（2）喷灌的缺点
1）喷灌受风的影响大。一般风力大于3级时不宜喷灌。对于灌溉季节多风的地区在设备选择时应充分考虑风的影响，如难以解决，应考虑采用其他灌溉方法。
2）喷洒时，在空中蒸发损失大，特别是在空气干燥的时候。且对水质要求较高，含沙量不宜超过5%。
3）设备投资高。喷灌工作压力大，因而设备投资较高。这也是当前制约喷灌发展的主要因素。
4）能耗大。喷灌需要较高的压力，耗能大，在能源紧张的情况下，其发展受到限制。
（3）喷灌的适应范围
喷灌的适应范围很广，适应于不同土质、不同地形、不同作物，但是一般优先用于连片种植、集中管理的作物；地形起伏大、土壤透水性强、采用地面灌溉困难的地方；水源有足够自然落差，适合修建自压喷灌的地方；灌溉季节风小的地区。
3农业灌溉技术的发展科普通鉴·农业科技3.3.3喷灌系统的组成与分类（1）喷灌机具喷灌机具按功能主要分为：
1）喷洒设备。主要是喷头。
2）增压设备。主要是水泵或其他动力设备。
3）输水设备。主要是管道及其附件，如接头、三通、阀门、堵头等。
4）移动设备。主要是动力传动设备、行走设备。
5）测量设备。主要是水表、压力表、流量计等。
6）控制设备。主要是压力调节、流量调节、安全防护等设施。
一套完整的喷灌设备不一定包括以上全部机具，如简单的喷灌只需要有喷头、增压设备、输水设备即可。
（2）喷灌系统组成
喷灌系统是指把水源、喷灌机具和田间工程结合起来，能将灌溉水从水源地输送、并均匀喷洒到农田，满足作物水分需求的相对独立的一整套水利设施。由水源（包括水泵与动力）、输水系统（管道和田间工程）、喷灌装置（喷头）三部分组成。
1）水源。水源是喷灌首先要解决的问题，只要符合要求的水源都可用于喷灌。第一，水量满足灌溉需求；第二，水质符合灌溉用水标准（《农田灌溉水质标准》GB5084—2005）；此外，在山区或有较大地形变化时，尽量采用自压喷灌，在制高点修建水池。
2）水泵。常用离心泵，还有喷灌配套专用泵。
3）动力。常用的有电动机、柴油机、小型拖拉机等。
4）田间工程。主要有田间沟渠、道路等。
5）管道系统。分为干管、支管、分支管等。
6）喷灌装置。主要是喷头。
7）喷灌机。由喷头、水泵、动力、输水管道和移动设备组成的整套喷灌机械，根据移动方式不同，分为人工移动式、机械移动式和自动行走式；根据动力大小分为轻型（2~4.5千瓦）、小型（7.5~9千瓦）、中型（20~30千瓦）、大型（40千瓦以上）的喷灌机。
（3）喷灌系统的分类
按系统获得压力方式的不同，可分为机压和自压喷灌系统；按系统设备组成可分为管道式和机组式喷灌系统。
1）机压和自压喷灌系统。机压喷灌系统是通过水泵等机械加压，主要缺点是消耗能源；自压喷灌系统是通过地形的自然高度差获得压力，多建在山地、丘陵地区。
2）管道式和机组式喷灌系统。
管道式喷灌系统以管道为主要材料的灌溉系统。分为固定式、半固定式和移动式三种。
A.固定式。除喷头外，其他组件在整个灌溉季节，甚至常年都固定不动。泵站、干管和支管均埋入地下。固定式灌溉系统使用方便，易于管理，生产效率高，运行费用低，工程占地少。但是投资大，设备利用率低，固定在田间的竖管对机械作业有一定妨碍。
B.半固定式。喷头和支管是移动的，泵站和干管是固定的。与固定式相比，设备利用率较高，投资也较少。
C.移动式。除水源外，泵站、管道和喷头都是可移动的。移动式喷灌系统设备利用率最高，投资也最少，一套设备可以在不同地块上轮流使用，但是劳动强度较大。
机组式喷灌系统主要以喷灌机为主要设备。喷灌机由工业化生产完成，配套完整，便于移动，设备利用效率高。机组喷灌系统必须与水源和配套的供水设备组装才能正常工作，对田间的平整度要求较高，在农业机械化程度高的地区可采用这种系统。机组式喷灌系统分为绞盘式、时针式、平移式等。
3.3.4喷灌的技术要素
农业生产中，对喷灌有三方面具体要求。第一，喷灌强度应小于土壤的入渗强度，避免造成地表积水和径流，特别在山地丘陵地区，应避免对表土冲刷，造成水土流失。第二，喷灌要均匀，使所有作物都能获得充足水分。第三，喷头打出的水滴对作物叶片和土壤的打击伤害要小或没有，以免作物受伤造成减产。是否满足以上要求主要用喷灌强度、喷灌均匀度及水滴打击强度等参数来衡量，这三个指标也是喷灌质量和设计喷灌系统的主要依据，只有这三项指标都符合要求，才能达到喷灌的省水、增产、保土、保肥效果。
（1）喷灌强度
喷灌强度是指单位时间内通过喷头喷洒降落在单位土地面积上的水量。喷灌强度与降雨强度类似，常用毫米/时表示。
（2）喷灌均匀度
喷灌均匀度是指喷灌水量在喷洒面积上分布的均匀程度。相关研究和实践证实，在满足灌水定额的前提下，喷灌均匀度与作物的产量密切相关，因此，喷灌均匀度是衡量喷灌质量的重要指标。主要用均匀系数Cu表示。
Cu=（1-Δhh）×100%
式中h——各测点喷洒水深平均值（毫米）；
Δh——各测点喷洒水深的平均差（毫米）。
在规定的设计风速条件下，均匀系数Cu不应低于75％。
影响喷灌均匀度的因素主要有：系统的布置方式、喷头组合间距、喷头的水力性能、地面平整度、风速风向。
（3）水滴打击强度
水滴打击强度是指单位受水面积内，水滴对土壤或作物的打击动能。水滴打击强度与水滴的大小、降落速度及密集程度有关。水滴打击强度大，容易破坏土壤表层团粒结构，甚至会打伤作物，影响作物产量。目前，尚无准确估算的量化指标，通常以雾化程度（ρd）来近似表示：
ρd=H/d
式中H——喷头工作压力，以射程（米）计；
d——喷嘴直径（米）。
H越大，雾化程度越高，打击强度低；d越大，雾化程度越低，打击强度大。
3.3.5特殊喷灌——“小白龙”
“小白龙”灌溉，就是利用软管输水灌溉，目前在农田灌溉中广泛使用。
“小白龙”是用一种高压聚乙烯吹塑而成、具有一定弹力的薄膜软管，工作时能随地形起伏输水。它的输水能力除取决于断面尺寸之外，还与管内水压有关。在破坏压力之内，压力增大可增加输水流量和输水距离。80%~90%的充水度是“小白龙”正常工作状态。
应用“小白龙”灌水，一般先远后近，先高后低。灌水过程中采用脱节分段法，即将田内“小白龙”事先分段，一般每段6~10米，套起连接，顺水后退脱节进行灌水。
实践证明，与小井配套应用“小白龙”代替渠道输水灌溉，效果明显，具有很多优点：
1）水流速加快。由于管内水流有压力，在相同的地形条件下，比渠道输水快2~3倍。水泵运行时间缩短，节油节电。
2）避免蒸发渗漏，节约用水。一般地渠的渗漏和蒸发损失占总输水量的40%左右，沙性土质达50%。管灌可减少水的浪费，提高水分利用率，扩大灌溉面积，还有提高水温的作用。
3）节约用地。用“小白龙”灌溉，不必修田间渠道，1公顷至少可节约0.3公顷以上的土地。
4）适应性强。“小白龙”可爬坡、越沟、拐弯和穿越池埂。
5）投资少，见效快。一眼小井，灌田1公顷，只需100米软管投入，并节约用地0.3公顷，种上作物，增加粮食产量。
3.4微灌技术的出现与发展
微灌是根据作物水分需求，利用专门设备或自然落差加压，通过低压管道末级毛管上的出水口或灌水器，将有压力的水流变成细小的水流或水滴，均匀、适量地直接把水分送到作物根区土壤的灌水方法。微灌是至今最省水、灌水质量最好的灌溉技术，包括滴灌、微喷灌和渗灌。
我国自20世纪70年代引进微灌技术，结合我国实际情况消化、吸收，并大力发展，到2010年，我国微灌面积已达到140万公顷，主要用于果树、蔬菜、花卉及其他经济作物，就不同省份来看，新疆、甘肃的微灌面积较大，占全国微灌面积的70%以上。
进入21世纪以来，淡水资源日益短缺，人类面临的生存压力越来越大，可以预见，灌溉技术将会取得前所未有的发展，微灌技术将会大面积推广，并逐渐向高度自动化和智能化方向发展。
3.4.1微灌技术的出现
喷灌的发明与推广极大提高了灌溉水的利用效率，但是对于极度缺水和干旱地区，因为喷灌要湿润全部地面，加上喷灌本身的水分蒸发，致使喷灌的节水效果仍不尽如人意，迫切需要更节水的灌溉方式。
20世纪40年代末期，以色列工程师希姆克·伯拉斯首先在英国发明了滴灌技术，之后他把这种技术带回以色列，应用于内格夫沙漠地区的温室灌溉。由于其节水效果好，从20世纪60年代，开始在以色列、美国缺水区广泛推广，主要应用于水果和蔬菜灌溉。
20世纪80年代，相关企业和研究人员开始研究地下滴灌技术，由于其完全没有地表水分蒸发，将滴灌的节水优点发挥到了极致，在澳大利亚、美国等国家和地区，地下滴灌广泛应用于蔬菜灌溉。在我国新疆南部，将滴灌用于铁路防护林灌溉，也取得了良好的效果。
在滴灌发展的同时，许多国家开展了渗灌技术研究。1923年，苏联考尔涅夫提出根据土壤吸水特性的吸力灌溉法，即依靠土壤吸水作用使土壤湿润。在吸力灌溉法的基础上，发明了有压力的渗灌技术，提高了灌水效率。20世纪50年代，我国在河南、陕西等省份开展了田间渗灌试验，用陶土管作为渗水管，20世纪70年代以后，渗灌的研究力量增强，在材料、规划、施工、灌溉制度等方面做了较为系统的研究，极大地推动了渗灌技术在我国的发展。
3.4.2微灌技术的优缺点
（1）微灌的优点
1）节水。微灌采用管道输水，渗漏和蒸发损失量很少；喷灌水流量小，属于局部灌溉，棵间蒸发量明显降低；没有喷灌的漂移蒸发损失。所以，微灌的水分利用效率高，节约灌溉用水，一般比地面灌溉省水1/2，比喷灌省水1/5以上。
2）微灌局部湿润土壤，不破坏土体结构，灌水质量高。
3）灌溉可结合施肥同时进行，并可根据情况加入除草剂，充分发挥水肥的协同效应，达到高产稳产。
4）对土壤和地形适应性强。微灌系统可控性强，可根据土壤类型灵活调整出水流量。如沙土地微灌，出水流量加大，灌水时间缩短。另外，微灌采用管道输水，适宜于不同地形。
5）节能，节地。微灌系统在低压下运行，比喷灌节能，另外微灌不需要打畦开渠等，占地少。
（2）微灌的缺点
1）易于堵塞。微灌系统的堵塞问题是当前较难解决的重要问题，灌水器一旦堵塞，会使整个微灌系统不能正常工作甚至报废。引起堵塞的原因很多，如泥沙、有机物、化学沉淀物等。所以，微灌对水质要求比较高，至少要过滤，必要时还要做相应的化学处理。
2）盐分积累。如土壤中的盐分过高，会在湿润区边缘积累，可能会引起作物盐害，所以尽量避免在含盐量高的土壤上微灌。
3）限制根系发展。由于微灌属于局部灌溉，加之作物根系的向水性，会引起根系在湿润区聚集，根系发展受限。
4）造价高。微灌系统需要大量管材、灌水器等设备，造价相应较高，目前主要应用于设施农业或高值作物栽培。
3.4.3微灌系统组成
微灌系统由水源、首部枢纽、输水管道和灌水器四部分组成。
（1）水源
凡是符合微灌对水质要求的河流、湖泊、井泉等，均可作为微灌水源。
（2）首部枢纽
首部枢纽一般由水泵、过滤器、控制器、测量仪表（压力表、水表）等组成。
（3）输水管网
输入管网分为干管、支管和毛管三级，一般为塑料材质，另包括必要的管件。
（4）灌水器
灌水器是微灌系统中最重要的部分。灌水器可将有压力的水流减压变成水滴或细流，从而湿润土壤。常见的有滴头、微喷头、滴灌带、渗灌带等，可放于地表，也可埋入地下。
3.4.4微灌设备
（1）灌水器
灌水器有滴头、微喷头、滴灌带（管）等多种形式。按其结构和出水形式又可分为滴水式、喷水式、涌泉式等。
1）滴头。滴头可将有压水流减压形成水滴，滴入土壤、湿润根区，常用塑料铸成，可以分为管间式滴头、微管滴头、孔口式滴头、涡流式滴头等。
2）滴灌带。滴头与毛管组成整体，同时具有输水和滴水功能，分为内镶滴灌带和薄壁滴灌带。
3）微喷头。即微型喷头，结构与喷灌喷头基本相同，微喷头的工作压力低，喷洒范围小，分为射流旋转式、折射式、离心式和缝隙式。
（2）管道与管件
管道是微灌的重要组成部分，管材与喷灌基本相同，一般干、支管用硬管，末级管多用半软管。管件用于连接管道，主要有接头、三通、弯头、堵头等。
（3）过滤设备
微灌系统对水质的要求很高，要求水中不能含有造成灌水器堵塞的杂质或污物。一般初级净化有拦污栅、沉淀池等，必要时还需要进行化学或生物处理。
初级净化一般在进水池入口，必要时，在水泵出口还需安装过滤器以进一步净化水质，常用的有旋转式水沙分离器、沙石过滤器、筛网过滤器等。