防堵滴灌技术

滴灌设备的设计和制造在80年代中取得了关键性的突破。通过对滴头结构的改进，设计人员保证了滴头内的紊流流态，从而使得在小流量的条件下，仍可在管路内保持更高的水压力。在这之后，设计方面沿着这个方向完成了一系列的改进和完善，使得滴灌设备本身不复存在管路水流不畅通或管路堵塞的问题。
　　但是在进行作物滴灌时，仍不断面临着滴灌管路和滴头的堵塞问题。造成这些问题的原因主要有两个方面，一是水中存在的有机物质，一是水中含有可以析出和沉淀的化学成份。这些物质和沉积不能为肉眼所鉴别，但它们的存在和发生却足以将滴头堵住。
　　在水中所含的化学成份中，最常见的有碳酸钙(石灰质)和铁的氧化物(铁锈)。此外，农用杀虫药剂与高pH值的水机作用，也能产生沉淀物。葡萄是最易导致滴灌设备发生堵塞的一类作物。在美国的加利福尼亚州和西南部各州内，人们常常见到滴灌管路不是沿地面铺设面是悬接在离地约纫厘米的高度上。强烈的蒸发常常使管道充满白色的自垩状沉淀物。
　　在许多情况下，重碳酸盐是造成堵塞的罪魁祸首。这是一种常带负电荷的化学物质，能与水中的钙质反应形成石灰。在土壤中，重碳酸盐也与钙反应形成石灰，从而使表土板结。
　　经常定期地对所用的灌溉水源进行化学分析并了解灌溉用水的化学性质是防止滴灌管路堵塞的一项有效措施。当分析结果表明水中食有重碳酸盐而且其含量超过2个毫克当量／升时要对水进行加酸处理。水中如酸可起到两个方面的效果，即降低水中的重碳酸盐含量和分解其中的沉淀物。将水的pH值降低到6.5的水平时，可以使水中的重碳酸盐含量降低50%，而将水的pH值降低到4.5的水平时，可以使水中的重碳酸盐含量降低到5%。
　　此外，加入水中的酸可以与水中所含的碳酸钙起化学反应而形成的硫酸钙（石膏）和H2CO3，而后者是一种不稳定的短寿命化合物，很快地即分解H2O（水）和CO2（二氧化碳）。因此，加酸不仅可以阻止石灰的形成，并且可以给作物和土壤提供可溶性钙。
　　水的加酸处理最常使用硫酸和N—P酸性化肥。N—P酸性肥料是美国Uncoal公司的产品，是该公司利用一种专利方法，使尿素与硫酸进行有控制助反应面生成的酸性肥料。当尿素与硫酸发生反应时，可以形成一种加合物，这种加食物不改变酸的总酸度，但可使酸对材料的腐蚀性大大地降低对高pH值和高重碳酸盐含量的水源进行加酸处理可以采用两种方式，一是每次灌水时均进行加酸处理，另一是定期的加酸冲洗，不论采用何种方式，使用者均需通过水质分析确定加酸量。加酸量还与上述处理方式有关系。当采用连续加酸处理方式时，一般只需格灌溉用水的 pH值降低到6.5，而当采用定期加酸冲洗时，往往需要将灌溉用水的pH值降低到4甚至是2。当用酸量使水源的pH值降低到6以下时，使用者应对其滴灌系统的各个部件进行核定，以确信水的低pH值不致对系统的任何部分造成损害。作物对氮的需求程度也影响着是否对水源进行加酸处理的决定。如果耕地土壤中的含氮量很低，由于N—P酸性肥料中含有大量的氮，因此可以用这种肥料对滴灌系统进行定期的加酸冲洗。
　　加氯消毒是处理水中处种生物、水藻和有机污泥的有效方法。加氯消毒可以采用氯气、次氯酸纳(漂白粉)或次氯酸钙。注入氯气的数量应保证在滴灌系统的下游末端处，水中仍含有足够数量的游离氯，这是因为水对氯气有一种天然的需求，而注人水中的一部分氯气将被水分子固定。加氯点应安排在滴灌系统内的过滤器的上游侧，以便过滤器中的有机物质也能被杀死，加氯也可以采用两种方式，一种是每次灌水时加氯，另一种是在系统堵塞将要发生之前加氯进行冲击处理。
　　注人水中后，氯气以两种形式存在，一是形成次氯酸(HOCl)，另产是形成次氯酸盐(OCl)。次氯酸杀灭水中生物的能力是次氯酸盐的40倍到80倍，因此加氯处理时要保证次氯酸的高含量。以氯酸的生成率与水的pH值有密切关系，当水的pH值为6时，将近90%的游离氯以次氯酸形式存在，而当水的pH值增加为8.5时，只有10%到15%的游离氯以次氯酸形式存在。因此，适当地调整水的pH值便可有效地保持HOCl对OC1的高比值。