喷灌出现在19世纪末，初期仅限于灌溉城市草地、苗圃和蔬菜，第二次世界大战以后才用于大田作物的灌溉。由于高效喷头、薄壁金属管和快速接头的发展和改进，喷灌面积得到了较快发展。20世纪60年代开始使用的大型自走式喷灌机，又一次促进了喷灌的发展。据国际灌溉排水委员会2013年的统计资料，全世界喷灌面积已达到4484万公顷，占总灌溉面积的20%。喷灌已成为有些国家蔬菜、果树、葡萄、经济作物、牧草、玉米和小麦等的主要灌水方法。中国在1950年开始研究和使用喷灌。最初主要用于喷灌蔬菜。60年代，湖北、湖南、广东、江西、福建等省设计制造了一批主要用于蔬菜喷灌的喷头和小型喷灌机。70年代初期和中期，全国各地陆续开展了喷灌机具的研制和田间试验，开始了喷灌设备的较大批量生产。进入21世纪后，随着土地流转和农机购置补贴政策的实施，农业集约化、规模化和自动化进程加快，带动了大型喷灌机的发展和应用。同时，随着人们对生活环境要求的不断提高，园林绿地等景观喷灌也得到迅速发展。至2015年底，喷灌面积达373万公顷，占总灌溉面积的5.6%。

一般由水源工程、水泵机组、管道系统和喷头等部分组成。①水源工程。河流、渠道、塘库、井泉等均可作物喷灌水源。为了满足加压的需要，有时还要修建一些专门的建筑物，如壅水坝、进水池等。②水泵机组。为了使喷灌水流具有一定的压力（至少在100千帕以上），在缺乏自然水头压力的地方要用水泵加压，同时要配备动力设备，如柴油机、拖拉机、电动机和汽油机等。水泵和配套的动力设备通常构成一个整体。③管道系统。起输水和配水作用，把有压水流按灌溉计划送到田间的各个喷水点。常分成干管和支管两级，为了避免植物茎叶阻挡喷头的水舌，支管上还装有竖管，竖管上再装喷头。为了连接管道和控制管道系统的流量和压力，还要配有弯头、三通、给水栓、闸阀、调压阀、水锤消除器等。利用喷灌系统施肥和喷洒农药时，还要配备肥料贮药罐及注入装置。④喷头。其作用是把管道中有压的集中水流，分散成细小的水滴，并均匀地散布在田间。

喷灌系统可按水压来源以及结构形式的不同进行分类。按水压力来源可分为机压喷灌系统和自压喷灌系统。①机压喷灌系统。水源的水位低于或稍高于灌区的地面高程，不足以自然形成喷灌所需要的压力，必须用水泵加压，即喷头所需要的工作压力和输配水所需要的水头损失，主要靠水泵机组提供。这类喷灌系统应用较多。②自压喷灌系统。水源水位高于灌区的地面高程，用管道将水送往田间即能满足喷头正常工作压力的需要。这类喷灌系统既不要加压设备，又节省了加压的能量消耗，是充分利用自然资源，节约能源的好方式。在有条件的地方应尽量采用。

按照主体部分结构形式，喷灌系统可分为机组式和管道式两类。①机组式喷灌系统（图1）。主要由喷灌机组和供水系统组成。供水系统采用渠道或压力管道。常用的喷灌机型式有背负式、滚轮式、绞盘式、双悬臂式、牵引式、时针式和大型平移式等。②管道式喷灌系统（图2）。喷灌系统的主体是布置在田间的各级管道。按照这些管道的可移动程度，又可分为固定管道式喷灌系统、半固定管道式喷灌系统和移动管道式喷灌系统。

图1 机组式喷管系统

图2 管道式喷管系统

喷灌的主要优点：①节约用水。由于喷灌基本上可以不产生深层渗漏和地面径流，灌水比较均匀，而且是用管道输水，灌溉水利用系数较高，一般可达85%左右，通常比地面灌溉省水30%～50%；在透水性强、保水能力差的沙质土地上，可省水70%以上。②少占耕地。除水源工程外，喷灌必须采用管道输水，可减少沟渠占地，增加土地的有效利用面积。③节约劳力。喷灌有利于实现灌溉作业的机械化和自动化，可减轻灌水劳动强度，还可减少田间工程和平整土地的工作量；利用喷灌设备施肥和喷洒农药也可节约大量劳动力。④提高产量。喷灌可以采用较小的灌水定额进行轻浇勤灌，便于严格控制土壤水分，保持土壤肥力，减轻灌溉对土壤团粒结构的破坏；喷灌可以调节田间小气候，增加近地表层空气湿度，降低温度，并能冲刷掉作物茎叶上的尘土，有利于植物的呼吸和光合作用，以达到增产效果。⑤保持水土。喷灌可以根据土壤的质地和透水性大小，采用水滴大小和喷灌强度适当的喷灌设备，以避免灌溉时产生径流冲刷土壤，提高水的入渗量，防止水土流失。

喷灌的主要缺点是受风的影响较大。一般在4级风以上时，由于水滴在空中的飘移损失，灌溉水的利用率和均匀度均大大降低，此时应停止灌溉。在空气温度过低时，水滴在空气中也有蒸发损失，加上风的飘移损失，通常可达10%左右。喷灌需要用一定的机械设备和较多的管材，为保持必要的压力，在不具备自然水头的条件下，还要消耗一定的电力或燃料。在平原地区建设投资比地面灌溉一般要高。因此，喷灌应优先在有利于发挥其优势的地方发展，例如在丘陵坡地，透水性大的沙土地，劳力缺乏、水资源紧张的地方，以及喷灌经济效益较高的作物等。

喷灌技术在不断改进，20世纪70年代中后期，低压喷灌技术逐渐兴起，研制出抗风仰角喷头和工作压力较低的摇臂式喷头。从80年代开始，旋转式低压喷头、旋抛式低压喷头、低能耗精准灌水器等新型喷头逐渐取代传统的向上喷洒的中高压摇臂式喷头，成为大型喷灌机的主流灌水器，有效降低了入机压力和风的影响，减轻了蒸发和漂移损失，提高了灌水均匀性和对作物的适应性。同时也开始尝试利用太阳能、风能等清洁能源。喷灌的多目标利用技术以及变量灌溉技术是未来的研究重点。