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水肥一体化技术应用探讨

发表时间：2020/11/30 来源：《基层建设》2020年第22期作者：孙洪

[导读] 摘要：水肥一体化技术是根据农作物生长环境和营养需求，将灌溉与施肥有机结合，高效、准确地将肥水输送到植物根部的一项技术，具有节水、省工、省肥等显著优势。

        济宁市兖州区农业农村局山东济宁 272000
        摘要：水肥一体化技术是根据农作物生长环境和营养需求，将灌溉与施肥有机结合，高效、准确地将肥水输送到植物根部的一项技术，具有节水、省工、省肥等显著优势。因此，研究水肥一体化技术应用具有重要意义。下面笔者就对此展开探讨。
        关键词：水肥一体化；技术；应用；
        1水肥一体化技术
        1.1水肥一体化技术的基本概念
        水肥一体化技术即使用一定的设备将肥料按照植物的需求和土壤含量、一定的比例和水混合，通过专业的设备管道将水和肥料充分混合后，再通过滴灌或喷灌的方式输送给农作物。此外，结合农作物生长的特点和需要的水肥含量设计不同的供给系统，以将水和肥料准时和科学地供给给农作物。水肥一体化系统既减少了化学药品的使用，提高了水肥的利用效率，也降低了水肥使用的成本。从现阶段我国的水肥一体化产品来看存在着一些不足之处，如操作难和空间占用大。一些厂家生产的设备没有经过实际调查，尤其在仿真分析和传输管道等方面需要不断的深化和深入。
        1.2国内水肥一体化发展现状与应用优势
        我国农业对化肥的使用量比较大，但是化肥的使用效率不高，有些化肥不能被农作物利用，即使被农作物利用，也会影响土地的结构，降低土地的蓄水、蓄肥能力。为此，开发精准的施肥技术能够节约水资源，同时也能降低农户的生产成本，在农业生产中可以将灌溉和施肥结合起来，不断提高水肥的利用效率。如果农作物经过多次灌溉和施肥，而未掌握好用量，很容易导致作物的减产和劳动成本的增加。而应用水肥一体化灌溉施肥技术就能很好地避免这些问题，提高化肥的使用效率。还能使农作物很好地吸收养分。为此，水肥一体化技术在我国有巨大的市场优势和前景。
        2案例分析
        某水肥一体化技术的应用是根据作物生长环境和营养需求，将灌溉与施肥有机结合，高效、准确地将肥水输送到植物根部的一项技术，具有节水、省工、省肥等显著优势。方式主要有滴灌、喷灌、涌泉灌（小管出流）等，模式有利用重力施肥、压力差施肥、智能配肥等。研究表明，作物使用水肥一体化技术可以提高水肥利用效率和产量、改善产品质、改善田间小气候、改良土壤。但实际应用中存在着灌溉施肥成本高、缺乏技术配套、水溶肥质量参差不齐、重安装轻维护等问题。目前我区农业生产以小规模散户为主，难以接受大型灌溉施肥设施的安装投资和技术要求。根据多年试验和实践经验，我们归纳总结了适宜小规模果简易低压微喷水肥一体化技术及设备安装使用，为广大农民使用提供技术参考。
        3水肥一体化技术应用
        3.1组装
        简易水肥一体化技术借助原有灌溉系统压力，在原有输水管道系统上安装施肥和过滤装置，将水肥混合均匀，使用原有农机动力将水溶肥定时、定量的输送至作物根系附近，实现水、肥精准化高效利用。该技术投资小、易掌握，适宜小面积和复杂地形使用。
        3.1.1设计与安装
        根据种植面积大小确定支管位置，在出水量为40m3/h左右（额定出水量≦50m3/h）传统井灌区，输水主管道压力达到0.4MPa，支管压力为0.02MPa，支管铺设长度≦50m，可保证灌溉施肥均匀度（图1）。对6667m2及以下果园，建议使用简易水肥一体化装置。对大面积种植，建议使用标准水肥一体化装置。
        3.1.2水源
        水源可使用水井和蓄水池，在出水口加装过滤装置。
        3.1.3输水管
        输水主管使用原有输水管道，田间支管可使用4寸（N160）PE或帆布防爆软管，放置在地表。PVC支管可根据设计，开沟安装于地下40cm～60cm处。微灌可使用微喷、涌泉灌、滴灌管道，根据近几年应用实践，推荐低压微喷。微喷管道使用1.5寸PE斜5孔或斜7孔软管，微喷管距离作物50cm，两边各放置1根。

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        3.1.4施肥管道
        在主水管入地前端接入施肥口，施肥口通过软管与增压机械相连接。施肥动力一般使用农用三轮车，施肥容器使用1000L塑料桶，施肥软管一般使用农用8～10mm打药橡胶管。注意在配药或施肥后管道和容器需要用清水清洗2～3次。
        3.2 使用
        3.2.1配肥
        配肥时采用二次配肥法，即先根据果树不同生育时期需肥特点和种植面积计算所使用的化肥（N、P、K及中微量元素）总量，称量后先用小容器进行溶解，待完全溶解后再按比例在施肥大容器进行稀释，也可以购买配好的水溶肥。大容器中无机肥浓度或腐殖酸浓度应≤3%。对不宜混合使用的肥料可在一类肥料施完后清洗配肥容器，再按步骤配肥施用另一类肥料，也可准备多容器配肥。配肥时可使用100目左右的尼龙纱袋进行过滤，防止堵塞。
        3.2.2施肥装置
        1）接通输肥管并打开其上的阀门，再接通进水管并打开阀门，此时肥料罐的压力与灌溉输水管道的压力相等。为此，关小微灌输水管道上的施肥调压阀门，使其产生局部阻力水头损失，使阀后输水管道内压力变小，阀前管道内压力大于阀后管道内压力，形成一定压差（根据施肥量要求调整该阀），使罐中肥料通过输肥管进入阀后输水管道中，又造成化肥罐压力降低，因而阀前管道中的灌溉水即由进水管进入化肥罐内，而罐中肥料溶液又通过输肥管进入微灌管网及所控制的每个灌水器，如此循环运行，化肥罐内肥料浓度接近0时，即需重新添加肥料或肥溶液，继续施肥。
        2）文丘里施肥器；施肥比例精准可控，适用于所有对施肥比例要求严格的作物，稳定可靠，但一次性投入较大。3）全自动灌溉施肥机；全自动灌溉施肥机俗称施肥机，是设施大棚、大田的自动灌溉及施肥控制的成套设备。4）不锈钢施肥泵；文丘里施肥器、比例注肥泵等施肥设备的肥料吸入量都很有限，当施肥量较大时，需多个施肥器并联使用，但造价较高。
        同时，施肥前将各种接口接好，先灌溉30min，待灌溉区所有喷头均匀出水后，再启动施肥泵向输水管中注入液态肥。通过调整施肥泵压力，控制加肥速率。管道中肥料浓度≤0.1%（EC值：1~3ms/cm），施肥结束后，继续灌溉不少于30min，可以起到清洗管道和保证肥料下渗到作物根系分布土层的作用。
        3.3清洗
        施肥结束后，要及时清洗施肥管道、过滤器和整个施肥系统，防止腐蚀。
        3.4运行与维护
        用注射泵施肥时，最重要的是确定化肥罐内需装多少肥料与水混合，还要校核这些肥料是否能全部溶解。注射泵的维修保养与一般水泵基本相同。每年灌溉季结束后，要检查铁制化肥罐内壁，是否有防腐涂层脱落或腐蚀情况，并及时处理。管道系统；每次使用管道时，应打开干管、冲洗后关闭干管排水阀。灌溉季应经常对管道系统进行检查维护，保证阀门启闭自如，管道和管件完整无损。
        3.5 应用与实践
        简易水肥一体化优点是可根据当前农业分散经营现状，利用农户现有小型农机具和输水管道将水肥溶液施入作物根际土壤，投资小，操作简便，适宜农户小块农田或果园（667m2～2hm2），667m2投资400元～1000元，一次投入可使用3～10年。与传统方式相比，水肥一体化技术可减少肥料挥发、固定以及淋洗的损失，提高肥料利用率30%～50%，提高水分利用率40%～60%，降低劳动力成本50%～70%。
        参考文献：
        [1]路永莉，高义民，等．滴灌施肥对渭北旱塬红富士苹果产量与品质的影响[J]．中国土壤与肥料，2019（01）：48-52.
        [2]杜晓东，程玉豆，等.果树水肥一体化研究进展[J]．河北农业科学，2016，20（02）：23-26.
        [3]刘思汝，石伟琦，等.果树水肥一体化高效利用技术研究进展[J]．果树学报，2019，36（03）：366-384.