近日,中国农业科学院农田灌溉研究所质检中心通过长周期对比试验发现,地下水滴灌灌水器流道堵塞物主要成分为二氧化硅和碳酸钙,加气滴灌更易使细碎颗粒团聚产生积堵,内镶圆柱型灌水器具有较好的抗堵塞性能。相关研究成果在线发表在《农业》(《Agriculture》)上。
灌水器是滴灌系统的核心部件,灌水器堵塞会降低灌溉系统运行效果、减少设备寿命,但堵塞机理并不明确。
科研人员以地下水为水源,对比内镶贴片式滴灌带(有压力补偿功能)、内镶贴片式滴灌带(无压力补偿功能)、内镶圆柱状滴灌管、管上式滴头4种主流灌水器类型,和不加气、微纳米加气两种灌溉方式开展长时间室内灌溉试验。研究发现运行800h后,与不加气处理相比,加气处理4种灌水器的平均流量比(Dra)值分别降低了64.74%、54.22%、64.20%、94.69%,表明堵塞出现不同程度加重,内镶圆柱型灌水器Dra降低最少,抗堵塞性能较好。且加气处理下各灌水器的克里斯琴森均匀系数(Cu)统计均匀系数(Us)值也均小于不加气处理,表明滴灌系统的均匀性比不加气滴灌差。进一步测定堵塞物质存在状态和组成分、表面微观形貌,发现二氧化硅和碳酸钙是主要堵塞物,加气处理使得堵塞物在微纳米气泡的作用下更加破碎和致密,破碎物形成的团聚体更易附着和积聚在流道中阻碍水流通过,从而加剧堵塞进程。研究可为加气滴灌灌水器堵塞的防控提供一定的技术支撑。
该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、河南省黄河流域生态环境保护与修复重点实验室基金等项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.3390/agriculture13112059