第一章 绪论
一、喷微灌技术的基本概念及特点
（一）喷灌
喷灌是利用水泵加压或自然落差将水通过压力管道送到田间，经喷头喷射到空中，形成细小的水滴，均匀喷洒在农田上，为作物正常生长提供必要水分条件的一种先进灌水方法。喷灌是当今先进的节水灌溉技术之一，由于其便于机械化、自动化控制实施灌溉过程，在全世界得到迅速地发展，广泛运用于世界各国农业灌溉中［1］。
1.喷灌的优点
（1）节约用水。灌溉水的损失，一是发生在从水源到田间的输水过程中，二是发生在田间灌水过程中。我国农田灌溉水有效利用系数为0.52，其中有一半多的水量浪费在灌溉过程中。喷灌通常采用管道输水、配水，水量损失很小，而且灌溉时能使水比较均匀地洒在地面，不产生明显的深层渗漏和地面径流，灌溉水利用系数可以达到0.8以上。
（2）增加农作物产量、提高农作物品质。喷灌作为节水灌溉技术之一，具有增加农作物产量、提高农作物品质的特点。喷灌对增加农作物产量的作用是多方面的。首先，喷灌可以适时适量地满足农作物对水分的要求，能够实现精细控制土壤水分、保持土壤肥力，适应换茬作物对水分的不同要求。喷灌像降雨一样湿润土壤，不破坏土壤团粒结构，为作物根系生长创造了良好的土壤状况，一般大田作物可增产10%～20%，经济作物可增产30%左右，蔬菜可增产1～2倍。喷灌输水多采用地埋的形式，大大减少了渠道和田埂占地，一般可以提高耕地利用率5%～7%。喷灌可以调节田间小气候，增加地面空气湿度，调节温度和昼夜温差，不但可避免干热风、霜冻对作物的危害，而且可显著提高作物的品质。
（3）节省劳力。喷灌的机械化程度高，可大大减轻灌水的劳动强度和提高作业效率，免去年年修筑田埂和田间渠道的重复劳动，节省大量的劳动力，相比传统的地面灌溉方式可以提高劳动效率20～50倍。
（4）适应性强。喷灌一个突出的优点是可用于各种类型的土壤和作物，受地形条件的限制小。例如：在砂土地或地形坡度达到5%等地面灌溉有困难的地方都可采用喷灌。在地下水位高的地区，地面灌溉使土壤层过湿，易引起土壤盐碱化，用喷灌来调节上层土壤的水分状况，可避免盐碱化的发生。由于喷灌对地形要求低，可以节省大量农田地面平整的工程量。
2.喷灌的缺点
（1）喷洒作业受风影响。喷灌作业时，风不但会吹走大量水滴，增加水量损失，降低喷洒效率，而且会改变水舌的形状和喷射距离，降低喷灌均匀度，影响灌水质量，故风力大于3级时不宜进行喷灌作业。
（2）设备投资高。由于喷灌需要一定的设备和管材，同时系统工作压力较高，对设备耐压的要求也较高，因而喷灌系统的投资较高。如固定管道式喷灌系统需投资900～1200元/亩，半固定管道式喷灌系统需投资300～450元/亩，卷盘式喷灌机需投资400～600元/亩，大型喷灌机组需投资500～800元/亩。
（3）耗能。地面灌溉只要将水通过渠道或管道输送到田间即可实现自流灌溉，喷灌则要利用水的压力使水流破碎成细小的水滴并喷洒在规定范围内，显然喷灌需要多消耗一部分能量。从节省能源的角度考虑，喷灌可向低压化方向发展，并结合喷灌和滴灌技术，发展微喷灌，达到节能目的。
（二）微灌
微灌是一种新型的节水灌溉技术，包括滴灌、微喷灌、涌泉灌等。它可根据作物需水要求，通过管道系统与安装在末级管道上的特制灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中实施灌溉。微灌以少量的水湿润作物根区附近的部分土壤，因此是局部灌溉。
1.微灌的优点
（1）节约水量。由于微灌出水流量很小，可以实现精细灌溉，随时满足作物的需水要求，不会产生深层渗漏，而且大部分微灌是局部灌溉，只湿润作物根部附近的土壤表面，作物棵间蒸发损失小，因此可以更节约用水。
（2）灌水均匀。微灌系统能够做到有效地控制每个灌水器的出水量，灌水均匀度高，均匀度一般可达80%～90%。
（3）增产。微灌能适时适量地向作物根部供水、施肥、施药，提高水、肥、药的利用效率，减少病虫害的发生，抑制杂草生长，保持土壤团粒结构，为作物生长提供良好的生长条件，有利于增产，提高产品质量。与其他灌水方法相比较，一般可增产15%～40%。
（4）适应性强。微灌的灌水强度可根据土壤的入渗特性选用相适应的灌水器，通过调节，不产生地表径流和深层渗漏。微灌可以在任何复杂的地形条件下有效地工作，甚至对某些在很陡的土地或乱石滩上的作物也可以采用微灌。
2.微灌的缺点
（1）灌水器易堵塞。灌水器中的水流通道堵塞是滴灌应用中最主要的问题。堵塞使毛管管路出水不均，严重时会使整个系统无法正常工作，甚至报废。引起堵塞的原因有物理因素、生物因素和化学因素，如水中的泥沙、有机物质、微生物和化学沉淀物等。因此，滴灌对水质要求较高，一般均应过滤，必要时还需经过沉淀和化学处理。目前已研制出少数大流道小流量、抗堵塞性能较好的滴头品种，随着研究的深入，滴头堵塞问题将会得到逐步解决。
（2）盐分积累。当在含盐量高的土壤上进行滴灌或是利用咸水滴灌时，盐分会积累在湿润区的边缘，若遇小雨，这些盐分可能会被冲到作物根区，从而引起盐害。这时需进行冲洗，必要时辅以喷灌或地面灌溉。在没有充分冲洗条件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。
（3）一次性投入较大。与地面灌相比，滴灌系统所需设备和材料较多，成本较高。