地面灌溉是古老的田間施水技術(shù),但它目前仍是世界上特別是發(fā)展中國家廣泛采用的一種灌水方法,約占全世界中灌溉面積的90%以上。我國則有98%以上的灌溉面積依然采用傳統的地面灌溉技術(shù)。
鑒于我國水資源與能源短缺,經(jīng)濟實(shí)力不足,廣大農村地區的技術(shù)管理水平較低的現實(shí),大面積推廣噴、微灌等先進(jìn)灌水技術(shù)還受到很大的限制,因此在今后相當長(cháng)的一段時(shí)間內,我國還仍須加大田間工程的建設力度,大力研究和推廣節水型地面灌水技術(shù)。
一、平整土地,設計合理的溝、畦尺寸與灌水技術(shù)參數
平整土地是提高地面灌水技術(shù)和灌水質(zhì)量,縮短灌水時(shí)間,提高灌水勞動(dòng)效率和節水增產(chǎn)的一項重要措施。結合土地平整,進(jìn)行田間工程改造,劃長(cháng)畦(溝)為短畦(溝),改寬畦為窄畦,設計合理的畦溝尺寸和入畦(溝)流量,可大大提高灌水均勻度和灌水效率。
陜西洛惠渠的研究表明,在入畦單寬流量為3~5L/s時(shí),灌水定額隨畦長(cháng)而變,當畦長(cháng)由100米改為30米時(shí),灌水定額減少150~204m³/hm²;當畦長(cháng)30~100米時(shí),畦單寬流量從2L/s增加到5L/s,灌水定額可降低150~225m³/hm²。
寶雞峽灌區進(jìn)行深層滲漏的對比試驗,灌水定額小于675m³/hm²,基本不發(fā)生深層滲漏;灌水定額825~990m³/hm²時(shí),約有150m³/hm²水產(chǎn)生深層滲漏;灌水定額1350m³/hm²時(shí),有一半水成為深層滲漏水。
我國幅員遼闊,各地地形和土質(zhì)差異較大,因此難有統一標準,各地應根據田間試驗結果,建立計算機模型,通過(guò)實(shí)驗和計算機模擬,給出適合本地的適宜畦溝尺寸和灌水技術(shù)參數。
二、改進(jìn)地面灌溉濕潤方式,發(fā)展局部濕潤灌溉
改進(jìn)傳統的地面灌溉全部濕潤方式,進(jìn)行隔溝(畦)交替灌溉或局部濕潤灌溉,不僅減少了課間土壤蒸發(fā)占農田總蒸散量的比例,使田間土壤水的利用效率得以顯著(zhù)提高,而且可以較好地改善作物根區土壤的通透性,促進(jìn)根系深扎,有利于根系利用深層土壤儲水,兼具節水和增產(chǎn)雙重特點(diǎn),值得大力推廣。實(shí)踐證明,春小麥與春玉米套種隔畦灌,棉花、玉米等寬行作物隔溝灌或隔溝交替灌,濕潤面積可減少50%,節水高達30%以上,增產(chǎn)幅度5%~10%。玉米坐水種,可節水900m³/hm²,節電90~105千瓦時(shí),增產(chǎn)幅度約16%,增收幅度約28%。
三、改進(jìn)放水方式,發(fā)展間歇灌溉
改進(jìn)放水方式,把傳統的溝、畦一次放水改為間歇放水,進(jìn)行間歇灌(又稱(chēng)波涌灌),被稱(chēng)為80年代地面灌水技術(shù)的一大突破。間歇放水使水流呈波涌狀推進(jìn),由于土壤孔隙會(huì )自動(dòng)封閉,在土壤表層形成一薄封閉層,水流推進(jìn)速度快。在用相同水量灌水時(shí),間歇灌水流前進(jìn)距離為連續灌的1~3倍,從而大大減少了深層滲漏,提高了灌水均勻度,田間水利用系數可達0.8~0.9。
四、改進(jìn)溝畦放水設施
改進(jìn)溝畦放水設施,采用虹吸管(用于明渠輸水)或地面移動(dòng)閘門(mén)孔管(用于管道輸水)放水,與人工開(kāi)口放水相比,田間水利用率可提高5%~10%。目前這些設施國內仍處于試驗階段,尚未批量生產(chǎn)。因此,有必要開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān),對這些設施的材料和加工工藝進(jìn)行深入研究,向著(zhù)技術(shù)標準化、生產(chǎn)規?;?、推廣應用普及化方向去發(fā)展。
五、大力發(fā)展節水保墑膜上灌
膜上灌是我國在地膜覆蓋栽培技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種新的地面灌溉方法。它是將地膜平鋪于畦中或溝中,畦、溝全部被地膜覆蓋,從而實(shí)現利用地膜輸水,并通過(guò)作物的放苗孔和專(zhuān)業(yè)灌水孔入滲給作物的灌溉方法。由于放苗孔和專(zhuān)業(yè)灌水孔只占田間灌溉面積的1%~5%,其他面積主要依靠旁側滲水濕潤,因而膜上灌實(shí)際上也是一種局部灌溉。目前,新疆采用膜上灌的農田已達23.33公頃,甘肅、河南等省也開(kāi)始推廣。膜上灌形勢有開(kāi)溝扶埂膜上灌、培埂膜上灌、膜孔灌、溝內膜上灌、膜縫灌、格田膜上畦灌、膜側膜上灌等多種。膜上灌作物有棉花、蔬菜、玉米、小麥等。地膜栽培和膜上灌結合后具有節水、保肥、提高地溫、抑制雜草生長(cháng)和促進(jìn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、早熟等特點(diǎn)。生產(chǎn)試驗表明:膜上灌與常規溝灌相比,棉花節水40.8%,增產(chǎn)皮棉5.12%,霜前花增產(chǎn)15%;玉米節水58%,增產(chǎn)51.8%;瓜菜節水25%以上。由于膜上灌是一種新的灌水技術(shù),還有許多不成熟和不完善的地方,對其技術(shù)機制、技術(shù)要素及其設計方法都需要進(jìn)一步研究。