当前位置:首页 > 行业资讯 > 行业百科 > 农业

土肥水管理小常识介绍



                                                      施  肥
  当土壤里不能提供作物生长发育所需的营养时,对作物进行人为的营养元素的补充的行为称为施肥。
  土壤与施肥
  施肥必须考虑土壤,这是因为:第一,只有在土壤对某一养分供应不足时,才需要施肥,并不需要把所有的必需元素施入土壤,因为大多数营养元素,土壤(或大气)已能充分供应,否则会造成浪费,甚至造成作物中毒。这一点有时被忽视。第二,肥料施入土壤后会发生一些列变化,会在不同程度上影响影响肥料效果,不考虑土壤,也就谈不上真正的合理施肥。如在水田中施用硝态氮肥,必然会降低肥效等。
  一、作物的土壤营养环境
  作物的土壤营养环境包括:物理环境、化学环境和养分环境。
  土壤物理环境首先影响作物的水分和空气供应,也直接影响养分的供应和保蓄。土壤是由大小不同的颗粒组成,这些颗粒构成了土体的三相,即固相、液相和气相。一般肥沃土壤,它的固相占整个土壤体积的一半以上,另外不到一半的体积,充满水分和空气。土壤孔隙不仅承担着作物水分、空气的供应,本身也对作物生长有重要作用,同时也直接影响养分在土壤中的扩散。土壤粘粒、土壤有机质和土壤酸度是影响土壤化学环境的重要因素。土壤养分即使在施肥的情况下也对植物生长起着重要的作用。据估计,在一般施肥情况下,中等产量水平时,植物吸收的氮中有30%~60%、磷中50%~70%、钾中40%~60%是来自土壤,可见土壤养分环境对作物营养的重要作用。
  二、我国土壤养分概况
  氮:我国土壤耕层中的全氮含量大概变动在0.05%~0.25%。其中东北地区的黑土是我国土壤平均含氮量最高的土壤,一般为0.15%~0.035%。而西北黄土高原和华北平原的土壤含氮量较低,一般为0.05%~0.1%。华中华南地区,土壤全氮含量有较大的变幅,一般为0.04%~0.18%。在条件基本相近的情况下,水田的含氮量往往高于旱地土壤。我国绝大部分土壤施用氮肥都有一定的增产效果。
  磷:磷是农业上仅次于氮的一个重要土壤养分。土壤中大部分磷都是无机状态(50%~70%),只有30%~50%是以有机磷形态存在的。
  我国北方土壤中的无机磷主要是磷酸钙盐,而南方主要是磷酸铁、铝盐类。其中有相当大的部分是被氧化铁胶膜包裹起来的磷酸铁铝,称为闭蓄态磷。
  我国土壤全磷含量变动在0.02%~0.11%,其中北方土壤的全磷含量,一般比南方土壤高,我国土壤的全磷含量大体上从南向北有增加的趋势。如东北地区的黑土、白浆土全磷含量一般为0.06%~0.15%,而我国南方的红壤和砖红壤全磷含量一般为0.01%~0.03%。
  土壤全磷含量的高低,通常不能直接表明土壤供应磷素能力的高低,它是一个潜在的肥力指标,但是当土壤全磷含量低于0.03%时,土壤往往缺磷。’在土壤全磷中,只有很少一部分是对当季作物有效的,称为土壤有效性磷。
  近年来,随着产量的提高,我国土壤缺磷面积不断扩大,原来那些对磷肥效果不明显的地区表现了严重的缺磷现象,如广大的黄淮海平原,西北黄土高原以至新疆等地都大面积缺磷。而原来缺磷的地区,由于长期施磷,磷肥效果下降,这主要是指华中、华南某些缺磷水稻土。在华中华南中高产水稻土上,随着有机肥的施入,磷已可满足作物需要,而大面积的酸性旱地土壤以及部分低产水田,缺磷仍然是相当严重的。
  钾:土壤中钾全部以无机形态存在,而且其数量远远高于氮磷。我国土壤的全钾含量也大体上是南方较低,北方较高。南方的砖红壤,土壤全钾含量平均只有0.4%左右,华中、华东的红壤则平均为0.9%,而我国北方包括华北平原、西北黄土高原以至东北黑土地区,土壤全钾量一般都在1.7%左右。因此,缺钾主要在南方,北方已开始出现缺钾现象。
  土壤中的微量元素大部分是以硅酸盐、氧化物、硫化物、碳酸盐等无机盐形态存在。在土壤溶液中可有一部分微量元素以有机络合态存在。通常把水溶液或交换态的微量元素看作是对作物有效的。土壤中微量元素供应不足的一个原因是土壤本身含量过低,另一种原因是含量并不低,甚至很高但是由于土壤条件(主要是土壤酸碱度和氧化还原条件)造成有效性降低而供应不足。在前一种条件下,需要靠补施微量元素肥料,后一种情况下,有时只需改变土壤条件,增加土壤微量元素的有效性,就可增加供应水平。
  三、施肥对土壤的影响
  增加土壤养分无论施用有机肥料或无机肥料都能增加土壤养分。无机肥料大多易于溶解,施用后除部分为土壤吸收保蓄外,作物可以立即吸收。而有机肥料,除少量养分可供作物直接吸收外,大多数须经微生物分解,作物方能利用。在分解过程中,会产生二氧化碳以及各种有机酸和无机酸。二氧化碳除被植物吸收外,溶解在土壤水分中形成的碳酸和其它各种有机酸、无机酸都有促进土壤中某些难溶性矿质养分溶解的作用,从而增加土壤中有效养分的含量。有些肥料(如石灰、石膏)除直接增加土壤养分,还能通过调节土壤反应,提高土壤中有效养分的含量。
  改善土壤结构施用有机肥料和含钙质多的肥料,除了能增加土壤养分外,还能促进土壤团粒结构的形成。因为有机肥料在土中微生物的作用下,进行矿化作用增加土中有效养分,同时,增加土壤腐殖质含量。腐殖质在土中遇到钙离子就会和土粒凝聚在一起形成水稳定性团粒结构。改善粘土的坚实板结以及沙土的跑水漏肥等不良性状,提高土壤肥力。
  改善土壤的水热状况一般有机质都有吸水和保水的能力,特别象腐殖质这一类亲水胶体,保水能力更强。土壤中的腐殖质和粘土粒结合形成团粒,在团粒内部有许多毛管孔隙,也能保存很多的水分,能被植物利用。由于腐殖质是综黑色的物质,土壤中腐殖质含量多,土壤颜色较深,可增加吸收日光热能,有利于提高土温。同时,腐殖质保水能力强,比热较大,导热性小,土壤温度变化慢,有利于作物生长。
  增加生理活性物质增施有机肥能促进微生物的活动。由于微生物活动的结果,除了增加土壤中的矿物质营养和腐殖质以外,还能产生多种维生素、抗生素、生长素等,具有促进根系发育,刺激作物生长,增强抗病能力。

夏季施肥 
  夏季高温多雨,阳光充足,有利于叶片的光合作用,是作物快速生长期和作物营养的最大效率期。一些地方的农民喜欢将作物全生育期的氮肥,作为基肥在播种时一次性施用,氮肥在土壤中的停留时间很长,而作物前期生长慢,吸收少,结果造成氮肥的损失,等到高温多雨季节到来时,作物进入快速生长阶段,需要大量养分,这时早已施入土壤中的氮肥,一部分已经损失,养分供应不足,会造成后期作物生长脱肥现象,降低产量和品质,因此合理追肥对于提高作物产量起着较大作用。
  一、要根据土壤情况来追肥。由于每块土壤的结构各不相同,所以在追肥时可对土壤进行必要的化验,根据土壤酸碱度的不同而确定要追施化肥的种类,从而使化肥达到及时合理的利用,如在低洼碱地要选用硫酸铵等酸性化肥,在酸性土壤要追施尿素、碳酸氢铵、氨水等碱性或中性化肥,在保水保肥能力差的沙土和沙壤土,要追施不易挥发的氯化铵、尿素等化肥。同时在追肥期内,要把握好施肥量,不要一次施足,可将需要追肥量分几次施入,减少每次施肥量,不仅可以防止化肥过量烧苗,而且还可防止化肥挥发和流失。
  二、要根据化肥品种来追肥。在施肥时一定要根据化肥的性质和成分区别对待,防止因选错化肥而减产和破坏作物的品质。氯化铵与尿素混合施用于水田,可抑制硝化,减少淋失,但不可在盐渍土壤使用,以免氯化物在土壤中积累,加重盐害。氯化钾型复合肥料不能施用在西瓜、烟草、甜菜和土豆等忌氯化物的作物中,以免降低其产量和品质,导致西瓜不甜;尿素适用于各种农作物和各类土壤,但它在土壤中通过转化才能释放肥效,被作物吸收。因此在用尿素作追肥时要比其它氮肥提前几天,同时深施覆土,从而提高化肥的利用率。
  三、要根据不同作物来追肥。经试验,春玉米在播种时将尿素先施入一半作基肥,将另一半在七月底八月初施入作追肥;水稻每公顷可追肥180-200公斤尿素;大豆是需要氮肥较多的作物,根瘤固氮只能满足大豆在整个生育期里需要氮肥的50%左右,及时追施氮肥效果很好,每公顷可追肥130-170公斤尿素。
  四、要选择作物最佳施肥期来追肥。追肥的关键问题要掌握各类农作物养分的临界期和最大效率期的需要。如小麦施氮肥的最大效率期在拔节至抽穗期,在三叶期应追施一次氮肥,大豆可在初花期追肥二次氮肥,可减少落花落荚率,并能延长植株的寿命,增加粒重和产量;玉米在拔节后至大喇叭口期是吸收营养的高峰期,应追施第二次肥,在抽穗前追施第二次肥;水稻应在返青、拔节、抽穗期各追肥一次。
五、要把握好施肥量。在追肥时要针对每种作物选用不同的施肥量,不可过多或过少,氮肥追肥过量,容易造成作物徒生旺长,抗病及抗倒伏能力降低,造成减产。磷肥施用过量,会缩短生长期,过早熟化,农作物品质下降,而追肥过少又达不到增产效果,导致产量下降。因此在追肥时不仅要注意数量,还要做好搭配,不可偏施某种化肥,尽管其它养分充足,但当缺少某种养分时,农作物生长照样会受到影响,导致作物产量不高或者品质下降,只有各种养肥搭配施肥量合适时,才会达到少投入多产出的目的。

                                                      灌  溉
1.灌溉原则 灌溉量、灌溉次数和时间要根据药用植物需水特性、生育阶段、气候、土壤条件而定,要适时、适量,合理灌溉。
2.灌溉种类 主要有播种前灌水、催苗灌水、生长期灌水及冬季灌水等。
3.灌溉方法 分沟灌、畦灌、喷灌、滴灌、渗灌、浇灌等。
(1)沟灌法 即在垄间行间开沟灌水,灌水沟的距离、宽度应根据植物的行距和土壤质地确定。沟灌适用于条播行距宽的药用植物,如颠茄、紫苏、白芷等。沟灌的优点是侧向浸润土壤,土壤结构破坏小,表层疏松不板结,水的利用率高。
(2)畦灌法 本法是将灌溉水引入畦沟内,使水流逐渐渗入土中。畦灌法适用于密植及采用平畦栽种的药用植物,如红花、北沙参等。缺点是灌水欠匀,灌后蒸发量大,容易破坏表层土壤的团粒结构形成板层,空气不流通,影响土壤中好气微生物的分解作用。因此,灌后要结合中耕松土。
(3)喷灌、滴灌法 是近年来发展的新型灌溉方式,优点较多,如喷灌,雾点小,均匀,土表不易板结,节水和节约劳力。滴灌,是使灌溉水缓缓滴出,浸润作物的根系土壤,能适应复杂地形,尤适用于干旱缺水地区。
  (4)浇灌法 用喷壶或皮管浇水,仅适用栽培小面积药材使用,但阳畦育苗时使用广泛。
4.我国灌溉排水工程发展历史
中国是一个农业大国,人口多、耕地少、水资源紧缺、水旱灾害频繁,特殊的气候、地理等自然条件以及社会条件决定了中国农业必须走灌溉农业的发展道路。
我国是世界上从事农业、兴修水利最早的国家,早在5000年前的大禹时代就有“尽力乎沟洫”、 “陂障九泽、丰殖九薮”等农田水利的内容,在夏商时期就有在井田中布置沟渠,进行灌溉排水的设施,西周时在黄河中游的关中地区已经有较多的小型灌溉工程,如《诗经,小雅•白华》中就记载有“泥池北流,浸彼稻田”。意思是引渭河支流泥水灌溉稻田。春秋战国时期是我国由奴隶社会进入封建社会的变革时期,由于生产力的提高,大量土地得到开垦,灌溉排水相应地有了较大发展。著名的如魏国西门豹在邺郡(现河北省临漳)修引漳十二渠灌溉农田和改良盐碱地,楚国在今安徽寿县兴建蓄水灌溉工程芍陂,秦国蜀郡守李冰主持修建都江堰使成都平原成为“沃野千里,水旱从人”的“天府之国”。
秦汉时期是我国第一个全国统一国力强盛时期,也是灌溉排水工程第一次大发展时期。特别是西汉前期的水利建设大大促进了当时社会经济的发展。郑国渠(建于公元前246年)是秦始皇统一六国前兴建的灌溉工程,当时号称灌田4万顷,使关中地区成为我国最早的基本经济区,于是“秦以富强,卒并诸侯。”汉武帝时,引渭水开了漕运和灌溉两用的漕渠,以后又建了引北洛河的龙首渠,引泾水的白渠及引渭灌溉的成国渠。汉代除在统治的腹心地区渭河和汾河谷地修建灌溉工程外,还为了巩固边防、屯兵垦殖,在西北边疆河西走廊和黄河河套地区也修建了一些大型渠道引水工程。
我国第二个灌溉排水工程发展时期是隋唐至北宋时期。唐朝初年,定都长安,曾大力发展关中灌溉排水工程,安史之乱后,人口大量南迁,江浙一带农田水利工程得到迅速发展,沿江滨湖修建了大量圩垸,排水垦荒种植水稻,塘堰灌溉更为普遍。同时提水工具也得到改进和推广,扩大了农田灌溉面积。到晚唐时期,太湖地区的赋税收入已超过黄河流域,成为新的基本经济区。到北宋时期,长江流域人口占全国人口的比重已从西汉时的不足20%上升到40%多。宋神宗支持王安石变法,颁布了《农田利害条约》(又名《农田水利约束》),这是第一个由中央政府正式颁布的农田水利法令,同时还设立全国各路主管农田水利的宫史,使农田水利建设得到进一步发展。南宋王朝偏安江南后,又进一步推动江南水利的发展,不仅苏浙一带水利得到长足发展,而且东南沿海及珠江三角洲水利建设也开始有所发展。
明清两代是我国历史上第三个灌溉排水工程发展时期。这一时期全国人口有了较大增长,从元代的5000多万人,发展到明代的9000万人,到清代康熙年间超过了1亿多,到清代末年已达到4亿人,全国人口在500多年间增长了7倍多。人口的增长,耕地面积和亩产必须相应地扩大和增长,所以,也促进了水利的大发展。明、清时期长江中下游的水利已得到广泛开发,仅在洞庭湖区的筑堤围垦,明代就有200 处,清代达四五百处,所谓“湖广熟而天下足”,可见两湖地区已成为全国又一个基本经济区。与此同时,南方的珠江流域,北方的京津地区,西北和西南边疆地区灌溉事业都有了很大的发展;东北的松辽平原在清中叶开禁移民以后,灌溉排水工程也有所发展。
19世纪中期以后,由于帝国主义的入侵,我国沦为半封建半殖民地社会,这一时期水利在局部地区虽有所发展,但是总的来说则是日趋衰落。19世纪后期,由于西方近代科学技术传入中国,一批水利学者从国外学习归来,开办水利学校,传播先进科学技术。1914年,我国第一所水利专科学校——河海工科专门学校在南京成立。1917年以后,长江、黄河等流域相继设立水利机构,进行流域内水利发展的规划和工程设计工作。1930年由李仪祉先生主持,开始用现代技术修建陕西省泾惠渠,以后又相继兴建了渭惠渠、洛惠渠等灌区。
经过历史上的几次大起大落,到1949年全国有灌溉面积1600万hm2(2.4亿亩),约占当时耕地面积的16.3%。人均占有灌溉面积0.03hm2(0.44亩)。
我国的农田排水也具有悠久的历史。据《考工纪•匠人》记载,大约3000年前已采用井田沟洫制,即为农田排水系统,至唐代和北宋已有沧州无隶县的无隶沟,任丘县的通利渠等较大规模的排水工程。五代时期江苏太湖流域浦塘河网用以排水、灌溉和通航。
中华人民共和国成立以来,进行了广泛持久的灌溉排水工程基本建设,取得了举世瞩目的巨大成就,为我国农业和国民经济的持续发展提供了不可替代的基础设施和物质保证。到2003年底,全国灌溉面积达到5580万hm2,使40%的耕地有了灌溉设施。 1949年,灌溉用水量不到1000亿m3,到2003年,达到3300亿m3。
1980年以来,灌溉水有效利用率和生产效率逐步提高。按实灌面积计算,1980年全国平均每公顷农田灌溉用水8745m3,1997年降到7800 m3。同期每立方米灌溉水生产粮食从0.6 kg左右提高到约1kg。全国共建设万亩(667hm2)以上灌区5686处,灌溉面积2200多万hm2,占全国农田灌溉面积的43%。全国共有水库 84905座,总库容4571亿m3,其中除少数大型水库主要用于防洪和发电外,绝大部分水库都具有灌溉供水的功能。到2002年底,全国已发展节水灌溉面积1860多万hm2(2.8亿亩),其中喷灌247多万hm2(3700多万亩),微灌30多万万hm2,低压管道输水灌溉614多万 hm2(6200多万亩),渠道防渗控制面积756多万hm2(11350多万亩)。非工程节水面积达到1670万hm2,其中800万hm2是采用控制灌水方法的水田。除涝达到2027万hm2,占需要治理的易涝面积的83%。
虽然我国灌排事业取得了很大的成就,但也面临着严重的挑战,水资源短缺已经成为中国社会经济可持续发展的主要制约因素。2002年,全国总用水量为5497亿立方米,占当年水资源总量的19.5%,其中,城镇生活用水占5.8%,农村生活用水占 5.4%,工业用水占20.8%,农田灌溉用水占61.4%,林牧渔用水占6.65。虽然今后总供水量会有所增加,但随着工业和城市化的发展以及人民生活水平的提高,越来越多的水被用来满足工业和居民生活的需要,灌溉用水将更加紧张,农业灌溉缺水每年达300多亿m3,但农业用水浪费严重,全国灌溉水利用率只有40%左右。20世纪70年代,全国农田受旱面积平均每年约1100万hm2,到80年代和90年代则分别达平均每年约2000万hm2和2700 万hm2。近5年来,全国受旱面积平均每年达3300多万hm2。此外,我国水资源污染尚未得到有效控制。根据2002年的水质评价结果,在调查评价的 12.3万公里河长中,四类水河长占12.2%,五类或劣五类水河长仍占23.1%。
全国洼涝、盐碱、渍害农田面积近3300多万hm2,这些低产农田经过40多年的开沟排水和综合治理,大部分都得到不同程度的改善。但随着农业发展对治理标准要求的提高,以及部分地区由于人类活动对自然环境的破坏,因之,进一步治理的任务还很大。

                                                      喷  灌
  利用喷头等专用设备把有压水喷洒到空中,形成水滴落到地面和作物表面的灌水方法。

喷灌系统 
  利用机械和动力设备,使水通过喷头(或喷嘴)射至空中,以雨滴状态降落田间的灌溉方法。喷灌设备由进水管、抽水机、输水管、配水管和喷头(或喷嘴)等部分组成,可以是固定的或移动的。具有节省水量、不破坏封结构、调节地面气候且不受地形限制等优点。

喷灌的特点 
  1、省水:由于喷灌可以控制喷水量和均匀性,避免产生地面径流和深层渗漏损失,使水的利用率大为提高,一般比地面灌溉节省水量30-50%,省水还意味着节省动力,降低灌水成本。
  2、省工:喷灌便于实现机械化、自动化,可以大量节省劳动力。由于取消了田间的输水沟渠,不仅有利于机械作业,而且大大减少了由间劳动量。喷灌还可以结合施入化肥和农药,又可以省去不少劳动量,据统计,喷灌所需的劳动量仅为地面灌溉的1/5。
  3、提高土地利用率:采用喷灌时,无需田间的灌水沟渠和畦埂,比地面灌溉更能充分利用耕地,提高土地利用率,一般可增加耕种面积7-10%。
  4、增产:喷灌便于严格控制土壤水分,使土壤湿度维持在作物生长最适宜的范围。而且在喷灌时能冲掉植物茎叶上尘土,有利于植物呼吸和光合作用。另外喷灌对土壤不产生冲刷等破坏作用,从而保持土壤的团粒结构,使土壤疏松多孔,通气性好,因而有利于增产, 特别是蔬菜增产效果更为明显。
  5、适应性强:喷灌对各种地形适应性强,不需要像地面灌溉那样整平土地,在坡地和起伏不平的地面均可进行喷灌。特别是在土层薄、透水性强的沙质土,非常适合采用喷灌。此外,喷灌不仅适应所有大田作物,而且对于各种经济作物、蔬菜、草场都可以获得很好的经济效果。 喷灌具有好多优点,但是也有缺点。主要是投资费用大,就目前条件移动式喷灌系统最便宜,亩投资也需要20-50元/亩。另外是受风速和气候的影响大,当风速大于5.5米/秒时 (相当于4级风),就能吹散雨滴,降低喷灌均匀性,不宜进行喷灌。其次,在气候十分干燥时,蒸发损失增大,也会降低效果。

喷灌系统的组成 
  一个完整的喷灌系统一般由喷头、管网、首部和水源组成。
  1、喷头:喷头用于将水分散成水滴,如同降雨一般比较均匀地喷洒在种植区域。
  2、管网:其作用是将压力水输送并分配到所需灌溉的种植区域。由不同管径的管道组成,分干管、支管、毛管等,通过各种相应的管件、阀门等设备将各级管道连接成完整的管网系统。现代灌溉系统的管网多采用施工方便、水力学性能良好且不会锈蚀的塑料管道,如PVC管、PE管等。同时,应根据需要在管网中安装必要的安全装置,如进排气阀、限压阀、泄水阀等。
  3、首部:其作用是从水源取水,并对水进行加压、水质处理、肥料注入和系统控制。一般包括动力设备、水泵、过滤器、施肥器、泄压阀、逆止阀、水表、压力表,以及控制设备,如自动灌溉控制器、衡压变频控制装置等。首部设备的多少,可视系统类型、水源条件及用户要求有所增减。如在利用城市供水系统作为水源的情况下,往往不需要加压水泵。
  4、水源:井泉,湖泊、水库,河流及城市供水系统均可作为喷灌水源。在整个生长季节,水源应有可靠的供水保证。同时,水源水质应满足灌溉水质标准的要求。

喷头的选型与布置 
  1、喷头的选型
  选择喷头时,除需考虑其本身的性能,如喷头的工作压力、流量、射程、组合喷灌强度、喷洒扇形角度可否调节之外,还必须同时考虑诸如土壤的允许喷灌强度、地块大小形状、水源条件、用户要求等因素。另外,同一工程或一个工程的同一轮灌组中,最好选用一种型号或性能相似的喷头,以便于灌溉均匀度的控制和整个系统的运行管理。在已建项目中,有的为片面追求水景效果,安装了各种性能截然不同的喷头,致使灌溉均匀度无法保证。选择喷头时需特别注意的是,灌溉系统不是喷泉,其目的是为了弥补植物需水时空上的不足,而不是创作人工水景。因此,只能在首先满足需水的前提下,尽量照顾到景观效果。
  此类喷头品种繁多,按射程分,有0.6~5.8米的小射程喷头,4.3~9.1米的中小射程喷头,8.5~15.9米的中等射程喷头,20米以上的大射程喷头;按喷洒类型分,有散射喷头,射线喷头,旋转喷头,射线旋转喷头;按使用场合分,有园林喷头,高尔夫喷头等等。这些喷头均可在加压喷水时自动弹出地面,而灌水停止时又缩入地面,不会影响园林景观上的机械作业。
  1.1 小射程喷头一般为非旋转散射式喷头,如PROS系列、PS系列以及INST系列。这些喷头的弹出高度有50mm、75mm、100mm、150mm和 300mm,可选配喷洒形式繁多或可调角度的喷嘴,喷灌强度较大。不但适用于小块灌溉,也可用于灌木、绿篱的灌水和洗尘。这类喷头的喷嘴大多为“匹配灌溉强度喷嘴”,即无论全圆喷洒,还是半圆或90度及其他角度,其灌溉强度基本相同。这种特性对保证系统的喷洒均匀度极为有利。
  1.2中小射程喷头多为旋转喷头,如 SRM、PGJ系列齿轮驱动顶部调节喷头,射程为4.3~11.3米,弹出高度有100mm、150mm、300mm。这种喷头适用于中型面积绿地和灌木、花卉的喷灌。
  特别的如,MP系列地埋射线旋转喷头,射程3~9米,以其独特的喷洒方式,和由此而来的不可比拟的节水特性,尤其适合坡地和新植喷洒。
  1.3 中等射程喷头多为旋转喷头,如亨特I-20、 PGP系列地埋旋转喷头。这些喷头适用于中型面积绿地的灌溉。弹出高度有100mm和300mm两种,适用于较大面积的灌溉。其中I-20喷头配有止溢阀,并且可选不锈钢升降柱,顶部带有独特阀门,可在系统运行时单独将某个喷头关闭,便于维修或更换喷嘴。
  1.4 大射程喷头,如亨特I-31、 I-35系列、I-41系列、I-60系列、I-90系列均为旋转式齿轮驱动顶部有工具调节喷头,射程均在20米以上。其特点是材料强度高,抗冲击性能好。除用于大面积灌溉外,特别适合于运动场灌溉系统。
  其中I-60系列喷头,独有低压大射程功能,在压力为2.8bars(0.28Mp)时,射程可达18.9米。特别适合低压系统或者旧系统改造项目。
  在各种射程的喷头中,均可选择“止溢型”喷头。带止溢功能的喷头一般安装在地形起伏较大的喷灌系统中的地形较低的部位,可有效防止当灌水停止时管道中的水从低位喷头溢出,影响喷头周围的正常生长。
  土壤的允许喷灌强度是影响喷头选型的主要因素之一。喷灌强度是指单位时间内喷洒在地面上的水深。我们一般考虑的是组合喷灌强度,因为灌溉系统基本上都是由多个喷头组合起来同时工作。对于喷灌强度的要求是,水落到地面后能立即渗入土壤而不出现积水和地面径流,即要求喷头的组合喷灌强度(ρ组合)应小于等于土壤的水入渗率。另外,土壤的允许喷灌强度随着地形坡度的增加而显著减小。如坡度大于12%时,土壤的允许喷灌强度将降低50%以上。因此,对于地形起伏的工程,在喷头选型时需格外注意。
  2、喷头的布置
  喷灌系统中喷头的布置包括喷头的组合形式、喷头沿支管上的间距及支管间距等。喷头布置的合理与否,直接关系到整个系统的灌水质量。
  喷头的组合形式主要取决于地块形状以及风的影响,一般为矩形和三角形,或为其特例正方形和正三角形。矩形或正方形布置,适用于地块规则,边缘成直角的条件。这种形式设计简便,容易做到使各条支管的流量比较均衡;三角形或正三角形布置,适用于不规则地块,或地块边界为开放式,即使喷洒范围超出部分边界也影响不大的情况。这种布置抗风能力较强,喷洒均匀度要高于矩形或正方形,同时所用喷头的数量相对较少,但不易作到使各条支管的流量均衡。有时地块形状十分复杂,或地块当中有障碍物,使喷头的组合形式为不规则形。但在多数喷灌系统中,可尽量采用正方形或正三角形布置。
  正方形布置时,喷头沿支管上的间距与支管间距相等,但对角喷头之间的距离是支管间距的1.41倍。考虑到风的影响,推荐喷头间距为喷头射程(R)的0.9-1.1倍。
  在喷头布置完毕后,应根据实际布置结果对系统的组合喷灌强度进行校核。特别是在地块的边角区域,因喷头往往是半圆或90度而不是全圆喷洒,若选配的喷嘴与地块中间全圆喷洒的喷头相同,则该区域内的喷灌强度势必大大超过地块中间。所以,为保证系统良好的喷洒均匀度,一般安装在边角的喷头须配置比地块中间的喷头小2-3个级别的喷嘴。

喷灌系统的设计 
  有了性能优越、质量可靠的喷头,还必须对系统进行精心设计,才能真正发挥喷灌的作用,达到预期的效果。喷灌系统的设计一般包括以下步骤:

喷灌系统的施工安装 
  喷灌系统施工安装的总的要求是,严格按设计进行,必须修改设计时应先征得设计单位同意并经主管部门批准。涉及到有关建筑物的施工,应符合现行规范的要求,如《给排水建筑物施工及验收规范》、《地下防水工程施工及验收规范》等。针对喷灌系统的特点,在其施工与安装时,应注意以下问题:
  (一)在已有的喷灌地块内施工,除尽量保护现有喷灌外,要特别注意管沟弃土的处理。弃土须分层放置,埋管时须按与开挖时相反的顺序分层回填,以保证沿管线种植层内的土壤与原有土壤一致。
  (二)在干管和每条支管上应安装放水装置,以便于冲洗管道以及冬季防冻。即使在无冻害的南方地区,在非灌溉季节一般也应放空管道,防止水长期滞留在管道中产生微生物,附着在管壁和喷头上影响喷灌效果。放水装置除常见的闸阀、球阀外,还有自动泄水阀,可在灌水停止后自动排出管道中的水。
  (三)对于系统压力变化或地形起伏较大的情况,支管阀门处应安装压力调节设备,如亨特公司生产的与电磁阀相配套的Accu-Set型压力调节器,使支管进口处压力均衡,保证系统的喷洒均匀度。另外,在必要的管段还应安装进排气阀、泄压阀等,用以保护系统的安全。
  (四)为便于临时取水,或对喷灌不易控制的边角地段进行人工灌溉,在主管道上一般需安装一定数量的快速取水阀(方便体),如亨特HQV型快速取水阀。这种快速取水阀与所配套的钥匙配合使用,插入钥匙,阀门即可自动开启供水;若要停止灌水,只需取下钥匙,阀门会自动关闭。
  (五)地埋式喷头的安装
  1、安装前须对喷头进行预置。可调喷洒扇形角度的喷头,出厂时大多设置在180度,因此在安装前应根据实际地形对喷洒扇形角度的要求,把喷头调节到所需角度。
  2、喷头的顶部应与最后的地面相平。这就要求在安装喷头时喷头顶部要低于松土地面,为以后的地面沉降留有余地;或在地面不再沉降时再安装喷头。
  3、喷头与支管的连接,最好采用交接接头(Swing Joint),也称千秋架。如亨特的SJ-512千秋架、SJ-712千秋架,可有效防止由机械冲击,如剪草机作业或人为活动而引起的管道和喷头损坏。同时,采用铰接接头,便于施工时调整喷头的安装高度。
  4、在管理不便的地区,可安装具有一定防盗性能的喷头。

灌溉系统的自动控制 
  随着经济的发展,对绿化工程水平的要求越来越高。同时,为进一步解决水资源、能源的短缺和人工成本增加等问题,越来越多的绿化工程采用自动控制灌溉系统。目前常用的自动控制系统可分为时序控制灌溉系统、ET智能灌溉系统、中央计算机控制灌溉系统两大类。
  1、时序控制灌溉系统
  时序控制灌溉系统将灌水开始时间、灌水延续时间和灌水周期作为控制参量,实现整个系统的自动灌水。其基本组成包括:控制器、电磁阀,还可选配土壤水分传感器、降雨传感器及霜冻传感器等设备。其中控制器是系统的核心。灌溉管理人员可根据需要将灌水开始时间、灌水延续时间、灌水周期等设置到控制器的程序当中,控制器既通过电缆向电磁阀发出信号,开启或关闭灌溉系统。
  控制器的种类很多,可分为机电式和混合电路式,交流电源式和直流电池操作式等。其容量有大有小,最小的控制器只控制单个电磁阀,而最大的控制器可控制上百个电磁阀。
  电磁阀一般为交流24伏隔膜阀,通过电缆与控制器相连。电磁阀启闭时有一定时间的延迟,这一特性可有效防止管网中的水击现象,保护系统安全。
  目前国内的自动控制灌溉系统,基本上均为时序控制灌溉系统。
  2、ET智能灌溉系统
  ET智能灌溉系统,将与植物需水量相关的气象参量(温度、相对湿度、降雨量、辐射、风速等)通过单向传输的方式,自动将气象信息转化成数字信息传递给时序控制器。使用时只需将每个站点的信息(坡度、作物种类、土壤类型、喷头种类等)设定完毕,无需对控制器设定开启、运行、关闭时间,整个系统将根据当地的气象条件、土壤特性、作物类别等不同情况,实现自动化精确灌溉。
  3、中央计算机控制灌溉系统
  中央计算机控制灌溉系统,将与植物需水相关的气象参量(温度、相对湿度、降雨量、辐射、风速等)通过自动电子气象站反馈到中央计算机,计算机会自动决策当天所需灌水量,并通知相关的执行设备,开启或关闭某个子灌溉系统。在中央计算机控制灌溉系统中,上述时序控制灌溉系统可作为子系统。
  美国亨特公司开发的IMMS中央计算机控制灌溉系统,可通过有线、无线、光缆、电话线、甚至手机网络等方式对无限量的子系统实现计算机远程控制,如对小到一个公园、大到一个城市甚至几个城市的所有园林灌溉系统,均可由一台中央计算机进行自动控制。
  这种中央计算机控制灌溉系统是真正意义上的自动灌溉系统。目前在很多发达国家的园林绿地灌溉系统,以及高尔夫球场的灌溉系统中已被广泛采用。
  例如,在美国拉斯维加斯城,只用了三套中央计算机控制系统,将所有和花卉实现自动灌溉,一套用于控制全城的公园绿地、街道花卉等灌溉,另两套则用于130多所大学的所有绿地灌溉。

用水管理
  用水管理是喷灌系统全部管理工作的核心。喷灌系统建成后,用水管理的好坏,直接关系到喷灌系统能否发挥其应有的作用。用水管理的基本任务是,根据喷灌系统的规划设计和当地气候、生育阶段、土壤水分、水源供水等状况,合理组织喷灌作业,达到提高灌溉效率、保持最佳生长状态的目的。其具体内容包括以下几个方面。
  (一)灌水计划的制定
  喷灌系统的设计一般是按满足最不利的条件作出的,可满足最大的需水要求。而在系统运行时,应根据实际情况确定灌水计划,包括灌水时间、灌水延续时间、灌水周期等。
  1、灌水时间
  灌溉季节,在一天内的大部分时间均可灌水。但应避免在炎热的夏季中午灌水,以防烫伤,而且此时蒸发量最大,水的利用率低。夜间灌水可避免上述情况,但人们往往担心因叶面湿润时间太长,容易引发病害。夜间灌水的这一弊端可通过施用杀菌剂来解决。清晨灌水,阳光和晨风可使叶面迅速变干,是较为理想的灌水时间。但对于非自动控制的喷灌系统,夜间和清晨灌水对操作人员会带来一些不便,因此,傍晚灌水也是较好的选择。
  灌水时间还受到人为活动的限制。如高尔夫球场,基本上都在夜间灌水,这样不会对白天球员打球产生影响;足球场应在比赛之前一天灌水完毕,以减轻比赛时对场地的损坏和影响运动员的比赛成绩。
  2、灌水延续时间
  灌水延续时间的长短,主要取决于系统的组合喷灌强度和土壤的持水能力,即田间持水量。当喷灌强度大于土壤的渗透强度时,将产生积水或径流,水不能充分渗入土壤;灌水时间过长,灌水量将超过土壤的田间持水量,造成水分及养分的深层渗漏和流失。因此,一般的规律是,砂性较大的土壤,土壤的渗透强度大,而田间持水量小,故一次灌水的延续时间短,但灌水次数多,间隔短,即需少灌勤灌;反之,对粘性较大的土壤则一次灌水的延续时间长,但灌水次数少。
  采用测定土壤水分的仪器,可以更加科学地确定灌水延续时间。目前在工程上常用的仪器有电子土壤水分测试仪和张力计。
  3、灌水周期
  灌水周期,即灌水间隔或灌水频率,除与上述提到的土壤性质有关外,主要取决于本身。灌水过于频繁,会使发病率高,根系层浅,抗践踏性差,生长不健壮;而灌水间隔时间太长,草坪会因缺水使正常生产受到抑制,影响草坪质量。
  灌水计划不是一成不变的,应根据不同季节按旬或月为单位制定,但在实际执行时需参照实际灌水效果和天然降雨情况随时加以调整。
  (二)建立系统运行档案
  对喷灌系统的运行情况,包括开机时间、灌水时间、用水量、用电量等,应进行详细记录存档,并及时分析这些数据,为进一步改进管理和监测系统运行状况提供依据。
  (三)灌水效果评价
  在喷灌系统投入使用后,可以直观地对生长状况、绿色期的延长以及节水、节省人工的情况进行评价。也可以通过实际测试,对系统的喷洒均匀度、灌溉水的利用率等加以评估,以便及时修正灌水计划,并为提高今后喷灌系统的规划设计水平提供参考。

喷灌的缺点和局限性 
  喷灌也有一定缺点和局限性,主要是以下几方面:
  1、投资较高
  与地面灌溉相比,喷灌投资较高,目前半固定式喷灌如不计输变电和人工杂费,一般每亩300~500元,全包括约500~800元。固定式喷灌就更高,有的高达1000元/亩。
  2、喷灌受风和空气湿度影响大
  当风速在5.5~7.9m/s即四级风以上时,能吹散水滴,使灌溉均匀性大大降低,飘移损失也会增大。空气湿度过低时,蒸发损失加大。据美国德克萨斯州西南大平原研究中心的试验,当风速小于4.5m/s(三级风)时,蒸发飘移损失小于10%;当风速增至9m/s时,损失达30%。我国通过在宁夏、陕西、云南、河南、湖北、北京、福建、新疆等八个省市的统一实测,在相对湿度为30%~62%、风速 0.24~6.39m/s的情况下,喷洒水损失为7~28%。
  3、耗能较大
  为了使喷头运转和达到灌水均匀,必须给水一定压力,除自压喷灌系统外,喷灌系统都需要加压,消耗一定的能源。
 
`