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滴灌设备是滴水灌溉技术中所用的灌溉工具的组合总称滴灌设备。主要包括:管上滴头,滴灌带,滴灌管。
滴灌带有连续贴片式、边缝式、双壁式、内镶片式。
滴灌管分内镶片式及内镶柱状式。
滴灌灌水器还分非压力补偿及压力补偿式。
滴灌设备主要应用于宽行、高经济价值的作物如果树、棉花、土豆、蔬菜、苗圃、温室作物等的灌溉上,林业种树及及园林乔、灌木、花卉等植物的灌溉上。滴灌技术可节水、节工、节肥、高产、优质。滴灌系统必须过滤,并配施肥装置。
产品优点:在温室中采用滴灌具有省工、省水、节能、优质、增产、适应范围广、易于实现自动化控制等优点,还可以配合施肥设备精确地对作物进行随水追肥或施药等作业。但是滴灌设备投资高,抗堵性能差,灌水器容易受堵,故对水质的要求较高。所以选用滴灌系统时,应根据水质情况配置完善的水源净化过滤设备,应在使用的过程中注意采取必要的保养措施,谨防系统堵塞。具体体现在:
(1)省水:滴灌设备全部由管道输水,很少有沿程渗漏和蒸发损失;滴灌属局部灌溉,灌水时一般只湿润作物根部附近的部分土壤,灌水流量小,不易发生地表径流和深层渗漏;另外,滴灌能适时适量地按作物生长需要供水,较其他灌水方法,水的利用率更高。
(2)节能:滴灌的灌水器在低压条件下运行,一般工作压力为5-15米水头(0.5-1.5公斤)即可,比喷灌低;又因滴灌比地面灌溉省水,灌溉水利用率高,对提水灌溉来说这意味着减少了能耗。
(3)灌水均匀:滴灌设备能够做到有效地控制每个灌水器的出水量,灌水均匀度高,均匀度一般高达80~90%。
(4)增产:滴灌设备能适时适量地向作物根区供肥,有的还可以调节棵间的温度和湿度,不会造成土壤板结,为作物生长提供了良好的条件,因而有利于实现高产稳产,提高产品质量。许多地方的实践证明,滴灌较其他灌水方法一般可增产30%左右。
(5)对土壤和地形的适应性强:滴灌设备的灌水速度可快可慢,对于入渗率很低的粘性土壤,灌水速度可以放慢,使其不产生地表径流;对于入渗率很高的沙质土,灌水速度可以提高,灌水时间可以缩短或进行间歇灌水,这样做既能使作物根系层经常保持适宜的土壤水分,又不至于产生深层渗漏。由于滴灌是压力管道输水,不一定要求对地面整平。
(6)在一定条件下可以利用咸水资源:滴灌可以使作物根系层土壤经常保持较高含水状态,因而局部的土壤溶液浓度较低,渗透压比较低,作物根系可以正常吸收水分和养分而不受盐碱危害。实践证明,使用咸水滴灌,灌溉水中含盐量在2~4克/升,作物仍能正常生长,并获得较高产量。
但是利用咸水滴灌会使滴水湿润带外围形成盐斑,长期使用会使土壤恶化,因此,在干旱和半干旱地区,在灌溉季节末期应用淡水进行洗盐。
(7)节省劳动力:滴灌系统不需平整土地,开沟打畦,可实行自动控制,大大减少了田间灌水的劳动量和劳动强度。
产品缺点:(主要体现在滴灌环境上)
(1)易于引起堵塞:滴灌设备中滴灌器的堵塞是当前滴灌应用中最主要的问题,严重时会使整个系统无法正常工作,甚至报废。引起堵塞的原因可以是物理因素、生物因素或化学因素。如水中的泥沙、有机物质或是微生物以及化学沉凝物等。因此,滴灌设备对水质要求较严,一般均应经过过滤,必要时还需经过沉淀和化学处理。
(2)可能引起盐分积累:当在含盐量高的土壤上使用滴灌设备或是用咸水滴灌时,盐分会积累在湿润区的边缘,若遇到小雨,这些盐分可能会被冲到作物根区而引起盐害,这时应继续进行滴灌。在没有充分冲洗条件下的地方或是秋季无充足降雨的地方,则不要在高含盐量的土壤上进行滴灌或利用咸水滴灌,因此在使用滴灌设备时注意应用环境。
(3)可能限制根系的发展:由于滴灌只湿润部分土壤,加之作物的根系有向水性,这样就会引起作物根系集中向湿润区生长。另外,在没有灌溉就没有农业的地区,如我国西北干旱地区,应用滴灌时,应正确的布置灌水器。
总之,滴灌设备的适应性较强,使用范围较广,各地应根据当地自然条件、作物种类等因地制宜地选用。
主要维护:在非灌溉时期应经常对泵站、蓄水池等工程进行检修,清除累积的泥沙等污物,保证设备的完好性。对水泵和动力机械等设备,在运行前要检查其各个部件及连接是否正常,防止在灌溉系统运行期间出现漏水、漏电等情况,确保设备使用的安全性。此外还要保证系统设备的清洁,定期清理过滤器中的杂质,离心式过滤器要经常和定期清洗和排沙,网式过滤器在运行前要清洗,沙式过滤器必要时要更换过滤基质,从而使过滤器保持较高的过滤性能。
根据节水灌溉技术的不同,可将节水灌溉行业分成如下几个细分行业:
方法 |
技术手段 |
节水效率(相比漫灌) |
经济效益 |
投资规模及 回收期 |
优点 |
微灌(滴灌) |
通过毛管上的滴头将水直接滴入作物根部附近土壤,最节水,能够实现水肥一体化 |
50%-80% |
节水、增产 |
1,500-3,000元/亩, 2 年 |
省水、省工、增产、节能、灌溉效果最佳、地形适应力强 |
喷灌 |
采用喷头将水打成小水滴喷向作物 |
30%-50% |
节水、增产 |
元1,000-1,500 /亩, 2 年 |
省水、省工、灌水均匀、增产、地形适应力强 |
低压管灌 |
采用管道代替沟渠中的明水,减少渗漏损失 |
15%-30% |
节水 |
主要是管材 投资 |
省水、投资较低 |
渠道防渗 |
在供水渠道上加做防渗层,减少水渗漏损失 |
15% |
节水 |
一般为国家 投资 |
减少水的渗漏 |
从上表可见,在各类成熟的节水灌溉技术中,以滴灌系统为代表的微灌是技术含量最高、节水效果最好,同时节肥和增产效果最佳的灌溉技术,滴灌系统对产品的品质要求较高,以滴灌为代表的微灌技术是世界灌溉节水技术发展的主流和方向,发展势头强劲。滴灌系统主要用于大棚作物的栽培,以及葡萄、棉花等高效经济作物的灌溉。因此,滴灌设备是设施灌溉中较先进的灌溉方式之一。
目前,我国节水灌溉技术主要包括低压管灌、喷微灌和渠道防渗灌溉等。最近几年,随着国家政策的支持、国内节水灌溉技术水平的提高,喷微灌使用面积增长迅速。我国目前喷滴灌等节水灌溉技术面积及所占比例如下表所示:
节水灌溉技术 |
面积 |
比例 |
渠道防渗灌溉及其他 |
1.97 亿亩 |
42.29% |
低压管灌 |
1.34 亿亩 |
28.69% |
喷微灌 |
1.35 亿亩 |
29.01% |
总计 |
4.66 亿亩 |
100.00% |
由此可见,采用滴灌技术的耕地的面积占所有节水灌溉耕地面积的29.01%,仅占全国有效灌溉面积的13.68%左右,而发达国家采用喷滴灌节水技术的比例达到70%-80%,我国喷滴灌市场前景广大。同时,得益于喷微灌设备在农业生产中体现出高效节水作用,我国喷微灌面积逐年提高,从2010年的0.77亿亩增长到2015年的1.35亿亩,复合增长率达到11.88%。据中金企信国际咨询公布的《2019-2025年中国滴灌设备市场调研及发展趋势预测报告》统计数据显示:到2020年以前发展高效节水灌溉面积(指喷微灌)2.88亿亩。截至2015年末,我国高效节水灌溉面积为1.35亿亩,也即自2016年至2020年每年需新增约3,000万亩高效节水灌溉面积。根据目前市场现状,喷灌投资成本约为1,000元/亩,滴灌投资成本约为1,300元/亩,则未来几年每年喷滴灌设备市场容量约为300-400亿元。
近几年由于国家加大了对节水农业的支持力度和资金投入,滴灌行业前景看好,进入该行业的投资者逐步增多,使得行业的市场竞争趋于激烈。国际节水灌溉巨头由于价格上处于劣势,已逐步退出国内中低端节水灌溉市场的竞争,在高端节水灌溉设备市场形成一定的垄断优势,国内节水灌溉龙头企业在产品质量和技术上不断进步,已经能在中端产品领域赢得竞争并向高端产品市场发起挑战。