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水肥一體化技術簡介


來源/作者:重慶市農業機械化技術推廣總站   陳雪飛日期:2019-03-27【字體:    打印本頁 關閉本頁 分享

水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術。水肥一體化是借助壓力系統(或地形自然落差),將可溶性固體或液體肥料,按土壤養分含量和作物種類的需肥規律和特點,實現水肥同步管理和高效利用。廣泛應用于設施栽培、大田生產和糧食、蔬菜、花卉、果樹等作物。

我國僅有全球9%的耕地資源和6%的淡水資源,從這個角度講缺水比缺地更可怕,尤其在北方干旱和半干旱地區形象的比喻為水如油。與傳統灌溉技術相比,水肥一體化技術可減少肥料的揮發和流失,肥料的利用率可提高30%~50%,水資源利用率可提高40%~60%。由于應用設備進行肥水一體管理,可以節約大量的勞動力。近年來,通過大面積實踐示范表明,糧食作物應用膜下灌溉技術單產可提高20%~50%,最高可以提高1倍。因此,水肥一體化技術是現代農業發展的必然選擇。

1.水肥一體化技術實施的模式主要有

1.1.滴灌水肥一體化模式

滴灌水肥一體化技術是指按照需水需肥要求,通過低壓管道系統與安裝在毛管上的滴頭,將溶液以水滴的形式均勻而緩慢地滴入作物根區土壤延長了灌溉時間,可以較好的控制水量。以滴灌技術施肥不會破壞土壤結構,土壤內部水肥氣熱適宜作物生長的狀態滲漏損失小。

滴灌水肥一體化技術應用廣泛,不受地形限制,即使在有一定坡度的坡地上使用也不會產生徑流影響,不論是密植作物還是寬行作物都可以應用。但滴灌系統對水質要求嚴格,所以選擇好灌溉水源、肥料和過濾設備是保證系統長期運行的關鍵。常用的過濾器主要有篩網式過濾器和碟片式過濾器,過濾網規格一般為100~150目。在現代農業發達的國家,滴灌技術已經相當成熟了。在美國滴灌技術應應用到馬鈴薯、玉米、棉花、蔬菜、果樹等30多種作物的灌溉中。

滴灌水肥一體化技術系統示意圖

1.2.微噴灌水肥一體化模式

噴灌技術是以高壓把水噴到空中,然后落到植株和土壤上的植株和土壤上來的進行灌溉,該技術在我國已經比較成熟。但水滴在空中飛行會受到空氣阻力和大氣蒸發以及飄移等因素引起的水分損失,在光照較強,溫度高且濕度小的情況下,噴灌水量蒸發可達42%,而且落到植物冠層的水分也很難吸收。于是微噴灌技術應用而生。

微噴灌技術是低壓管道系統,以較小的流量將灌溉液通過微噴頭或微噴帶,噴灑到植株和土壤表面進行灌溉,是一種局部灌溉技術。它可以在降低水分蒸發的同時減小滴灌系統的堵塞概率。該技術在果園、綠化帶工廠化育苗中廣泛應用,常見的微噴灌技術可以分為地面和懸空兩種。與滴灌技術相比,微噴灌技術對對過濾器的要求比較低,過濾網規格一般在60~100目。值得注意的是,微噴灌系統易受田間雜草和作物秸稈的阻擋,進而影響灌溉效果。應根據地形、作物的條件選擇合適的灌溉系統。

微噴灌工程實例 (一)

微噴灌工程實例(二)

1.3.膜下滴灌水肥一體化模式

膜下滴灌技術是把滴管技術與覆膜技術相結合,即在滴灌帶或滴灌管之上覆一層薄膜。覆膜可以在滴灌節水的基礎上減少了蒸發損失,還可以提高地熱有利于出苗,黑色薄膜還可以抑制雜草的生長。膜下滴灌最成功的例子是新疆地區的棉花,與溝灌相比可節水53.96%,可增產18%~39%。該技術主要應用于灌溉水源比較少的區域。

膜下滴灌技術工程實例

2.水肥一體化技術的優點:

2.1.灌溉施肥的肥效快,養分利用率提高,可以避免肥料施在較干的表土層易引起的揮發損失、溶解慢,最終肥效發揮慢的問題。尤其避免了銨態和尿素態氮肥施在地表揮發損失的問題,既節約氮肥又有利于環境保護。

2.2.大大降低了設施蔬菜和果園中因過量施肥而造成的水體污染問題。由于水肥一體化技術通過人為定量調控,滿足作物在關健生育期“吃飽喝足”的需要,杜絕了任何缺素癥狀,因而在生產上可達到作物的產量和品質均良好的目標。

2.3.實現了七個轉變:渠道輸水向管道輸水轉變;被動灌溉向主動灌溉轉變;澆地向澆莊稼轉變;土壤施肥向作物施肥轉變;水肥分開向水肥一體轉變;單一管理向綜合管理轉變;傳統農業向現代農業轉變。

3.水肥一體化技術也存在一些缺點,主要體現在以下方面

3.1.初始成本過高。由于水肥一體化需要整體設計和安裝,從而使得首次配備水肥一體化技術所需的成本花費高。每畝大田投資600~800元,經濟作物投資1000~2000元。

3.2.水質和水溶肥料成為水肥一體化技術推廣的限制因子。鹽堿水或者過濾不完善的水會導致水肥一體化技術在應用過程造成鹽漬化或者阻塞排水孔。如水溶肥料的水不溶物過高,則很容易導致滴灌系統中過濾器堵塞。

3.3.水量控制不準確。對于地下滴灌的灌溉者無法看到所應用的水,這可能導致農民或施加太多的水(效率低)或一定量的水不足。

4.總結

水肥一體化技術的運用必須與“符合作物生長需求規律”相結合,才能做到真正意義上的節水節肥。水肥一體化技術涉及農田水利、灌溉水平、肥料、栽培、土壤等眾多學科,由于多學科的交叉限制了整體技術的推進。科研單應注重肥料增效,灌溉設備的自動化、智能化的研究,使水肥一體化技術在現代農業中得到更廣的應用。

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