在河北省，農(nóng)村灌溉土地還是以大水漫灌為主，這種方式不僅極為耗水，而且易造成土地鹽堿化、沼澤化。因此，現(xiàn)實狀況迫切需要新的機械化灌溉設(shè)備。河北農(nóng)林科學(xué)院糧油研究所研發(fā)的淋灌設(shè)備，每畝灌溉節(jié)水30%以上的同時，比噴灌作業(yè)壓力小，減少作物葉面受損，又小于滴灌成本，更容易被農(nóng)民接受。
“我13歲就在村子里幫大人打井澆地，那時候，打200米的井，用10米長的管子就能抽上水來。今年我50歲了，同樣在村子里打井澆地，最少打300米的井，用90米的管子才能勉強抽上來水。”說起種田澆地，河北省曲周縣金科富小麥專業(yè)合作社理事長王志成充滿了無奈。
2015年，王志成的合作社流轉(zhuǎn)了1000畝土地，種植夏玉米和冬小麥，除了灌溉這個環(huán)節(jié)，合作社從種到收都已全部實現(xiàn)了機械化作業(yè)。“給地澆水不僅打井找水費勁，澆地的過程也費勁。”王志成告訴記者，他們合作社采用“鋪設(shè)管道”的方式澆地。所謂“鋪設(shè)管道”就是將澆水用的管子鋪在田地里，在管子上打開若干個出水孔，一頭連著水井，需要澆地的時候，就打開水井的閥門，水就流淌到地里了。但是，為了保證灌溉均勻，就需要用打埂的方式將一大塊田地分隔成若干小塊，按照分隔的小地塊鋪設(shè)管道。其中，打埂這個環(huán)節(jié)不能用機械，全靠人工，給1000畝地打埂，相當(dāng)耗費人力。另外一方面，“鋪設(shè)管道”澆地的實質(zhì)還是大水漫灌，按照當(dāng)?shù)?ldquo;玉米一年澆一次，小麥一年澆兩次”的頻率計算，漫灌勢必會造成水大量浪費，同時，長期以往還會造成土壤鹽堿化，可謂百害而無一利。“找到一種合適的節(jié)水灌溉方式真的太重要了。”王志成說。
適合的節(jié)水灌溉方式不僅對王志成重要，對于整個河北省來說都迫在眉睫。河北省是我國的農(nóng)業(yè)大省，但也是我國最為缺水的省份之一，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，河北省年均用水需求也不斷增加，據(jù)悉，河北省年均用水總量從上世紀(jì)50年代初的40億立方米，增加到近十年的約200億立方米，而其中，農(nóng)業(yè)用水總量占到全社會用水量的70%以上。采取節(jié)水灌溉措施，使單位水量發(fā)揮最大的效益，這在水資源極度匱乏的河北省勢在必行。
近兩來，河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物所根據(jù)河北地區(qū)“小麥—玉米一年兩熟”種植模式的需求和全程機械化作業(yè)要求，研究提出了新型節(jié)水淋灌模式，開發(fā)了“大型平移式桁架淋灌機”、“卷盤桁架式淋灌機”以及“溝渠雙翼桁架淋灌機”系列淋灌設(shè)備，并申報了相關(guān)專利。
據(jù)河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物所研究員籍俊杰介紹，淋灌這種技術(shù)是通過低壓供水、大水滴淋灌、作物根部噴淋的技術(shù)途徑，為作物澆水。采用淋灌噴頭，模擬自然降水，水滴大，降低水分蒸發(fā)。淋灌設(shè)備還可以設(shè)置水肥一體裝置，以及配置噴藥系統(tǒng)，進(jìn)行植保作業(yè)。同時采用移動式桁架結(jié)構(gòu)，能夠使地塊灌溉均勻，無灌溉盲區(qū)，對農(nóng)作物沖擊小。據(jù)了解，經(jīng)過河北農(nóng)林科學(xué)院糧油研究所的一系列試驗，采用淋灌這種方式進(jìn)行灌溉，畝均灌水定額從50—60立方米下降到20—30立方米，節(jié)水可達(dá)到30%—50%；畝用工數(shù)從80元下降到20元，節(jié)省了70%；消除水溝畦埂，節(jié)省土地5%—10%，達(dá)到了節(jié)水、省工、省地的技術(shù)效果。
“目前，農(nóng)田灌溉采用的主要方式有三種，大水漫灌、噴灌和滴灌”，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院教授馮曉靜說，“其中，噴灌射程遠(yuǎn)、工作壓力高、能耗大，對作物打擊力度過強，容易使作物葉面受損。近些年來較為常用的微噴雖然減小了對農(nóng)作物的作業(yè)壓力，但是它產(chǎn)生的霧滴非常細(xì)微，與空氣撞擊后形成液體顆粒，蒸發(fā)損失過大。而滴灌雖然能夠使水滴直接作用于根部，但是，其技術(shù)要求和安裝成本過高，農(nóng)民普遍接受不了。”相比較而言，淋灌的優(yōu)勢顯而易見，“淋灌設(shè)備降低了水壓，用連續(xù)的大水滴澆灌作物的根區(qū)，節(jié)水、節(jié)能效果好。”
除此之外，馮曉靜教授還發(fā)現(xiàn)了淋灌的另外一個優(yōu)勢，“在以往的實驗中，我們發(fā)現(xiàn)離水井越近的地方，作物長勢越不好。原因就在于，剛從井里抽上來的地下水，水溫很低，而水井周邊的作物最先被這樣的水澆灌，所以長勢不好。水溫對作物生長很關(guān)鍵，淋灌技術(shù)解決了這個問題。”據(jù)了解，應(yīng)用淋灌技術(shù)之前，需要在田地里建一條窄窄的水渠，搭載淋灌設(shè)備的動力機械跨在水渠的兩側(cè)，淋灌設(shè)備抽取水渠中的水為作物灌溉。“灌溉用水需要先經(jīng)過水渠這一關(guān)，而并非沖上來的水直接澆在作物上。這樣的好處就是能提高灌溉水的溫度，有效解決了冷水灌溉的問題。”馮曉靜教授解釋道。
目前，淋灌這種技術(shù)尚處于實驗推廣階段，但是由于其優(yōu)勢顯著，很多農(nóng)機生產(chǎn)廠家開始研制生產(chǎn)淋灌設(shè)備，河北宏躍節(jié)水灌溉設(shè)備公司與河北農(nóng)哈哈機械集團(tuán)有限公司都生產(chǎn)出了由河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所設(shè)計的淋灌產(chǎn)品。河北宏躍節(jié)水灌溉設(shè)備公司生產(chǎn)的自走勢多功能淋灌機的作業(yè)幅寬達(dá)到80米，自帶動力設(shè)備，方便轉(zhuǎn)移。河北農(nóng)哈哈機械集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的JP75-300帶淋灌桁架的絞盤式噴灌機采用桁架式淋灌，可降低水頭壓力損失0.2MPa。“我們這款機器采用太陽能板供電，智能化控制，可實現(xiàn)故障報警、灌水量提醒等功能。最重要的淋灌桁架組的應(yīng)用使水直接作用于作物根區(qū)，比原來傳統(tǒng)的噴灌節(jié)水30%。”農(nóng)哈哈集團(tuán)工程師鄭宇光介紹，“目前此款產(chǎn)品剛研制成功，尚未推廣。初步定價為4萬多元一臺。”
據(jù)悉，機械化淋灌已被納入河北省小麥玉米規(guī)模化全程機械化技術(shù)集成中的一個重要環(huán)節(jié)。“淋灌技術(shù)確實挺不錯，省水省人工，還能施肥、噴藥，如果我們合作社能應(yīng)用淋灌設(shè)備澆地，就真正實現(xiàn)了全程機械化作業(yè)。”王志成對淋灌設(shè)備地推廣應(yīng)用充滿期待。
