利用中心支轴喷灌机及平移喷灌机移动滴灌系统灌溉

利用中心支轴喷灌机及平移喷灌机移动滴灌系统灌溉 Mobile Drip Irrigation by Center Pivot and Linear Move Irrigation Machine

美林地景公司周荣、伞永久整理

喷灌机移动滴灌系统的技术优势

机械化喷灌技术及滴灌技术是当前世界广泛流行的两种现代农业灌溉技术。 机械化喷灌，尤其是中心支轴喷灌机及平移喷灌机灌溉的优势在于

-自动化灌溉；国内普遍采用的是传统机电控制柜，相比国外发达国家较落后，但都可实施低水平的自动化，如行走、倒车，停车、调速等。生产效率高，管理成本低，是中、大型农场最佳选择；

-灌溉管理劳务支出极低，一个管理人员可看管多台机器工作。在劳务成本越来越高的今天，优势非常明显；

-低压灌溉，节能；

-单位面积一次性投资低；

-机器设备经久耐用，寿命长；

- 全面积湿润，非常适合高密度种植作物；

-除了灌溉，还可通过系统施肥、打药；

-寿命长：20-30年

-亩投资低：550-700元左右

-地形适应性强，可在浅山、丘陵区应用。

适合：小麦、玉米、大豆、蔬菜、土豆、棉花、甘蔗、牧草等密植作物。此外，还可试验、推广应用于水稻灌溉。

中心支轴喷灌机的缺点有：

-土地利用率低：70%左右。但可用配置末端喷枪、地角臂的办法，或采用滴灌、卷盘喷灌机、移动喷灌等技术补充。

-受地形限制：不适合山区灌溉。

-不适合某些蔬菜、花卉灌溉、施肥。叶面喷洒会对某些作物引起病害，叶面喷洒肥料会对某些作物灼伤。

平移式喷灌机土地利用率高，灌溉均匀度高，但造价高，运行费用比中心支轴喷灌机高。适合于窄长地块灌溉及经济作物灌溉。

滴灌技术的优势众所周知，但有几项需要重点强调：

-用水效率可高达95%以上，节水效果无与伦比；

-通过滴灌水施肥，即所谓水肥一体化技术，风靡全球，使传统的农业技术产生了革命性的变化，高产、优质、节水、节肥、环保……。通过滴灌系统施肥，效率要比通过喷灌机施肥效率高，效果好。

滴灌的局限性在于：投资高，易堵塞，安装、维护麻烦，管理成本高，耗劳力等。主要应用于经济作物、宽行距作物：蔬菜、棉花、果树（葡萄、苹果、梨、枣、香蕉等）、苗木等。大田作物不适合滴灌，但水资源极度贫乏地区可以考虑。

30多年来，全世界许多灌溉技术研究、推广人员及制造企业一直在探讨如何将喷灌机技术及滴灌技术的优势综合应用农业生产上，以最大发挥两种现代灌溉技术的优势。 1979年，美国的Rawlins等第一次提出采用中心支轴喷灌机移动滴灌系统灌溉。T-L

是最早将这种综合技术商业化的喷灌机制造公司。之后，维蒙特、林赛等喷灌机企业均做过大量试验、推广工作。

喷灌机移动滴灌技术简称为MDI，取自mobile drip irrigation 。 也有文献称之为PMDI， 意思为精准移动滴灌，取自Precision Mobile Drip Irrigation。

这种技术将喷灌机技术的自动化控制，高效管理，节省劳务，低劳动强度的技术优势及滴灌技术的高度节水、节能，高效施肥等技术优势结合起来，是未来在我国值得试验、推广的一种技术。同时，亩造价低于固定滴灌系统。

我国在80年代也有科研人员提出过移动滴灌的概念，并做过一定尝试。但是由于人工移动工作效率太低，劳动强度太大，试验研究未能继续下去。

喷灌机移动滴灌系统组成

系统的行走、控制部分与喷灌机完全相同，不同的是喷头组件部分。一般有如下面示两种形式：

形式一：相隔数个出水口，接一条下垂管，下垂管接PE支管，支管上接滴灌管

（照片来源：维蒙特）。

（图片来源：T-L）

形式二：缩小出水口间距，下垂管+配重+滴灌管，或在鹅颈管上直接接滴灌管。

采用中心支轴喷灌机时，滴灌管的长度取决于作物需水量及离开中心支轴点的距离。如

同喷灌，离开中心点越远，控制面积越大，灌溉需水量越大，因而滴灌管也必须越长。作物

需水量越大，则滴头流量必须越大。 滴灌管可以一行一管，也可两行一管（宽窄行种植作物），取决于土壤结构，蒸发蒸腾量等。采用中心支轴喷灌机时，作物要圆圈种植。

采用平移喷灌机时，滴灌管等长度，计算相对简单。

采用移动滴灌灌溉，比用喷灌机喷灌，能耗可降低70%，可省水20%。

参考设计

伊朗戈尔甘大学的Hezarjaribi及德国农林渔研究所的Heinz Sourell

将一台中心支轴喷灌机系统改装成移动滴灌系统。喷灌机管道出水口间距为2.5米，每一个鹅颈管下部安装一根PE 管,PE管管径32mm. 一根PE管上装3条滴灌管。滴灌管管径16mm,间距85cm。 滴头间距15cm。

采用如下公式计算滴灌管上的滴头数目Ne及滴灌带长度L。

Ne =2*3.14*r*dr*(In/T)/qe (1)

其中，r为滴灌管距中心点的距离(m)。的dr为滴灌管间距(m)，In为一次灌水深（mm）,T 为喷灌机运行一圈的灌溉时间（hr），qe为滴头流量(l/hr)。

试验中T取48小时。qe=7.25 l/hr。

第一跨第一根滴灌管：Ne=2*3.14*2*0.85*(20/48)/7.25=0.6, 取一个。

第二跨第一根滴灌管：Ne=2*3.14*39.67*0.85*(20/48)/7.25=12.1,取12个滴头。 采用如下公式计算滴灌管长：

L=h+Ne*b （2）

其中，h 为地面至连接滴灌管的水平PE管之间的距离，用于可视作物高度确定。这段管为不装滴头的16毫米（或18，或20）PE管，滴灌管铺到地面上，两端管由同径接头连接起来。Ne为滴头数，b为滴头间距。

该试验取h=3米， Ne由上式（1）计算而得, b=0.15m

案例报告

1999-2003的5年里，德国布伦瑞克一家农场，试验将滴灌管采用方式一连接在维蒙特平移喷灌机上 ，用以灌溉生菜。试验获得成功，避免了传统喷灌喷洒叶面引起的真菌疾病，避免了传统滴灌的管理维护费力、费时、妨碍机器作业等缺陷，节水，节能，节省劳力。

基于5年的试验结果，许多德国的种植户于2006年开始使用移动滴灌系统。这些种植户不仅用移动滴灌种植生菜，也种植土豆。在不久的将来，他们可能很快就会用喷灌机移动滴灌灌溉其它蔬菜作物。