在农业生产中,广大农民从实践中总结出“有收无收在于水,多收少收在于肥”的经验,表明了水在作物生长发育中的重要性。灌溉,就是有计划地将水输送到田间,以补充田间水分的不足,促进作物高产稳产。现在灌溉的种类一般分为:地面灌溉、渗灌、喷灌和滴灌。近年来人们正在研究一种新型的灌溉方法——负压渗水灌溉技术,它是通过控制土壤的负压从而达到控制田间土壤的渗水能力的一种灌溉方法。
地面灌溉是将水从沟、渠或管道送到田地表面,借助于土壤重力作用和土壤的毛细作用浸润土壤。这种方法受气候影响小,但灌水量大,不便于适量灌溉,水的有效利用程度低,浪费较大,且对有坡度的田块灌溉困难。但所需要的设备简单,技术上容易实现,投资少,是我国目前采用最广泛的灌溉方法。主要设备包括取水设备(水泵)、输水设备(水管)、动力设备(发劲机或电动机)。
渗灌主要是利用修筑在地下的专门设备,如管道、鼠洞等,将灌溉水引入田间,在土壤毛细作用下自下而上湿润土壤。该灌溉方法所用的设置主要有输水和渗水装置。输水装置主要是地面管道,渗水装置主要由鼠洞或埋在地下的有孔管道组成,水分通过鼠洞或这些有孔管道渗入土壤,故称之为渗灌,这种灌溉方法与地面灌溉相比,其优点是:灌溉质量好,耗水量少,同时也能为灌溉自动化的实现创造条件,且在多雨季节还能起到排水作用。其缺点是:设备造价高,施工麻烦,检修困难。主要设备包括水泵、水电站、有孔管道等。
喷灌是借助一套专门设备将有压水喷撒到空气中,呈摘状散落地面以湿润土壤的一种灌溉方法。这种灌溉方法在更大程度上能起到节水作用,且按需灌溉,能避免土壤板结,保持土壤的团粒性结构,有利于增产、增收。缺点是设备投资大,作业成本高;受风向、风力影响大,—般表层土壤湿润较多,深层土壤湿润不足;而且对水清洁度要求高。主要设备包括喷洒设备(喷头、喷管),增压设备(水泵、动力机及传动装置),输水设备(管道及其附件)和行走装置(动力机、传动装置及行走轮等)。
滴灌是将有压水通过地下管道输送到田间,以点滴的方式,持续而缓慢地滴入作物根部附近,使作物根部的土壤经常保持最优含水状况的一种先进灌溉方法。滴灌与喷灌、地面灌溉相比,更有利于节水、省工、增产增收;能适应不平坦地形。其缺点是系统造价高。主要设备包括地面与地下管道、水泵、动力机等。
负压渗水灌溉是通过调节非饱和土壤的负压水势进而调节土壤的含水率与入渗能力。由于土壤是可浸润物质,非饱和土壤空隙中的水分由于毛细作用往往能够维持不同的负压状态。这种压力低于土壤在饱和状态下的渗透压力(土壤饱和态下渗透压力等于零),即土壤非饱和态具有低于饱和态的压力(负压力)。在这种压力的作用下,土壤非饱和水分能保持在土壤空隙中,并由负压力绝对值小(能量高)的地方向负压力绝对值大(能量低)的地方运动。因此通过调控土体的负压水势就能调节土壤的含水率与入渗能力,从而获得最佳的土壤固、水、气三相之间的关系。使灌溉适时、适量、可控。能根据作物的需水规律进行适时、适量的灌溉,可提高作物的产量同时节约水资源;与渗灌相比,能够更好地控制水分在土壤中的含量,并能将土壤中多余的水分保留下来,更有效地利用。由于地下管道主要使用透水性好的陶土管,所以淤塞问题基本上不存在,但有造价高的缺点。主要设备包括低压输水管道、管接头、真空泵、电动机等。
综上所述,各种方法各有优缺点。社会生产趋向于低投入、低能耗、高产出,要考虑到全世界范围内水资源紧缺、有些地区经济落后等不一而足的特点,根据当地当时的条件,合理选用灌溉方式。