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第一章微灌技术第一节概述微灌的定义微灌即是按照作物生长所需的水和养分，利用专门设备或自然水头加压，再通过低压管道系统末级毛管上的孔口或灌水器，将有压水流变成细小的水流或水滴，直接送到作物根区附近，均匀、适量地施于作物根层所在部分土壤的灌水方法。
微灌包括滴灌、微喷灌、涌泉灌等。
微灌是当今世界上用水最省、灌水质量最好的现代灌溉技术。
20世纪70年代初，微灌成为一种完整的灌溉技术，得到了普遍的重视和应用，至1991年全世界微灌面积约18万hm2。
1992年我国微灌面积达3．4万hm2。
微灌主要用于果树、保护地蔬菜、花卉和其他经济作物的灌溉。
我国的微灌设备是在引进、吸收国外先进技术的基础上，结合本国的国情研究、发展起来的。
近年来，国产微灌设备的质量有了明显提高。
随着节水型农业的发展，我国的微灌技术将得到更快的发展。
二、微灌的特点、组成与分类(一)微灌的特点(1)局部湿润土壤。
这是与传统地面灌水方法(沟、畦灌等)和喷灌的最大区别。
微灌不是对整个灌水地段实施全面积灌溉，而是通过管道系统将水直接送到作物根部附近，只湿润主根层所在的耕层土壤，不破坏土壤结构，湿润区土壤水、热、气、养分状况良好，减少土壤表面蒸发。
所以微灌又称为“局部灌水方法”。
(2)灌水量小，灌水周期短，属微量精细灌溉范畴。
微灌条件下的作物基本上没有棵间蒸发，作物需水量比较小。
同时，微灌设备可以按照需要准确控制灌水量，既不存在深层渗漏，亦无喷灌条件下的飘移蒸发损失。
在现有的灌水方法中，微灌所需的灌水量最小。
另外，微灌不仅具有以补充降雨不足为目的的灌水功能，同时还特别适合给作物输送液态化肥、除草剂等化学药剂，并便于实现自动控制。
不过灌溉系统的运行管理、规划设计和安装调试以及对水质的要求都较为精细。
一般滴头的流量为1．5—12L／h，微喷头的流量为50—200L／h。
微灌的灌水时间间隔：蔬菜为l一3d；果树为7一15d。
(3)灌水质量较高。
只要选用质量合格的灌水器，合理进行工程规划设计，使灌水器出水均匀，就能获得较高的灌水质量。
喷灌与微灌工程技术管理规程什么是喷灌与微灌工程技术喷灌技术的概念与特点喷灌技术是一种利用压缩空气将水分散成细小水滴，并通过喷嘴将水滴喷洒到作物上的灌溉方式。
喷灌技术具有高效节水、均匀灌溉、降低土壤侵蚀等特点，适用于大面积农田灌溉。
微灌技术的概念与特点微灌技术是一种通过系统灌溉管路将滴水或者微喷头直接安装在作物根系附近，以小流量、低压力滴灌或喷灌的方式进行灌溉。
微灌技术具有节水、节能、增产、提质等特点，适用于果树、蔬菜和花卉等作物的种植。
喷灌与微灌工程技术的管理规程设计规范1.灌溉制度设计–根据作物的需水量、土壤水分特性和气象条件等因素，确定灌溉制度的参数，如灌溉量、灌溉频次、灌水时间等。
–考虑到水土保持和环境保护，设计合理的排水系统，以防止土壤水分过度饱和和农田排泄水的污染。
–根据农田地形和土质条件，选择合适的喷灌或微灌设备和工艺流程。
2.设备选型与布置–根据农田的大小和形状，合理选择喷灌或微灌设备，并确定设备的布置方式，以保证灌溉的均匀性。
–考虑到设备的维修与更换，布置设备时应保留足够的通道和操作空间。
–针对不同作物的需水量和灌溉要求，根据实际情况选择合适的设备参数，如喷头型号、喷孔尺寸等。
施工与安装1.现场勘测与准备–在施工前，对农田进行详细的勘测，包括地形、土壤质地、地下水位等因素的调查和测量，并制定相应的施工计划。
–根据施工计划，准备必要的工程材料和设备，确保施工的顺利进行。
2.灌溉主管线与支管线安装–根据设计要求，铺设灌溉主管线和支管线，要求管道的材质、规格和安装质量符合相关标准和规范。
–保证主管线和支管线的连接紧密可靠，并采取必要的保护措施，防止管道被损坏。
3.喷灌或微灌设备的安装–根据设备的布置方案，在主管线和支管线上安装喷灌或微灌设备，要求设备的安装位置准确、稳固。
–对于滴灌设备，应定期检查滴灌管的通畅性，并确保滴灌孔的均匀和稳定。
运行与维护1.灌溉管理–根据灌溉制度，合理地安排灌溉时间和灌溉量，确保作物的需水量得到满足。
微灌技术微灌是一种新型的高效用水灌溉技术，包括滴灌、微喷灌、涌泉灌和地下渗灌。
它是根据植物的需水要求，通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将植物生长中所需的水分和养分以较小的流量均匀、准确地直接送到植物根部附近的土壤表面或土层中，相对于地面灌和喷灌而言，微灌属局部灌溉、精细灌溉，水的有效利用程度最高，约比地面灌节水50%～60%，增产20%～30%，比喷灌省水15%～20%。
但微灌的工程投资也高，在国外被称之为昂贵的灌水技术。
为了支撑高投入，微灌一般只用于水果、蔬菜、花卉等产值高、收益高的经济作物。
目前全世界微灌面积约20万hm2，只占全世界总灌溉面积的1%左右，其中我国约6.7万hm2。
严格地说，微灌不太适合大田粮食作物。
微灌工程设计资料：一、设计耗水强度(mm/d)二、微灌设计土壤湿润比三、微灌水利用系数应不低于下列数值滴灌 0.90微喷灌 0.85四、微灌灌水定额与灌水周期（1）灌水定额m=0.1rHp(βmax-βmin)/η式中，m为灌水定额(mm)； r土壤容重(g/cm3)；H为计划湿润层深(m)；p 为土壤湿润比；βmax为土壤适宜含水率上限；βmin为土壤适宜含水率下限；η为微灌水利用系数。
（2）灌水周期T=（m/e)η式中，T为灌水周期（d）；e为耗水强度（mm/d）。
五、微灌设计对灌水器流量偏差率的要求要求灌水器流量偏差率不大于20%。
微灌工作水头偏差率与流量偏差率的关系：式中， hv =为工作水头偏差率；x灌水器的流态指数；qv为流量偏差率。
将流量偏差率(20%)代入上式即得允许的工作水头偏差率。
六、管道沿程水头损失与局部水头损失式中，hf为沿程水头损失（m)；Q为流量（L/h)；d为管道内径（mm）；L 为管长（m）；f为摩阻系数；m为流量指数；b为管径指数。
f、m、b取值表支管局部水头损失 hj支=(0.05~0.10)hf毛管局部水头损失h j毛=(0.01~0.20)h f。
喷灌与微灌技术一、喷灌技术喷灌可以防止水分深层渗漏和地表流失，具有省水及对地形适应性强的优点，适合缺水、干旱地区使用。
但喷灌系统对水源的要求较高，水中不得含有泥沙和污物；受风力影响大，在3—4级风时不宜喷灌，以防水滴被吹走，导致喷灌均匀度下降。
喷灌系统一般由水源、水泵、动力机、输水管路及喷头等部分组成。
按喷灌系统各组成部分可移动的程度，分为固定式、半固定式和移动式三种类型。
（一）固定式除喷头外，所有管道在整个灌溉季节或常年都是固定的。
水泵和动力机安装在固定的位置，干管和支管多埋在地下，竖管伸出地面，喷头安装在竖管上。
（二）半固定式动力机、水泵和主干管都是固定不动的，喷头和支管是可以移动的。
（三）移动式该系统的动力装置、干管、支管和喷头都是可以移动的，具有机动性强、操作方便、生产效率高等优点，是广泛应用的一种喷灌系统。
从结构形式上可分为：时针式喷灌机、绞盘式喷灌机、平移式喷灌机及移动软管式喷灌机四种。
1.时针式喷灌机优点是将支管撑在高2—3米的支架上，全长可达400米，支架可以自己行走，支管的一端固定在水源处，整个支管绕中心点绕行，像时针一样，边走边灌，可以使用低压喷头，灌溉质量好，自动化程度高。
缺点是只能灌溉圆形的面积，灌溉残留面积较大。
适用于地表较平的大型农场，并要求灌区内无任何高的障碍物（如电杆、树木）。
2.绞盘式喷灌机利用盘在大绞盘上的软管给一个或几个喷头供水灌溉土壤。
灌溉时先用外力（人力或牵引力）将软管连同喷水小车拉出，利用水涡轮（或液压马达或拖拉机驱动轮的动力）驱动绞盘旋转，逐渐将软管卷在绞盘上，并带动喷水小车移动。
压力水通过软管输送到喷水小车所带的喷头，喷头在压力水的作用下实现喷射和摆动，喷头在喷水小车带动下移动和在水压驱动下摆动的复合作用下，一次可灌溉一个宽小于两倍射程的矩形田块。
这种系统田间工程少，设备简单，投资也少，工作可靠。
一般要求中、高压喷头，能耗较高。
我国近年研制的利用拖拉机为动力的移动式卷管喷灌机，机动灵活，具有广阔的应用前景。
名词解释微灌工程的特点微灌工程是一种现代化的农田灌溉技术，它采用微小喷灌头将水直接供给作物根系，以实现精确的水分调控。
相比传统的洪灌和滴灌方式，微灌工程具有许多独特的特点，本文将逐一解释。
首先，微灌工程具有高度的节约性。
传统的洪灌方式通常是将大量的水面积覆盖在农田上，这不仅造成了水资源的浪费，还容易导致作物表土流失和土壤盐碱化。
而微灌工程通过微小喷灌头将水直接供给根系，精确控制水的量和时间，最大限度地减少了水的浪费，提高了灌溉效益。
其次，微灌工程具有高度的经济性。
由于微灌工程能够准确控制灌溉量和频率，避免了过度灌溉和漏灌的问题，从而避免了农田的产量损失和水肥资源的浪费。
同时，微灌工程也能够减少农民的劳动强度，提高生产效率，降低了劳动成本，对于提升农业生产效益具有积极的意义。
第三，微灌工程具有高度的适应性。
由于其灌溉设备简单、安装方便，微灌工程可以应用于各种地形和土质条件的农田，比传统的洪灌方式更加灵活。
无论是山地、丘陵还是平原，无论是湿润地区、干旱地区还是半干旱地区，微灌工程都能够根据不同的需求和条件进行设计和调整，主动适应农作物的需水状况，提供合适的灌溉方案。
再次，微灌工程具有高度的精准性。
传统的洪灌方式通常无法精确控制水的用量和运动速度，导致一部分水分无法到达作物根系，而且容易引起水分的累积和浸润不均匀，对农田和作物造成一定的损害。
而微灌工程通过精确调节喷灌头的水流量和喷灌角度，能够精确供水到根的需要部位，减少水分的损失和浪费，提高农田和作物的吸水效率和利用率。
最后，微灌工程具有高度的环保性。
传统的洪灌方式往往会对土壤环境造成一定的污染，如土壤盐碱化、土壤结构破坏等。
而微灌工程通过减少农田的水量流失和农药化肥的使用量，能够有效减少土壤和地下水的污染风险，促进农业生态环境的改善和保护。
综上所述，微灌工程是一种具有独特特点的现代化农田灌溉技术。
它既节约水资源、提高经济效益，又适应不同地形和条件，保证了灌溉的精准性和安全性，同时也具备了环保性。
节水灌溉技术--微灌核心提示：微灌是利用微灌设备组装微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。
?微灌微灌是利用微灌设备组装微灌系统，将有压水输送分配到田间，通过灌水器以微小的流量湿润作物根部附近土壤的一种局部灌水技术。
?微灌可以非常方便地将水施灌到每一株植物附近的土壤，经常维持较低的水压力满足作物生长需要。
微灌省水、省工、节能，灌水器的工作压力一般为50～150千帕；灌水均匀度高，可达80%～90%以上；增产，对土壤和地形的适应性强。
但微灌系统投资一般要远高于地面灌；灌水器出口很小，易堵塞，故对过滤系统要求高。
?微灌系统组成：水源、首部枢纽、输配水管网、灌水器以及流量、压力控制部件和量测仪表等。
?微灌系统形式：滴灌、微喷灌、小管出流灌和渗灌。
?一、小管出流灌溉系统该系统主要针对国产微灌系统在使用过程中，灌水器易被堵塞的难题和农业管理水平不高的现实，打破微灌灌水器流通的截面通常尺寸，而采用超大流道，以塑料小管代替微管滴头，并辅以田间渗水沟，形成一套以小管出流灌溉为主体的符合实际要求的微灌系统。
小管出流灌溉是利用4毫米的小塑料管与毛管连接作为灌水器，以细流(射流)状局部湿润作物附近土壤。
对于高大果树通常围绕树干修一渗水小沟，以分散水流，均匀湿润树周围土壤，小管灌水器的流量为80～150升*/小时。
该系统具有以下优点：?(1)堵塞问题小，水质净化处理简单；(2)施肥方便；(3)省水；(4)适应性强；(5)操作简单，管理方便。
该技术特别适合于果树的灌溉。
?二、滴灌整个系统从首部输配水管网至灌水器，可根据具体情况，通过比较国内外各家产品的性能做出合理设计和最佳组合。
滴灌是利用安装在末级管道上的滴头，或与毛管制成一体的滴灌带将压力水以水滴状湿润土壤，滴灌灌水器的流量为2～12升*/小时。
滴灌与其他灌溉方式比较具有以下特点：?(1)蒸发损失小；(2)因为是局部湿润土壤，省水；(3)可根据作物的生育特点，进行自动控制；(4)可结合灌溉施肥，打药；(5)不板结土壤，改变作物根部环境；(6)因适时适量灌水，可达到增产、优质的效果。
微灌
1974年我国引进微灌技术。
30年的发展，大体可划分为三个阶段：
第一阶段（1974-1980年）：引进滴灌设备，并进行国产设备研制与生产，开展微灌应用试验。
1980年我国第一代成套滴灌设备研制生产成功。
第二阶段（1981-1996年）：引进国外先进工艺技术，设备国产规模化生产基础逐渐形成。
在部分微灌试验研究中开始进行灌溉施肥内容的研究。
第三阶段（1996年至今）：大部分灌溉设备国产化，并形成了一定的生产规模，但推广进度不快，主要的制约因素是灌溉施肥的理论和方法研究滞后。
灌溉施肥制度研究引起各级农业部门和农科院校的重视，并取得初步成果。
逐步形成现在的水肥一体化技术。
二、水肥一体化技术的特点
目前果菜生产中，灌溉上多数沿用大水漫灌或沟灌，施肥上存在重底肥、轻追肥、施用的NPK比例和底追肥不合理等现象，造成水肥浪费量大，且利用效率不高等一些问题。
传统的灌溉和施肥是分开进行的
微灌施肥技术特点
相对于地面灌溉而言，水肥一体化技术已经成为一种全新的灌溉和施肥技术，其主要特点表现为：局部灌溉、水肥同步、集中供给
微灌施肥土壤水分特点
1、土壤的湿润深度、湿润面积减少。
（蔬菜常规湿润深度0.5m 以上，果树1-1.5m。
微灌蔬菜0.2-0.3m，果树0.8-1.2m，蔬菜湿润面积60-90%，果树30-60%。
）
2、灌水均匀度大为提高，可达到80-90%以上。
3、土壤含水量变化幅度少，维持在作物适宜含水量的时间长。
（常规为田持的100-50%，微灌95-60%。
）
微灌施肥土壤养分特点
1、养分的淋洗和深层渗漏减少，肥料利用率提高。
氮素在地面灌溉条件下蔬菜0.5-0.8m深度的土壤碱解氮含量是耕层含量的67%，而微灌0.5-0.8m深度的土壤碱解氮含量仅为耕层含量的30-50%。
2、磷素和钾素在主要根系活动层的上下分布趋于一致。
蔬菜地亚耕层有效磷含量仅为耕层的37%，速效钾含量为耕层的61%，而微灌条件下亚耕层有效磷、速效钾含量与耕层差异很少，基本一致。
3、作物主要根系活动层的土壤养分能够保持一定的供应水平和时间。
微灌施肥的局限性
微灌施肥应用中存在的主要问题
现状：微灌面积占灌溉的1.25%，灌溉施肥面积仅占微灌的1/4，远远落后于发达国家（以色列为80%，美国为65%）。
1、灌溉技术与施肥技术脱节。
2、微灌施肥技术研究与技术培训不足。
3、缺乏复合型技术人员。
4、不成功的先例影响普及推广。
5、缺乏专业公司与技术部门的参入。
水肥一体化技术的优点
一、七个优点
节水：节约水资源，提高水分利用效率，通常节水40%以上。
节肥：可准确的控制养分比例、施肥数量，提高化肥利用率，节省肥料30%左右。
节药：应用膜下滴灌降低了空气湿度，减轻了病虫害的发生，减少了用药量和打药次数，节省农药用量30-50%，尤其在温室省药50%以上。
省工：节省施肥、灌溉劳动力，一般露地水肥一体化省工6-8个，温室省工10个以上。
省地：由于减少了渠系占地，一般亩省地3%-5%。
增产：提高作物产量，苹果、葡萄等果园增产15%以上，设施蔬菜增产10%左右。
提质：病害减少，改善农产品品质。
比如：葡萄单粒重、含糖量与常规种植相比分别增加1.6～2.3克/个、1.2%～2.6%，且果穗适中、松散，色泽鲜红、外观光洁，品质明显改善。
不影响土壤的通气性，不明显影响土壤温度。
可加快作物生长，使大棚作物提早上市。
不需要平地,不影响田间管理与收获活动。
提高作物抵御风险的能力，有利于实现标准化栽培。
二、水肥一体化系统组成
水肥一体化应用形式,滴灌带（管）.滴灌管上的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，使水流变为水滴均匀地施入作物根区土壤中。
日光温室一般采取东西行向种植，支管布置在温室的北侧或南侧，滴灌带一般依栽培作物的行（畦）距，呈南北单分式布置。
如果温室过长，可从温室中部分成东西两组，安装两个阀门，实行分组灌溉。
水肥一体化滴灌系统规划。
地灌管的长度直接影响灌水的均匀度和工程费用，滴灌管越长，支管间距越大，支管数量越少。
工程投资越少，但灌水均匀度降低。
因此，布置的毛管长度应控制在允许的最大长度以内，而允许的最大毛管长度应满足设计均匀的要求，并由供水压力计算确定。
干管、支管、毛管应综合考虑。
三、操作注意事项
使用前要检查滴灌系统的管路、过滤器、施肥器的连接等部件是否正常。
滴灌带（管）末端堵头是否扎紧。
过滤装置要定期清理，防止滴孔堵塞。
系统运行正常后，先滴灌20分钟，再施肥，施肥桶要经常清理。
施肥后，应继续一段时间滴灌清水。
作物收获后，应将整个系统妥善保管，尤其是滴灌带。
四、滴灌肥料的选择
（一）什么样的肥料适用于灌溉施肥？肥料养分浓度高，能完全溶于中。
不会堵塞过滤器和滴头。
能与其它肥料混合。
与灌溉水的相互作用小，不会引起沉淀发生。
不会引起灌溉水pH的剧烈变化。
对控制中心和灌溉系统的腐蚀性小。
（二）常用的滴灌用肥
固体肥料：大量元素肥料有尿素、硝酸铵、硫酸铵、硝酸钙、硝酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、磷酸一铵（工业级）、氯化钾（加拿大钾肥除外）等；常用的中量元素肥料有硫酸镁。
1、氮肥：
尿素、硝酸钾、硝酸铵、硫酸铵
2、磷肥：
磷酸二氢钾、磷酸一铵、磷酸
3、钾肥：
氯化钾、硝酸钾、硫酸钾
4、复合肥：
水溶性微灌专用肥、市场上溶解性较好的冲施肥等。
5、镁肥：
硫酸镁
6、钙肥：
硝酸钙
在实际操作时，首先要对实施区的施肥水平、产量水平和管理水平进行详细的调查，依据作物的需肥规律，调整氮磷钾使用比例，依据节肥的经验数据对农民施肥量进行适当调整，尽量避免大幅度改变农民的施肥习惯，以免农民不接受，或引起减产等纠纷，以后逐年根据生产情况进行合理调整。
调整依据：土壤情况、气候条件、作物长势。
灌溉制度的调整内容：
一是土壤质地，土壤质地偏砂或偏粘时，就要把灌水定额适当减少或增加，将灌水周期适当缩短或延长。
二是气候状况，设施蔬菜如遇到气温较低、空气湿度大或光照较弱，就要减少灌水量或推迟灌水时期，反之，要增加灌水量或提前灌水。
露天果树如遇连续降水，但为了施肥，可减少灌水量。
五、滴灌肥料的选择原则
一是溶解度、纯净度高，没杂质；
二是相容性好，使用时相互不会形成沉淀物；
三是养分含量较高；
四是不会引起灌溉水PH的剧烈变化；
五是灌溉设备的腐蚀性小。
同时，微量元素肥料的使用尽管很少，如果通过微灌系统施肥，就需要考虑其溶解度。
