了课间土壤蒸发占农田总蒸散量的比例, 使田间土壤水的利用效率得以显著提高, 而且可以较好地改善作物根区土壤的通透性, 促进根系深扎, 有利于根系利用深层土壤储水, 兼具节水和增产双重特点, 值得大力推广。实践证明, 春小麦与春玉米套种隔畦灌, 棉花、玉米等宽行作物隔沟灌或隔沟交替灌, 湿润面积可减少50%, 节水高达30%以上, 增产幅度5%~10%。玉米坐水种, 可节水900m3/hm2, 节电90~105千瓦时, 增产幅度约16%, 增收幅度约28%。
3 改进放水方式, 发展间歇灌溉
改进放水方式, 把传统的沟、畦一次放水改为间歇放水, 进行间歇灌 (又称波涌灌) , 被称为80年代地面灌水技术的一大突破。间歇放水使水流呈波涌状推进, 由于土壤孔隙会自动封闭, 在土壤表层形成一薄封闭层, 水流推进速度快。在用相同水量灌水时, 间歇灌水流前进距离为连续灌的1~3倍, 从而大大减少了深层渗漏, 提高了灌水均匀度, 田间水利用系数可达0.8~0.9。
4 改进沟畦放水设施
改进沟畦放水设施, 采用虹吸管 (用于明渠输水) 或地面移动闸门孔管 (用于管道输水) 放水, 与人工开口放水相比, 田间水利用率可提高5%~10%。目前这些设施国内仍处于试验阶段, 尚未批量生产。因此, 有必要开展联合攻关, 对这些设施的材料和加工工艺进行深入研究, 向着技术标准化、生产规模化、推广应用普及化方向去发展。
5 新的节水技术
5.1 污水喷灌技术
利用污水喷灌技术, 是一举两得的一项措施, 这种技术是将污水处理和农业用水进行了有利的结合, 一方面解决了污水的处理, 避免了浪费, 另一方面又解决了农业用水的问题。主要是将污水喷灌到农田中, 然后利用土壤中的微生物和植物来对污水进行净化, 其中的一部分水通过大气蒸发散发到空气中, 还有一部分水渗透到土壤中, 经过循环后可以被再次利用。
在采用这项技术的时候, 首先要对污水进行初步的处理, 将污水中的固体物质进行过滤, 还要在其中加入一定的消毒剂。在使用污水灌溉的时候, 不要喷洒在蔬菜上, 对于谷类物最好的生育的前期使用, 农作物在收获的前期应该停止使用污水灌。使用污水灌, 对于农田的土质也是有一定的要求的, 农田的土质要以砂土壤, 壤土为好, 对于数量的施加应该根据作物生长的不同时期进行不同程度的调整。如果喷洒的污水不符合规范标准时, 可以向其中掺入一定的清水再实行灌溉。但是采用污水灌溉这种技术比较复杂, 最好是在有专家的指导下进行。
5.2 咸水灌溉技术
在进行咸水灌溉时, 主要是对不同水的水质进行混合使用, 其中主要是有混灌和轮灌。
混灌主要是将不同的灌溉用水进行混合之后再利用, 这种做法既可以降低灌溉水中的盐度或者是碱度, 改善了灌溉水的水质, 而且还提高了灌溉水的总量, 使以前不能够用的水都可以得到有效的利用。
所谓的轮灌就是根据一定的特点来选择用什么样的水尽心灌溉, 要根据水资源的分布, 农作物的种类和生长发育情况等来进行选择, 在作物的不同生长时期对水分的需求是不同的, 这样就可以利用这些特点来对作物施以不同的灌溉用水, 提高了水资源的利用率, 减少了淡水的用量。
5.3 利用空气中的水分进行灌溉
所谓的利用空气中的水分进行灌溉, 就是利用一定的设施来对空气中的水分进行那个收集, 然后直接灌溉给作物或者是储存在一定的容器内然后再实行灌溉。这种方法在很多国家已经得到了使用, 在德国的使用方法是, 在农间田头设置一个圆筒, 然后在圆筒的四周和喷嘴连接, 将这些喷嘴直接放置于两排植物的根茎部位。在白天的时候, 温度升高, 空气进入到圆筒中传递到喷嘴内, 在晚间的时候, 气温下降, 喷嘴内的空气就会凝结成水分直接流到作物的根茎处。在秘鲁地区, 研究人员是在海岸处挂一些比较大型的尼龙的网, 这样可以将空气中的雾气聚集到网上, 待雾变成水以后流入到蓄水池中, 以供灌溉之用。在其它的地区, 也是采用相似的办法, 利用一定的设施来对空气中的水蒸气或者是雾气进行收集, 然后利用温度差使气体凝集成水分, 从而达到灌溉的目的, 以供灌溉之需。这些方法对于沙漠地区和那些在沿海地区比较缺乏淡水的地区是比较适用的, 但是在实际的使用中, 应该对其成本进行有效的降低, 在实用性和效率性方面还应该有所加强。
结语
我国在现阶段对于农业发展投入了很大的精力, 在三农问题上也是特别的重视, 所以说对于农业的发展要给予重视。我国幅员辽阔, 农业用地面积比较大, 在农田灌溉方式上基本都是采用的地面灌溉, 这种方式对水源的浪费也是比较大的, 面对全球水资源日益紧张的情况下, 要对地面灌溉实行节水措施。本文对地面灌溉进行了节水措施的探讨, 列出了几种方法, 那么在实际的使用过程中, 应该根据不同的地质情况, 不同的环境采用不同的节水方法, 因地制宜, 采取最有效的方法。
参考文献
[1]陈黎星、蒋金狮.节水灌溉技术浅析[J].能源与环境, 2009.