在2021年环科考试的FRQ题目中,命题人对农业技术进行了大幅的考察,表达了出题人对农业技术的偏爱,具体可参考2021年环境科学考试考情回顾?:2021年AP环境科学北美FRQ真题免费下载:题目难度适中,侧重点无大变化 其实本来绿色革命的内容在历年考试中就是一个热门考点。无论是灌溉技术(Irrigation),耕种技术(Till),施肥(Fertilizers)或者喷洒农药(Pesticides)的问题,都是重点知识。
[caption id="" align="aligncenter" width="900"] 2021年环境科学真题FRQ3[/caption]
而今天要带大家认识一下灌溉技术,它是绿色革命中的重要一环,同样也是水资源使用中的重要知识。在现代农业生产中,主要有四种灌溉方式:畦灌(furrow irrigation),大水漫灌(flood irrigation),喷灌(spray irrigation)以及滴灌(drip irrigation)。它们特点各异,应用不一。接下来就给大家一一介绍吧。

畦灌(furrow irrigation)

畦灌是传统农业劳动智慧的结晶,如果你曾经去过乡间,路过农田时,便会发现农作物的生长并非杂乱的,反而一列列的非常整齐。其实在机械还没有十分发达的年代,人类就开始尝试在田间筑起田埂,将田块分割成许多狭长地块,也就是――畦田。
[caption id="" align="aligncenter" width="724"] 畦田[/caption]
而畦田给灌溉带来了极大的便利,只需要将水管放到地头,水流便会顺着畦田流动,边流边渗,润湿土层,最后实现整个农田的灌溉。并且机械成本很低,每一畦灌溉完毕,只需要将水管拖拽到新的一畦便可。 同时畦田也可以让采摘变得更加方便,无论是机械采摘还是人工采摘,都可以降低一些劳动。但是机械成本的降低,也带来了水资源使用的增加。在这个过程中,水分蒸发严重,并且不同位置的水分分配不均匀。靠近水源的部分水分过多,而远离水源的地方只能灌溉到很少的水分。

大水漫灌(flood irrigation)

对于大型农业而言,畦灌是不错的选择,因此经常会在乡村看到一片片的畦田。但是如果自己拥有一小片菜园子,构建畦田的必要性便没有那么高了。这时候往往使用更粗糙的种植方式,随意撒种,让整片园子都长出农作物。这时候的灌溉方式便可以选择大水漫灌。即直接在土地的某个角落放置一个水管,灌水时任其在地面漫流,借重力作用浸润土壤,是一种比较简单粗暴的灌水方法。
[caption id="" align="aligncenter" width="593"] 大水漫灌[/caption]
大水漫灌适用于面积不太大的灌溉,并且因为依赖于地形进行灌溉,通常阻力比较小,水流可以顺着地势变化,更快地流动到土地的每个角落。因此它相较于畦灌,水量使用少一些,但也依然有不少的蒸发浪费。应用范围没有畦灌广泛,适合于小农作业。

喷灌(spray irrigation)

虽然漫灌比畦灌更节约水,但是二者都是极其费水的灌溉方式。而随着水资源的紧缺,人们也开始意识到需要一些技术的革新,让水资源利用的更加有效率。因此喷灌出现了。喷灌(spray irrigation)是借助水泵和管道系统或利用自然水源的落差,把具有一定压力的水喷到空中,散成小水滴或形成弥雾降落到植物上和地面上的灌溉方式。喷灌最广泛的应用就是草坪灌溉,经常在城市灌溉系统中出现。
[caption id="" align="aligncenter" width="823"] 固定式喷灌[/caption]
其最大的好处在于可以直接让水分落到不同距离的植物身上,减少了土壤渗透损失,并且也可以无视地势的影响,比起前面两种灌溉方式更加节约用水。但是其水滴在分散过程中变得更加容易蒸发。同时喷灌也能使用在大型农田灌溉中,如下图所示,可以将喷头设计成可移动喷头,实现大型农田的灌溉。
[caption id="" align="aligncenter" width="493"] 移动式喷灌[/caption]

滴灌(drip irrigation)

喷灌技术已经是比较节约水资源的灌溉方式,但是对于部分水资源不丰富的国家,还是无法有效解决水资源紧缺的现象。因此最节约用水的灌溉方式——滴灌产生了。滴灌(drip irrigation)是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。 它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式,水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果,同时可以结合施肥,提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉,在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。
[caption id="" align="aligncenter" width="722"] 滴灌[/caption]
滴灌是现阶段灌溉技术发展中,最节约用水的灌溉方式。但其缺点是成本很高,不但需要在土地之中搭建单独的灌溉线路,增加管路成本,同时管路也比较容易被水垢堵塞,需要定期的清理与维护,因此其主要应用在干旱地区。 而环境科学对于这四种灌溉方式需要区分概念与优缺点。

 大纲对于灌溉知识点的要求

总结而言,四种灌溉方式在当今世界都有广泛的分布。 从水资源的使用方面区分:畦灌>大水漫灌≥喷灌>滴灌。 从建设成本区分:畦灌<大水漫灌<喷灌<滴灌。 因此不同的国家,不同的地区需要根据当地的水资源情况进行灌溉方式的选择。
[caption id="" align="aligncenter" width="900"] 四种灌溉方式的对比[/caption]
其实结合其特点,这些灌溉方式很容易区分,掌握起来也相对简单。而同时如果都能在生活中找到它们的影子,就可以实现知识彻底的内化,所以学习环科要多留意身边的生活环境,才能事半功倍

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