《園藝設(shè)施學》課件6第六章

1、第六章：設(shè)施灌溉與施肥（4學時）第一節(jié)：設(shè)施灌溉 包括灌溉水源、取水方式、供水方式和灌水方式。 灌水方式：滴灌技術(shù)和微噴灌技術(shù)一、灌溉水源及其取水、供水和灌水方式（一）灌溉水源 一般分為地面水源和地下水源兩大類。 1、地面水源：主要有江河水、湖泊水、塘堰水、水庫水甚至海水等。 地面水源來源于大氣降水（如雨、雪、霧、冰雹等），直接與大氣相接觸。優(yōu)點：水量充沛，取用較方便，礦化度及硬度較低等缺點：一般渾濁度都較高，泥沙含量多，水質(zhì)、水溫變化大，且易受周圍環(huán)境的污染。 江河水源匯水面積大，流程長，并有一定流速，故具有一定的自凈能力。與其它地面水源比較，江河水量在洪水期與枯水期相差可達幾十倍，從而有些

2、河流全年高、低水位差竟達三四十米，使取水工程趨于復雜。 塘堰、水庫和湖泊水源，一般含泥沙量低，水質(zhì)較潔凈，但常含懸浮雜質(zhì)，夏季還會滋生一些藻類，影響水質(zhì)。有的塘、庫、湖泊水礦化度也較高。 內(nèi)陸湖和海水也是一種重要的天然水源，但必須進行淡化處理后，方能作為農(nóng)田灌溉用的水源。 2、地下水源 埋藏于地面以下地層中的重力水，統(tǒng)稱地下水。依地下水埋藏條件的不同，可將地下水源分為上層滯水、潛水、承壓水、裂隙水、巖洞水和泉水6大類。 地下水主要來源大氣降水和地面水源的入滲。 由于地下水埋藏在地表以下，在地下流動，受地層吸附、過濾和微生物的作用。 優(yōu)點：一般水質(zhì)潔凈，無色無味，懸浮雜質(zhì)少，水溫變化小，分布面廣

3、，且不受環(huán)境污染。就地開采，投資少，見效快，在地下水位較高的地區(qū)，利用地下水還可以降低地下水位，防止土壤沼澤化和鹽堿化等。 缺點：流速和徑流量小，礦化度和硬度較高。 我國絕大多數(shù)均采用地下水源。3、對灌溉水源的基本要求（1）水量應(yīng)能充分滿足灌溉系統(tǒng)用水量的要求。（2）水位應(yīng)為灌溉系統(tǒng)提供足夠的水位高程，并應(yīng)盡可能采用自壓式或直接式供水方式；否則，就需要設(shè)置泵站機組加壓，以滿足灌溉用水壓力的要求。（3）位置應(yīng)盡可能靠近生產(chǎn)區(qū)域。（4）水質(zhì)應(yīng)符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準。 （二）取水設(shè)施 1、管井 垂直安裝在地下的地下水取水建筑物，其井口直徑比較小，一般為150600mm，又以200400 mm 最為常用

4、。管井深度比較大，一般為20200m，主要取用深層地下水。 主體由井口、井壁管、濾水管和沉砂管4部分組成。 2.大口井 口徑較大，一般為1.22.0m，有的可達5m以上，但一般不超過10m。深度較淺，一般為620m，個別缺水地區(qū)也可達40m，主要取用淺層地下水。 完整井：井底達到不透水層，完全靠井壁進水。 非完整井：如井筒沉到含水層中間，主要靠井底進水，或井底、井壁同時進水。非完整井完整井3、滲渠 主要截取河床滲透水和潛流水，是一種水平式取水建筑物。 組成：通常由收集、截取地下水的地下渠道和匯集地下渠道水流的集水井或清水池兩部分。 在一些弱透水層地區(qū)，山區(qū)河流的中下游，河床砂卵石透水性較強，地

5、下水位較淺，且有一定流量時，可修建滲渠（或稱截潛流建筑物）。 4、引泉 在山區(qū)有條件的地方，可利用山間泉水，選擇水量充足、穩(wěn)定的泉水出口處修建引泉池，通過管道將水引到用水點。 由于泉水經(jīng)常出現(xiàn)在山區(qū)，因此修建引泉池要利用地下含水層出露地面（泉水口）的山前山腳等地形。通常在泉水出口處用石砌筑與大口進相似的集水井，并應(yīng)加蓋，以防風砂、蟲蟻進入井內(nèi)。泉水引至井內(nèi)后，再通過連通管流入引泉池。 5、岸邊取水建筑物 直接從岸邊進水口取水的建筑物，稱為岸邊取水建筑物，采用于河岸邊較陡、主流近岸、岸邊水深足夠，水質(zhì)及地質(zhì)條件較好，水位變幅不大的地方。目前采用較廣泛。 岸邊式取水建筑物主要由集水井和泵站兩部分組

6、成。按集水井與泵站的相對位置和結(jié)構(gòu)劃分，岸邊取水建筑物可分為合建式、分建式和直接吸水式。 合建式分建式砂濾井（三）提水設(shè)施 灌溉系統(tǒng)若無自流（自壓）條件供水時，則必須利用提水裝置加壓。通常提水裝置主要包括水泵和動力機兩大組成部分。 水泵是現(xiàn)代灌溉技術(shù)的重要設(shè)備。它既可以單獨作為提水機械，又是各種現(xiàn)代灌溉系統(tǒng)的重要組成部分，為灌溉系統(tǒng)從水源取水加壓。與水泵配套的動力機，通常是電動機。在缺少電力供應(yīng)的地方可以用柴油機或拖拉機作為水泵的動力機。灌溉系統(tǒng)常用的水泵類型有離心泵、井泵（長軸井泵、深井潛水電泵）、微型泵、真空泵等。（四）供水方式 由灌溉水源向設(shè)施保護地管網(wǎng)供水。供水方式：直接式 自流式 水

7、塔 高位水池 壓力罐等基本要求：保證滿足設(shè)施要求的灌溉水量 保證提供足夠的灌溉水壓 供給符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)要求和不易淤堵。 輸配水管網(wǎng)與灌水器的灌溉水質(zhì)良好 1、直接式供水方式 直接供水方式，通常都是利用水泵提升井泉或蓄水池中的水，以及其所提供的壓力將灌溉水直接輸入管網(wǎng)。 特點：沒有調(diào)節(jié)系統(tǒng)，也沒有自動控制裝置，工程設(shè)施簡單，造價低，修建快；但用水不方便，需有專人管理。 2、自流式供水方式 也稱自壓式，是利用水源地與設(shè)施保護地用水點的地形高差所提供的水壓，通過管網(wǎng)直接輸入設(shè)施保護地的供水方式。 需要一定的地形條件，多在山區(qū)、丘陵地區(qū)的井泉、水庫、高位水池等水源設(shè)施中采用。 特點：工程設(shè)施簡單，安

8、全可靠，造價低，修建工期短。不用油、電和水泵等設(shè)備，不受供電影響。 采用自壓式供水方式應(yīng)特別注意水源地與設(shè)施間高程差，一般地形落差25m左右，即可滿足供水對水壓的要求。若水源地過低，會出現(xiàn)供水壓力過小而不能提供微灌所需要的水壓；若水源地過高或水位過高，水壓力過大時會造成管道崩裂或漏水，則需要采取減壓消能等措施。 （b）水庫水自流供水（a）泉水自流供水3、水塔 水塔是一種可調(diào)節(jié)水量和水壓的建筑物，通常在沒有天然高地修建高位水池或修建高位水池不經(jīng)濟，而使用壓力罐等供水方式不適宜時采用。 水塔種類很多，多采用鋼筋凝土水塔、鋼架水塔、磚石水塔等。 水塔基本構(gòu)造：圍箱、水箱、進水管、出水管和溢流管等。

9、要求圍箱與水箱兩箱壁間的距離應(yīng)大于0.5m，進水管頂端應(yīng)伸至水箱的2/3高度處，出水管應(yīng)置于距水箱底部以上1015cm處，并在管口處安裝有濾網(wǎng)；溢流管管徑不得小于進、出水管管徑，頂端安設(shè)漏斗，其直徑應(yīng)為溢流管管徑的3倍。 水塔構(gòu)造示意圖水塔水箱底的設(shè)計高程：H=h+hf+ZH最不利灌水點要求的水頭壓力，m；hf由水塔至灌溉管網(wǎng)最不利點的管道總水頭損失，m；Z水塔處地面與最不利灌水點的高程差，m。水塔容積是指水箱的設(shè)計容積，農(nóng)業(yè)設(shè)施中一般不超過50m3。 4、高位水池 即蓄水池，是在農(nóng)業(yè)設(shè)施范圍內(nèi)高地修建的蓄水設(shè)施。高位水池可以調(diào)節(jié)水量，并保證一定的供水壓力，其容積一般比水塔大，造價比水塔低，運

10、行費用比壓力罐少，有條件的地方應(yīng)優(yōu)先考慮使用。 高位水池可以修建為全地上式，也可半地下式或全地下式。農(nóng)業(yè)設(shè)施中常用半地下式高位水池。 小型高位水池，一般容積為1030m3，常以磚砌、石砌、混凝土砌筑居多，形狀多為矩形。中大型高位水池，容積為50100m3，甚至更大，多為圓形鋼筋混凝土砌筑。 設(shè)計高程指水池的池底高程。如位置較高，有足夠的高程差，可以采用自流式或直接式供水方式輸入管網(wǎng)，為設(shè)施和保護地灌水器提供所要求的灌水壓力。若高位水池不具有地形落差，則安裝水泵加壓。（a）圓形鋼筋混凝土水池高位水池結(jié)構(gòu)（b）矩形漿砌石水池剖面5、壓力罐（無塔供水器） 組成：電機、水泵、密封壓力鋼罐、電接點壓力表

11、、繼電器、磁力起動器或交流接觸器等。 原理：利用罐內(nèi)空氣可壓縮性貯存和調(diào)節(jié)配水。 壓力罐安裝在泵和管網(wǎng)之間，水泵啟動后，即向管網(wǎng)供水，而一部分多余的水則貯存到壓力罐內(nèi)，使罐內(nèi)空氣壓縮，水位上升，罐內(nèi)的壓力隨之上升。當罐內(nèi)壓力達到上限值時（最高水位），電觸點壓力表接觸上限觸點，發(fā)出信號，切斷電源停泵，這時罐內(nèi)的壓縮空氣將罐內(nèi)的水壓入管網(wǎng)繼續(xù)供水，當罐內(nèi)的壓力下降至下限壓力值時，電觸點壓力表接觸下限觸點，水泵重新啟動。正常情況下，水泵可在無人控制情況下工作，保證管網(wǎng)連續(xù)供水。 使用壓力罐時，可24h隨機用水，避免了用水量很小時，管網(wǎng)內(nèi)壓力上升過高，造成管道和設(shè)備破壞，由于壓力罐供水是在上下限范圍內(nèi)

12、工作，故管網(wǎng)內(nèi)壓力也會隨之變化，不象固定用水那樣壓力恒定。因而需在壓力罐后安裝一只調(diào)壓閥，以穩(wěn)定下游壓力。 壓力罐屬于壓力容器，常見兩種類型，即補氣式和隔膜式。補氣式又分為自動補氣和泄空補氣兩種。壓力罐的選用與壓力的上、下限，所采用水泵和罐的類型等因素有關(guān)，計算較為復雜。 壓力罐的最大工作壓力，即上限壓力與水泵性能和壓力罐及管道的允許壓力有關(guān)，在農(nóng)業(yè)設(shè)施中一般在400kPa以下，上限壓力常用200350kPa，下限為50100kPa。 （五）灌水方式 指灌溉水進入田間并濕潤根區(qū)土壤的方法（式）。 目的在于將集中的灌溉水流轉(zhuǎn)化為分散的土壤水分，以滿足植物水、氣、肥的需要。 合理的灌水方法應(yīng)滿足：

13、灌水均勻。能保證將水按擬定的灌水定額灌到田間，而且使每棵植物都可以得到相同水量。常以均勻系數(shù)表示。灌溉水的利用率高。應(yīng)使灌溉水都保持在植物可以吸收到的土壤里，能盡量減少發(fā)生地面流失和深層滲漏，提高田間水利用系數(shù)。少破壞或不破壞土壤團粒結(jié)構(gòu)。灌水后能使土壤保持疏松狀態(tài)，表土不形成板結(jié)，以減少地表蒸發(fā)。便于和其它農(nóng)業(yè)措施相結(jié)合?，F(xiàn)代灌溉已發(fā)展到不僅應(yīng)滿足植物對水分的要求，而且還應(yīng)滿足植物對肥料及環(huán)境的要求。因此現(xiàn)代的灌水方法應(yīng)當方便施肥、施農(nóng)藥（殺蟲劑、除莠劑等）、沖洗鹽堿、調(diào)節(jié)田間小氣候等相結(jié)合。此外，要有利于中耕、收獲等農(nóng)業(yè)操作。應(yīng)有較高的勞動生產(chǎn)率。所采用的灌水方法應(yīng)便于實現(xiàn)機械化和自動化，

14、使得管理所需要的人力最少。對地形的適應(yīng)性強。不對土地平整提出過高的要求?；窘ㄔO(shè)投資與管理費用低。要求能量消耗最少，便于大面積推廣。田間占地少。有利于提高土地利用率使得有更多的土地用于植物的栽培。 按是否全面濕潤整個農(nóng)田、輸送到田間方式及濕潤土壤的方式，灌溉分為全面灌溉與局部灌溉兩大類。 1、全面灌溉 濕潤整個農(nóng)田活動層土壤，有地面灌溉和噴灌。 （1）地面灌溉 灌溉水從地表面進入田間并借重力和毛細管作用浸潤土壤，所以也稱重力灌水法，是最古老的也是目前應(yīng)用最廣泛、最主要的一種灌水方法。 按濕潤土壤方式不同，分畦灌、溝灌和淹灌。（2）噴灌 適用于育苗和一些綠植栽培。利用專門設(shè)備將有壓力的水輸送到灌

15、溉地段，在壓力作用下使噴頭噴嘴高速旋轉(zhuǎn)形成均勻水滴，并噴射到空中分散成細小的水滴，象天然降雨一樣進行灌溉。除用于灌溉外，還用于葉面施肥及綠植葉面淋洗和夏季降溫等用途。優(yōu)點：對地形適應(yīng)性強，機械化程度高，灌水均勻，利用系數(shù)高，適于透水性強的土壤，可調(diào)節(jié)濕度和溫度。缺點：基建投資較高，而且受風的影響大。2、局部灌溉 特點：只濕潤植物周圍的土壤，遠離植物根部的行間或棵間的土壤仍保持干燥。一般灌溉流量都比全面灌溉小得多，因此又稱微量灌溉，簡稱微灌。 優(yōu)點：灌水均勻，節(jié)約能量，灌水流量??；對土壤和地形的適應(yīng)性強；能提高作物產(chǎn)量，增強耐鹽能力；便于自動控制，明顯節(jié)省勞力。比較適合于灌溉寬行距作物、果樹、葡

16、萄、瓜類等。局部灌溉或微灌主要有五類。（1）滲灌：又稱地下灌溉，是繼滴灌之后發(fā)展起來的一項新技術(shù)。利用修筑在地下的專門設(shè)施（地下管道系統(tǒng)）將灌溉水引入田間耕作層借毛細管作用自上而下濕潤土壤。近年來也有在地表下埋設(shè)塑料管，由專門滲頭向植物根區(qū)滲水。優(yōu)點：采用高科技手段利用廢舊塑料橡膠等材料生產(chǎn)，管壁疏 松多孔，便于水流滲出。灌水質(zhì)量好，蒸發(fā)損失少，少 占耕地便于機耕。缺點：地表濕潤差，地下管道造價高，對過濾要求高，容易淤 塞，檢修困難。（2）滴灌：是目前微灌技術(shù)的一種主要形式，也是應(yīng)用范圍最廣，最有效的灌溉方式。滴灌由地下灌溉發(fā)展而來，是利用一套塑料管道系統(tǒng)將水直接輸送到每棵植物的根部，水由每個

17、滴頭直接滴在根部上的地表，然后滲入土壤并浸潤作物根系最發(fā)達的區(qū)域。優(yōu)點：省水省工，灌溉精確，水肥混施，改善土壤結(jié)構(gòu)和田間環(huán)境等，自動化程度高，使土壤濕度始終保持在最優(yōu)狀態(tài)。缺點：需大量塑料管，投資高，滴頭極易堵塞。把滴灌毛管布置在地膜的下面，基本上避免地面無效蒸發(fā)，稱之膜下滴灌。 膜下滴灌 越冬栽培易出現(xiàn)棚內(nèi)過濕，濕度過大對作物危害很大。過去為增加地溫，防止雜草，都采用高畦覆蓋地膜。為了地膜不影響灌水施肥，現(xiàn)在各地都普遍采用膜下滴灌技術(shù)。 膜下滴灌解決了地面濕度過大的問題，由于種植者對使用不當，尤其一次灌水過多，地面蒸發(fā)封閉，土壤長期處于過飽和狀態(tài)，抑制根系呼吸，使作物生長明顯不良。所以應(yīng)注意

18、灌水量控制，選擇流量小的滴頭，盡量濕潤根部土壤，防止表面集水。通過滴灌系統(tǒng)可實現(xiàn)施肥，但要可溶性高的肥料。不要將普通滴灌管埋到土中，防止作物根系和其他情況堵塞。 連棟溫室一般使用無土基質(zhì)栽培，基質(zhì)配制各地不太一樣。要根據(jù)基質(zhì)選擇滴灌管。一般來講，對于基質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，保水差的情況應(yīng)該選用流量梢大的滴灌管，淺施勤施。對于有機質(zhì)含量高，保水效果好的情況要選用流量偏小的滴灌管。要防止栽培槽底部集水，一旦灌水過量，排除多余集水，防止?jié)a根。滴灌在黃瓜無土栽培上應(yīng)用水滴通過軟管的末端插針流出，直接進入作物根部?？梢苿榆浌?，對盆栽作物的擺放不嚴格。實現(xiàn)作物搭架栽培?；ɑ艿喂喾训喂嗯c采用傳統(tǒng)地面灌溉(畦灌)相比

19、，滴灌優(yōu)點：(1)降低濕度。（植物根部濕潤，其他地方始終保持干燥，大大減小了地面蒸發(fā)，一般情況下相對濕度可下降20左右）(2)地溫降幅很小。滴灌的運行方式是采用淺灌勤灌的方式，每次灌水量很小，因而幾乎不會引起地溫下降。(3)適時適量補充營養(yǎng)成分。傳統(tǒng)施肥方式是在畦灌時將肥料灑在畦田入口，肥料隨水注入田間或?qū)⒌啬そ议_將肥料埋在植物根系附近，然后再將地膜蓋上。地面灌溉不可能很頻繁，因而一次施肥料量較大，易引起土壤電解質(zhì)失衡影響植物產(chǎn)量。 滴灌則可以結(jié)合施肥，適時適量地將營養(yǎng)成分直接送到作物根部，提高了肥料利用率，促進植物產(chǎn)量的提高。(4)減少病蟲害的發(fā)生.滴灌可以降低室內(nèi)的空氣濕度，使與濕度有關(guān)的

20、病蟲害得以大幅度下降。產(chǎn)量大幅度提高，同時降低了防止病蟲害的農(nóng)藥使用量，可減少蔬菜農(nóng)藥殘留量，提高了蔬菜品質(zhì)。(5)減少肥料用量。滴灌使植物根系層水量和通氣條件保持在最佳狀態(tài)，土壤中的微生物非?；钴S，使肥料的轉(zhuǎn)化率大大提高；同時適時適量地補充速效肥，因而可大量節(jié)約肥料用量。據(jù)實驗，通過滴灌系統(tǒng)施肥，比常規(guī)灌溉施肥，可以節(jié)省肥料用量30%以上。(6)便于農(nóng)作管理。滴灌只濕潤植物根區(qū)，其行間空地保持干燥，因而即使是灌溉的同時，也可以進行其它農(nóng)事活動，減少了灌溉與其它農(nóng)作物的相互影響。(7)提高農(nóng)作物產(chǎn)量。滴灌可以給植物提供更佳的生存和生長環(huán)境，使植物產(chǎn)量大幅度提高.一般增產(chǎn)幅度達30%80。(8)

21、提早供應(yīng)市場。使用滴灌系統(tǒng)，一般可提早應(yīng)市1530天。(9)延長市場供應(yīng)期。改善環(huán)境，可使植物更長時間內(nèi)保持生長旺盛，從而可延長市場供應(yīng)期，獲得最佳的收入。(10)增加收入。使用滴灌系統(tǒng)，提高農(nóng)業(yè)設(shè)施和保護地的收入，一般可提高30一100。(11)降低了消耗。滴灌比地面畦灌可減少灌水量5070，因而可降低抽水的能耗；同時滴灌地溫下降小，可減少或免除提高地溫需要的能耗，一般能耗可下降30%左右。 （3）微噴灌：又稱微型噴灌，一般在育苗溫室中應(yīng)用。用很小噴頭(微噴頭)將水噴灑在土壤表面。微噴頭的工作壓力與滴頭大致相同，但噴灑孔口稍大，出流流速比滴頭大，堵塞可能性大大減小。不僅起灌溉作用，還可起到降

22、溫，調(diào)節(jié)濕度，葉面施肥等作用。（4）涌泉灌：是通過置于植物根部附近開口的小管向上涌出的小水流或小涌泉將水灌到土壤表面。灌水流量較大(但一般也不大于220Lh)，遠遠超過土壤滲吸速度，通常需要在地表形成小水洼以控制水量的分布。適用于地形平坦的地區(qū)。特點：工作壓力很低，與低壓管道輸水的地面灌溉相近，出流孔口較大，不易堵塞。（5）膜上灌 是近幾年我國新疆試驗研究的灌水方法，將灌溉水在地膜表面的凹形溝內(nèi)借助重力流動，并從膜上的出苗孔滲入土壤進行灌溉。膜上灌地膜減少了滲漏損失，又可減少地面無效蒸發(fā)。地膜哈密瓜 上述灌水方法各有優(yōu)缺點，都有一定的適用范圍，在選擇時主要應(yīng)考慮植物、地形、土壤和水源等條件。對

23、于水源缺乏地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用滴灌、滲灌、微噴灌和噴灌；在地形坡度較陡而且地形復雜的地區(qū)以及土壤透水性大的地區(qū)，應(yīng)考慮采用噴灌；對于寬行距植物可用溝灌；密植植物則以采用畦灌為宜；果樹和瓜類等可用滴灌；水稻、水生植物主要用淹灌；在地形平坦，土壤透水性不大的地方，為了節(jié)約投資，可考慮用畦灌、溝灌或淹灌。 溫室微灌示意圖（六）灌水設(shè)備（滴頭、微噴頭）地埋噴頭環(huán)形灌溉倒掛式噴頭折射式噴頭搖臂式噴頭地埋式噴頭插地式噴頭高霧化旋轉(zhuǎn)噴頭采用微噴帶的微噴系統(tǒng)適合于低矮密植作物，微噴帶也可作為滴灌帶使用。 主要應(yīng)用于草坪、工礦除塵,接口2寸,射程25-46米，流量9.9-41.4T/H.SR3003噴槍第二節(jié)：過濾及

24、施肥（藥）裝置一、過濾裝置（器） 1、類型：旋轉(zhuǎn)式水砂分離器(離心式過濾器) 砂石過濾器 濾網(wǎng)過濾器 設(shè)施農(nóng)業(yè)中，在首部樞紐處多采用容積較大的水砂分離器和砂石過濾器。若灌溉水中有機雜質(zhì)、藻類等含量不過高時也可采用濾網(wǎng)式過濾器。 濾網(wǎng)型過濾器又有篩網(wǎng)型和疊網(wǎng)型過濾器等形式，其應(yīng)用范圍較廣，可安裝在首部樞紐處，也可安裝在各組設(shè)施群的首部或每間溫室、大棚的管道進口處。 砂分離器-常用于井水水質(zhì)處理出水口進水口集砂室砂分離器剖面及原理疊片式過濾器常用于二級過濾吸力自動清洗網(wǎng)式過濾器手動沖洗網(wǎng)式過濾器控制設(shè)備自動控制器及電磁閥手動閥：常用球閥、閘閥，蝶閥；砂石過濾器自動控制器不銹鋼罐 典型砂石過濾站-處