膜下滴灌的原理与特点

关于膜下滴灌的原理与特点主要内容

一、膜下滴灌的原理二、滴灌系统的组成三、滴灌的效果分析四、膜下滴灌的特点五、滴灌技术的发展第2页,共27页，2024年2月25日，星期天滴水灌溉，是利用专用的灌水器（滴头或滴灌带）使水流以水滴形式进入作物根区湿润土壤的一种灌水方式；将滴灌带铺设在膜下，利用水管道将灌溉水源送入滴灌带，滴灌带设有滴头，使水源不断滴入土壤中直至渗入作物根部，减少土壤水分蒸发，提高作物吸收的水分。一、膜下滴灌的原理

内镶式灌水器

孔口式滴灌器

单翼迷宫式滴灌带第3页,共27页，2024年2月25日，星期天滴灌的湿润形式一定地块的滴头数量和灌溉湿润形式决定于所种植作物和土壤类型；一、膜下滴灌的原理黏土壤土沙土滴灌在地表真实湿润形式第4页,共27页，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动“洋葱形”的湿润形式由于滴灌所用的是低流量灌水器（通常选用2-8升/小时），灌溉水通过毛管张力向下面和侧面移动，少量的水通过重力向下移动。灌溉水在根部的湿润范围第5页,共27页，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设施时，水在作物附近从一个点向周围扩散分布，以2-8升/小时的低流量在作物最活跃的根系区形成连续的湿润水带。第6页,共27页，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、发达根系分散、较弱第7页,共27页，2024年2月25日，星期天膜下滴灌系统由水源工程、首部枢纽、输配水管网、滴头及控制、量测和保护装置等组成。

二、膜下滴灌系统的组成图1-1滴灌系统示意图1－水泵；2－供水管；3－蓄水池；4－逆止阀；5－压力表6－施肥罐；7－过滤器；8－排污管；9－阀门；10－水表；11－干管；12－支管；13－毛管；14－灌水器；15－冲洗阀门第8页,共27页，2024年2月25日，星期天1、水源工程滴灌系统的水源可以是机井、泉水、水库、渠道、江河、湖泊、池塘等，但水质必须符合灌溉水质的要求。滴灌系统的水源工程一般是指：为从水源取水进行滴灌而修建的拦水、引水、蓄水、提水和沉淀工程，以及相应的输配电工程。二、膜下滴灌系统的组成蓄水池引水工程沉淀池第9页,共27页，2024年2月25日，星期天2、首部枢纽滴灌系统的首部枢纽包括动力机、水泵、施肥（药）装置、过滤设施和安全保护及量测控制设备。其作用是从水源取水加压并注入肥料（农药）经过滤后按时按量输送进管网，担负着整个系统的驱动、量测和调控任务，是全系统的控制调配中心。二、膜下滴灌系统的组成首部枢纽示意图过滤设施第10页,共27页，2024年2月25日，星期天

滴灌常用的水泵有潜水泵、离心泵、深井泵、管道泵等，动力机可以是电动机、柴油机等。如果水源的自然水头（水塔、高位水池、压力给水管）满足滴灌系统压力要求，则可省去水泵和动力。过滤设备是将水流过滤，防止各种污物进入滴灌系统堵塞滴头或在系统中形成沉淀。过滤设备有拦污栅、离心过滤器、砂石过滤器、筛网过滤器、叠片过滤器等。当水源为河流和水库等水质较差的水源时，需建沉淀池。施肥装置的作用是使易溶于水并适于根施的肥料、农药、除草剂、化控药品等在施肥罐内充分溶解，然后再通过滴灌系统输送到作物根部。流量、压力测量仪表用于管道中的流量及压力测量，一般有压力表、水表等。安全保护装置用来保证系统在规定压力范围内工作，消除管路中的气阻和真空等，一般有控制器、传感器、电磁阀、水动阀、空气阀等。调节控制装置一般包括各种阀门，如闸阀、球阀、蝶阀等，其作用是控制和调节滴灌系统的流量和压力。二、膜下滴灌系统的组成第11页,共27页，2024年2月25日，星期天3、输配水管网输配水管网的作用是将首部枢纽处理过的水流按照要求输送分配到每个灌水单元和滴头，包括干管、支管、毛管及所需的连接管件和控制、调节设备。由于滴灌系统的大小及管网布置不同，管网的等级划分也有所不同。

二、膜下滴灌系统的组成圈型滴头一字型管网布置示意图第12页,共27页，2024年2月25日，星期天

4、滴头

滴头是滴灌系统中最关键的部件，是直接向作物施水肥的设备。其作用是利用滴头的微小流道或孔眼消能减压，使水流变为水滴均匀地施入作物根区土壤中。二、膜下滴灌系统的组成迷宫式滴管贴片式滴管支管与毛管的连接处第13页,共27页，2024年2月25日，星期天从经济效益、生态效益、社会效益以及技术效益四个方面，对新疆膜下滴灌技术推广效果的现状进行分析。经济效益由新疆最大的节水器材生产企业—天业节水灌溉有限公司的调查研究，膜下滴灌技术与传统灌溉技术相比，有较大的经济效益差额。棉花膜下滴灌与常规灌溉相比，单方水所创造的产值为2.88元/m³，比常规灌溉的1.55元/m³高1.33元/m³；膜下滴灌加工番茄，亩产值滴灌1536元/亩，传统灌溉1152元/亩，分别减去各自投入成本1057.89元和945.57元，产生的利润为479.00元/亩和206.3元/亩，滴灌每亩地比常规灌溉人工采收亩增加效益在272.7元左右；膜下滴灌玉米，增产43.37%，收益增加247.69元/亩，水效益比常规灌溉的0.87元/m³高0.77元/m³；膜下滴灌线椒，每亩干辣椒产量增加213.00kg/亩，增产68.71%，每亩纯收入增加773.9元，水效益比常规灌溉的1.50元/m³高1.49元/m³；新疆哈密淖毛湖种植膜下滴灌甜瓜保苗株数增加85％，座瓜率提高到80％，商品率提高到70％，每亩产量达2.5～3.0吨，平均增产1.5吨，增收1500.0元/亩。三、膜下滴灌的效果分析第14页,共27页，2024年2月25日，星期天生态效益第一方面是节约水资源。棉花膜下滴灌与常规灌溉相比，膜下滴灌节水率能达到42%，水产比为0.85kg/m³,比常规灌溉的0.45kg/m³高0.4kg/m³，膜下滴灌加工番茄，平均节水55.6%，增产幅度37.5％，膜下滴灌玉米，节水22.24%，水产比比常规灌溉的0.87kg/m³高0.77kg/m³，膜下滴灌线椒，比常规灌溉节水15.21%，水产比比常规灌溉的0.33kg/m³高0.34kg/m³；第二方面是增加了农业的抗风险能力，解决了由于干旱带来的农业损失。第三方面是减轻了化肥和农药对土壤的负面影响。

三、膜下滴灌的效果分析第15页,共27页，2024年2月25日，星期天

社会效益第一是提高了农户的总体收入水平，在2000年对采用膜下滴灌技术的调查中，我们可以了解到，在采用膜下滴灌技术的农户里，每个劳动力在管理5.33公顷土地的情况下，年净收入能达到13338.4元，是常规灌溉的6.1倍，随着政府政策性的补贴，这一倍数将进一步拉大；第二是带动了与节水产业相关的化工轻工业、农学、机械以及水利等产业的发展，具有较强的综合带动效应。三、膜下滴灌的效果分析第16页,共27页，2024年2月25日，星期天技术效益第一是提高了肥料的利用率，采用膜下滴灌技术后，可以控制肥料的施用量，可以根据不同作物对不同矿物质的需求，减少不必要的浪费,由于肥料直接滴到了农作物的根部，减少了肥料在地表的损失，进而提高了肥料的利用率；第二是规模效益显著，常规灌溉棉花，每个劳动力管理25亩，而膜下滴灌种植棉花下，每个劳动力可以管理80-120亩，提高了3-4倍的管理定额，产生了极大的规模效益；最后是提高了土地的利用效率，由于膜下滴灌技术采用管道输水，田间不需要修斗、农、毛渠和埂等，减少了土地的不必要浪费。三、膜下滴灌的效果分析第17页,共27页，2024年2月25日，星期天1．灌溉用水最省滴灌仅湿润作物根系发育区，属局部灌溉形式，由于滴水强度小于土壤的入渗速度，因而不会形成径流使土壤板结。膜下滴灌滴水量很少，且能够使土壤中有限的水分循环于土壤与地膜之间，减少作物的棵间蒸发。覆盖地膜还能将较小的无效降雨变成有效降雨，提高自然降雨的利用率。据测试：膜下滴灌的平均用水量是传统灌溉方式的12%，是喷灌的50%，是一般滴灌的70%。四、膜下滴灌的特点第18页,共27页，2024年2月25日，星期天

2．肥料利用率提高易溶肥料施肥，可利用滴灌随水滴到作物根系土壤中，使肥料利用率大大提高。据测试，膜下滴灌可使肥料的利用率由30%～40%，提高到50%—60%。四、膜下滴灌的特点NKNN-NNNNNNKKKKKKPPPPPPP+++++-----第19页,共27页，2024年2月25日，星期天3．增产效果明显膜下滴灌能适时适量地向作物根区供水供肥，调节棵间的温度和湿度；同时地膜覆盖昼夜温差变化时，膜内结露，能改善作物生长的微气候环境，从而为作物生长提供良好的条件，因而增产效果明显。据调查，膜下滴灌可使一般的低产棉花产量提高30%，蔬菜增收40%，西瓜、甜瓜增收25%。四、膜下滴灌的特点第20页,共27页，2024年2月25日，星期天4．投工费用很低膜下滴灌，由于植物行间无灌溉水分，因而杂草比全面积灌溉的土壤少，可减少除草投工。滴水灌溉，土壤不板结，可减少锄地次数。滴灌系统又不需平整土地和开沟打畦，可实行自动控制，大大降低田间灌水的劳动量和劳动强度。据调查，滴灌比大水漫灌每667平方米(1亩)省工10个左右。

四、膜下滴灌的特点干土第21页,共27页，2024年2月25日，星期天

5．工程造价便宜多少年来，滴灌技术一直被人们称为昂贵技术而仅应用在高附加值的作物中。随着水资源的日趋短缺和国产滴灌设施进行的适合国情、降低投资的研究取得很大的进展，滴灌技术已完全能够进入大田和适应普通农业使用。特别是新疆天业膜下滴灌设施，每667平方米造价仅300元左右，是国外同类产品造价的1/8，设备使用期可达5—8年，最末级滴灌带每米价格仅为0．2元，每667平方米土地滴灌带投资仅需120元，使用二年左右后滴灌带还可以旧换新，每米只收0．12元加工费，每667平方米滴灌带投资可降到70多元。四、膜下滴灌的特点第22页,共27页，2024年2月25日，星期天(1)灌水器易于堵塞。(2)会引起浅层土壤盐分积累。(3)限制根系的发展。(4)覆膜种植引起塑料污染。(5)造价较高。(6)潜在风险大。高频灌溉要求水电保证率高。

四、膜下滴灌的特点第23页,共27页，2024年2月25日，星期天国际上的发展：以色列滴灌技术的发展1962年以色列农民发现滴灌有很好的灌溉效果。1964年耐特菲姆公司诞生。以色列滴灌系统目前已是第六代。以色列国土面积为2.1万km2，耕地面积660万亩，农业灌溉用水仅为13亿m3，每亩用水不到200m3

，养活了580多万人口，还成为欧洲的“厨房”。一个农业人可养活90-100人。五、滴灌技术的发展第24页,共27页，2024年2月25日，星期天

国内的发展：以新疆的滴灌技术发展为例

我国是20世纪70年代中期引进的滴灌技术，新疆是我国最早引进膜下滴灌技术的省区之一。新疆生产建设兵团第八师121团农场早在1980年就进行了滴灌试验的探索，但由于种种原因被迫中断；1985年又在该师143团农场建设了16公顷大田移动式滴灌试验，由于过滤器的严重堵塞，试水为完成就停止了运行；1986年通过自制两套过滤器材轮换使用，终于取得了试验成功，但由于移动式滴灌，在棉花封拢后，移动毛管困难且费时费工，加之农场资金不足，此技术未能推广；1996年农八师水利局等单位，使用北京绿源公司生产的滴灌器材，在121团1.67公顷弃耕的土地上进行了棉花膜下滴灌技术试验，取得了成功；五、滴灌技术的发展第25页,共27页，2024年2月25日，星期天1997年又在三个不同的生态条件下的团场进行试验，又一次获得成功；新疆生产建设兵团为发展棉花膜下滴灌技术，自1998年起，用了三年的时