在农业生产中,灌溉是保障作物生长的关键环节,而畦灌作为其中一种传统且应用广泛的灌溉方式,很多人对它的了解还不够深入。接下来,我们将通过一问一答的形式,详细解读畦灌的相关知识,帮助大家更好地认识和运用这种灌溉方法。
首先,我们来明确畦灌最基本的概念,搞清楚它究竟是怎样的一种灌溉方式。
问题 1:什么是畦灌?
畦灌是一种在田间将土地划分成若干个形状规则、大小适宜的矩形或长方形地块(即畦田),然后通过畦首的灌水沟或输水管道,将灌溉水引入畦田内,使水流在畦田表面均匀流动,逐渐渗透到土壤中,以满足作物生长对水分需求的地面灌溉方式。它主要依靠重力作用,让水在畦田内完成输水和入渗过程,是我国北方地区干旱和半干旱地区农业灌溉中较为常见的方法之一。
问题 2:畦灌适用于哪些类型的作物呢?
畦灌并非适用于所有作物,它更适合种植在平坦土地上、行距较窄、作物根系分布较浅,且具有一定耐淹性的作物。比如小麦、大麦、燕麦等谷类作物,以及苜蓿、三叶草等牧草,还有棉花、油菜等经济作物。这些作物在生长过程中,对土壤水分的均匀性要求相对较高,而畦灌能够通过控制水流速度和灌溉时间,使水分在作物行间较为均匀地分布,满足其生长需求。不过,对于那些怕涝、根系较深或者植株高大、行距较宽的作物,如西瓜、果树等,畦灌就不太适用了,因为容易导致土壤水分过多,影响根系呼吸,甚至引发涝害。
问题 3:实施畦灌对田间地形有什么要求?
实施畦灌对田间地形的平整度要求较高,一般来说,田间地面的坡度应控制在 0.1%-0.5% 之间。如果坡度太大,水流速度会过快,水分在畦田内停留的时间过短,就无法充分渗透到土壤深层,导致深层土壤缺水,影响作物根系吸收水分;同时,过快的水流还可能冲刷土壤,造成土壤流失,破坏土壤结构。而如果坡度太小,甚至地势低洼不平,水流速度会过慢,部分区域的水分会长时间积聚,容易导致土壤透气性变差,引发作物烂根等问题,而且还会使灌溉效率降低,浪费水资源和灌溉时间。因此,在实施畦灌前,通常需要对田间进行土地平整作业,确保地形符合畦灌的要求。
问题 4:畦田的规格(长度、宽度)一般如何确定?
畦田的规格需要根据当地的土壤质地、水源条件、作物种类以及耕作方式等因素综合确定。从长度来看,一般情况下,畦田的长度在 50-100 米之间较为适宜。如果土壤质地较为黏重,土壤的入渗速度较慢,畦田可以适当长一些,这样可以让水分有足够的时间渗透到土壤中;但如果土壤质地偏砂,入渗速度快,畦田就不宜过长,否则水分还没流到畦尾就已经大部分渗入土壤,导致畦尾区域缺水。从宽度来看,畦田的宽度通常与作物的行距以及田间耕作机械的宽度相匹配,一般在 2-4 米左右。比如,种植小麦时,由于小麦行距较窄,畦田宽度可以适当宽一些,方便机械耕作和灌溉;而种植棉花时,行距相对较宽,畦田宽度则可以根据棉花的行距进行调整,确保每个畦田内种植的作物行数合理,不影响灌溉效果和田间管理。此外,水源条件也会影响畦田规格,如果水源充足、供水能力强,畦田可以适当大一些;反之,水源不足时,畦田则应小一些,以保证每个畦田都能得到充足的灌溉水量。
问题 5:畦灌时,灌溉水是如何输送到畦田的?
畦灌时,灌溉水的输送通常需要借助一定的输水系统,主要包括输水渠道和配水设施。首先,从水源(如水库、河流、机井等)引来的水,会先进入主干渠,然后通过主干渠输送到田间的支渠,再由支渠将水分配到各个畦田首部的灌水沟或配水渠中。在畦田的首部,一般会设置配水闸门或挡水埂等配水设施,通过开启或关闭闸门,或者调整挡水埂的高度,来控制进入每个畦田的水量和水流速度。当配水设施开启后,灌溉水就会从灌水沟或配水渠流入畦田内,在畦田表面形成薄层水流,沿着畦田的坡度方向流动,逐渐渗透到土壤中。有些地区如果采用管道输水方式,会将输水管道直接铺设到田间,在每个畦田的首部设置出水口,通过打开出水口来实现灌溉水向畦田的输送,这种管道输水方式可以减少输水过程中的水分蒸发和渗漏损失,提高水资源的利用效率。
问题 6:在畦灌过程中,如何控制灌溉水量和灌溉时间?
控制灌溉水量和灌溉时间是保证畦灌效果的关键。在控制灌溉水量方面,通常会根据作物的需水量、土壤墒情以及畦田的面积和土壤入渗特性来确定。首先,通过土壤墒情监测,了解当前土壤的含水量情况,判断是否需要灌溉以及需要灌溉的水量。然后,根据作物不同生长阶段的需水规律,确定本次灌溉的目标含水量,再结合土壤的有效持水量和畦田面积,计算出每个畦田所需的总灌溉水量。在实际灌溉过程中,可以通过控制配水闸门的开启大小或管道出水口的流量,来调节进入畦田的水流速度,进而控制灌溉水量。当畦田内的水分渗透到一定深度,达到作物生长所需的水分要求时,就可以关闭配水设施,停止灌溉。
在控制灌溉时间方面,主要根据水流在畦田内的推进速度和土壤入渗情况来确定。一般来说,当灌溉水从畦首流到畦尾,并且畦田内整个土壤剖面都已经达到适宜的含水量时,就可以结束灌溉。如果灌溉时间过短,水分只渗透到土壤表层,作物根系无法吸收到深层水分,容易导致作物后期缺水;而灌溉时间过长,不仅会造成水资源的浪费,还可能使土壤水分过多,影响土壤透气性,不利于作物根系生长。在实际操作中,经验丰富的农户会通过观察畦田内水分的渗透情况和作物的生长状态,来判断灌溉时间是否合适,也可以借助土壤水分传感器等设备,更准确地监测土壤墒情,科学控制灌溉时间。
问题 7:畦灌与其他地面灌溉方式(如沟灌、漫灌)相比,有什么优势?
相比于漫灌,畦灌的优势非常明显。漫灌是将灌溉水直接在田间漫流,不进行地块划分,水分分布极其不均匀,大量水分会蒸发和渗漏,水资源浪费严重,而且还容易导致土壤板结和盐碱化。而畦灌通过划分畦田,能够有效控制水流的范围和速度,使水分在畦田内均匀分布,减少了水分的蒸发和渗漏损失,提高了水资源的利用效率;同时,均匀的水分分布也有利于保持土壤结构,避免土壤板结。
与沟灌相比,畦灌也有其独特的优势。沟灌是在作物行间开挖灌水沟,将水引入沟内,通过沟壁和沟底渗透到土壤中。沟灌更适合于行距较宽、根系较深的作物,如玉米、棉花等。而畦灌则更适合行距较窄的作物,如小麦、牧草等,因为对于这些作物,采用畦灌可以使水分更均匀地覆盖整个耕作层,满足作物根系对水分的需求。此外,在地形平整度较好的地块,畦灌的施工相对简单,不需要开挖大量的灌水沟,节省了田间工程的建设成本和劳动力投入。而且,畦灌对灌溉系统的要求相对较低,不需要复杂的管道和喷头设备,操作也比较简便,更适合在一些农业基础设施相对薄弱的地区推广应用。
问题 8:畦灌过程中可能会出现哪些问题,该如何解决?
在畦灌过程中,常见的问题主要有水分分布不均匀、土壤冲刷、水资源浪费以及土壤盐碱化等。
水分分布不均匀是畦灌中比较突出的问题之一,主要表现为畦首区域水分过多,而畦尾区域水分不足。造成这种情况的原因可能是畦田坡度不合理、畦田长度过长或过短、水流速度控制不当等。针对这个问题,可以通过调整畦田规格来解决,比如根据土壤入渗速度和水源条件,合理确定畦田的长度和宽度,确保水流能够在畦田内均匀推进;同时,通过控制配水闸门的开启大小,调节水流速度,使水分在畦田内能够均匀渗透。另外,在灌溉过程中,可以采用 “小水勤灌” 的方式,避免一次性灌溉水量过大,减少水分分布不均的情况。
土壤冲刷问题通常发生在坡度较大或水流速度过快的畦田。过快的水流会冲击土壤表面,带走表层肥沃的土壤颗粒,破坏土壤结构,影响作物生长。解决土壤冲刷问题,首先要确保田间地形的平整度,将坡度控制在适宜的范围内;其次,可以在畦田的首部设置消能设施,如碎石床、塑料膜等,减缓水流进入畦田时的速度,减少对土壤的冲刷;另外,还可以在畦田内种植一些覆盖作物或铺设秸秆等覆盖物,增加土壤表面的粗糙度,降低水流速度,防止土壤冲刷。
水资源浪费问题主要是由于输水过程中的渗漏和蒸发损失,以及灌溉时间过长或灌溉水量过大导致的。为了解决这个问题,可以改进输水系统,采用管道输水代替渠道输水,减少输水过程中的渗漏和蒸发损失;同时,通过科学监测土壤墒情,准确计算作物需水量,合理控制灌溉水量和灌溉时间,避免盲目灌溉。此外,还可以推广节水灌溉技术,如在畦灌的基础上结合覆膜种植,减少土壤表面的水分蒸发,提高水资源的利用效率。
土壤盐碱化问题多发生在气候干旱、蒸发量大的地区,由于畦灌过程中水分下渗,将土壤深层的盐分带到表层,水分蒸发后,盐分在土壤表层积累,导致土壤盐碱化。解决这个问题,首先要控制灌溉水量,避免水分过多下渗;其次,可以采用洗盐灌溉的方式,在作物播种前或生长间隙,进行一次大水灌溉,将土壤表层的盐分冲刷到深层土壤中;另外,还可以改良土壤,增施有机肥,提高土壤的肥力和透气性,增强土壤的淋盐能力,减轻土壤盐碱化的程度。
问题 9:进行畦灌作业前,需要做好哪些田间准备工作?
进行畦灌作业前,做好充分的田间准备工作是确保灌溉效果的基础,主要包括土地平整、畦田划分、输水系统检查和土壤墒情监测等工作。
土地平整是首要的准备工作。如前所述,畦灌对田间地形的平整度要求较高,因此在灌溉前需要对田间进行平整作业,消除田间的高洼不平之处,使地面坡度达到适宜的范围(0.1%-0.5%)。土地平整可以采用机械平整或人工平整的方式,机械平整效率高、效果好,适合大面积地块;人工平整则适用于小面积地块或地形较为复杂的区域。平整后的土地要达到表面光滑、无明显凸起和凹陷的标准,确保水流能够在畦田内均匀流动。
畦田划分是根据确定好的畦田规格,在平整后的土地上划分出一个个独立的畦田。划分畦田时,首先要确定畦田的走向,一般应与地面坡度方向一致,以利于水流流动。然后,使用犁或人工开挖畦埂,畦埂的高度一般在 15-20 厘米左右,宽度在 30-40 厘米左右,确保畦埂结实、不漏水,能够有效阻挡水流,防止水分溢出畦田。在划分畦田的同时,还要在畦田的首部开挖灌水沟或配水渠,与支渠相连,以便灌溉水能够顺利进入畦田。
输水系统检查也必不可少。在灌溉前,需要对主干渠、支渠、灌水沟以及配水闸门、管道等输水设施进行全面检查,查看是否存在裂缝、漏洞、堵塞等情况。如果发现渠道有裂缝或漏洞,要及时进行修补,防止灌溉水渗漏;如果发现管道堵塞,要及时清理,确保水流畅通。同时,还要检查配水闸门的开启和关闭是否灵活,能否准确控制水流速度和水量,确保灌溉过程中能够根据需要调节水量。
土壤墒情监测是确定是否需要灌溉以及灌溉水量的重要依据。在灌溉前,通过取土样或使用土壤水分传感器等方式,监测田间不同位置、不同深度土壤的含水量情况,了解土壤的墒情状况。根据监测结果,结合作物的需水规律,判断当前土壤水分是否能够满足作物生长需求,如果土壤墒情不足,确定需要灌溉的水量和灌溉时间,为科学灌溉提供依据。
问题 10:畦灌时,水流在畦田内的流动状态对灌溉效果有什么影响?
畦灌时,水流在畦田内的流动状态直接影响着灌溉效果,主要体现在水分渗透的均匀性、土壤入渗量以及水资源利用效率等方面。
如果水流在畦田内的流动速度过快,会导致水分在畦田内停留的时间过短。这样一来,水分只能渗透到土壤的表层,无法充分渗透到土壤深层,使得深层土壤缺水。而作物的根系大多分布在土壤深层,深层土壤缺水会影响作物根系对水分和养分的吸收,导致作物生长不良,后期容易出现倒伏、早衰等问题,严重影响作物的产量和品质。同时,过快的水流还会对土壤表面产生较强的冲刷作用,破坏土壤结构,带走表层肥沃的土壤颗粒,降低土壤肥力,而且水流速度过快还可能导致畦埂被冲垮,造成灌溉水外溢,浪费水资源。
如果水流速度过慢,水分在畦田内停留的时间过长,会使畦田内部分区域的土壤水分长时间处于饱和状态。这会导致土壤透气性变差,作物根系无法正常呼吸,容易引发根系腐烂、病害等问题,影响作物的生长发育。而且,水流速度过慢会使灌溉时间延长,降低灌溉效率,增加灌溉成本。此外,长时间的积水还会导致土壤表面板结,影响土壤的物理性状,不利于作物根系的生长和伸展。
只有当水流在畦田内保持适宜的流动速度时,才能保证灌溉效果。适宜的水流速度能够使水分在畦田内均匀推进,让每个区域的土壤都能得到充足且均匀的水分渗透,使土壤表层到深层都保持适宜的含水量,满足作物根系对水分的需求。同时,适宜的水流速度还能减少土壤冲刷和水分蒸发、渗漏损失,提高水资源的利用效率,降低灌溉成本,促进作物健康生长,提高作物产量和品质。一般来说,水流在畦田内的推进速度以每分钟 0.5-1 米为宜,具体速度需要根据土壤质地、畦田长度和坡度等因素进行调整。
问题 11:不同土壤质地(如砂土、壤土、黏土)对畦灌的灌溉参数(如灌水定额、灌水时间)有什么影响?
不同土壤质地具有不同的物理特性,如孔隙度、渗透率等,这些特性会直接影响畦灌的灌溉参数,如灌水定额和灌水时间。
对于砂土来说,其土壤颗粒较大,孔隙度大,土壤的渗透率较高,水分容易下渗,但保水能力较差。在进行畦灌时,由于砂土的渗透率高,水分下渗速度快,如果灌水定额过小或灌水时间过短,水分很快就会渗透到土壤深层,甚至可能渗漏到地下水中,导致土壤表层和作物根系分布区域缺水,无法满足作物生长需求。因此,针对砂土,需要适当提高灌水定额,增加灌溉水量,同时适当延长灌水时间,确保水分能够充分渗透到作物根系分布区域,并在土壤中保持一定的含水量。不过,也不能过度增加灌水定额和延长灌水时间,以免造成水资源浪费和土壤养分流失。
壤土的土壤颗粒大小适中,孔隙度和渗透率也介于砂土和黏土之间,保水能力和通气性都比较好,是比较理想的土壤类型。在畦灌时,壤土对灌水定额和灌水时间的要求相对宽松。一般情况下,采用中等的灌水定额和灌水时间即可满足作物生长需求。因为壤土的渗透率适中,水分下渗速度较为合理,能够在土壤中均匀分布,既不会因为下渗过快导致水分流失,也不会因为下渗过慢导致积水。在实际操作中,可以根据作物的需水规律和土壤墒情,适当调整灌水定额和灌水时间,确保土壤水分能够维持在适宜作物生长的范围内。
黏土的土壤颗粒细小,孔隙度小,土壤的渗透率较低,水分下渗速度慢,但保水能力较强。在畦灌过程中,由于黏土的渗透率低,水分下渗缓慢,如果灌水定额过大或灌水时间过长,水分容易在土壤表面积聚,形成积水,导致土壤透气性变差,影响作物根系呼吸,甚至引发涝害。因此,对于黏土,需要适当降低灌水定额,减少灌溉水量,同时缩短灌水时间,避免水分在土壤表面长时间积聚。不过,也要注意不能过度降低灌水定额和缩短灌水时间,以免水分无法渗透到作物根系分布的深层土壤,导致深层土壤缺水。此外,为了提高黏土的渗透性能,在灌溉前可以适当进行松土作业,增加土壤的孔隙度,改善土壤的通气性和透水性。
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