滴灌水肥一體化特征與系統(tǒng)簡介

一、 滴灌水肥一體化的概念

水肥一體化技術(shù)在干旱缺水以及經(jīng)濟發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用，在國外有一特定詞描述，叫“Fer-tigation”，即“Fertilization(施肥）”、“Irrigation(灌溉）”兩個詞組合而成，意為灌溉和施肥結(jié)合的一種技術(shù)。國內(nèi)根據(jù)英文字意翻譯成“灌溉施肥”、“加肥灌溉”、“水肥耦合”、“水肥一體化”、“隨水施肥”、“肥水灌溉”、“管道施肥”等多種叫法。概念：水肥一體化是利用管道灌溉系統(tǒng)，將肥料溶解在水中，同時進行灌溉與施肥，適時、適量地滿足農(nóng)作物對水分和養(yǎng)分的需求，實現(xiàn)水肥同步管理和高效利用的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)。

三、水肥一體化的理論基礎(chǔ)

水肥一體化的理論基礎(chǔ)簡單的歸結(jié)為一句話就是：作物生長離不開水肥，水肥對于作物生長同等重要，根系是吸收水肥的主要器官，肥料必須溶于水才能被根系吸收，施肥亦提高水分利用，水或肥虧缺均對作物生長不利；將灌溉與施肥兩個對立的過程同時進行融合為一體，實現(xiàn)了水肥同步，水肥高效。

三、水肥一體化的優(yōu)點

1、水肥一體化技術(shù)可以很方便地調(diào)節(jié)灌溉水中營養(yǎng)物質(zhì)的數(shù)量和濃度，使其與植物的需要和氣候條件相適應(yīng)；

2、水肥一體化技術(shù)可以大幅度提高化肥利用率，提高養(yǎng)分的有效性；氮肥利用率可高達70%，比傳統(tǒng)施肥方法高30-70%；

3、水肥一體化技術(shù)促進植物根系對養(yǎng)分的吸收，提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；

4、水肥一體化技術(shù)減少養(yǎng)分向根系分布區(qū)以下土層的淋失；

5、與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比，灌水效率可提高40-50%，即可節(jié)水40-50%；

6、水肥一體化技術(shù)還可以大幅度節(jié)省時間、運輸、勞動力及燃料等費用，實施精確施肥。

四 、滴灌水肥一體化的系統(tǒng)組成

滴灌水肥一體化系統(tǒng)主要由水源、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、滴灌帶等四部分組成。

1、 水源

滴灌系統(tǒng)的水源可以為河流、湖泊、池塘、水庫、水窖、機井、泉水、溝渠等，但水質(zhì)盡量符合灌溉（滴灌）水質(zhì)的要求，由于部分水源經(jīng)常不能被滴灌施肥系統(tǒng)直接利用，或流量不能滿足滴灌系統(tǒng)的要求，因此，要修建一些配套的引水、蓄水或提水工程，即為水源工程，比如蓄水池、沉砂池。

2、首部樞紐

主要由水泵、施肥裝置、過濾設(shè)施等及其安全測量控制設(shè)備，如控制閥門，進（排）氣閥、壓力表、流量計等組成，其作用是從水源中取水加壓，并注入肥料經(jīng)過濾后按時、按量輸送到輸配水管網(wǎng)中去，并通過壓力表、流量計等測量設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)情況，承擔(dān)整個系統(tǒng)的驅(qū)動，監(jiān)測和調(diào)控任務(wù)，是全系統(tǒng)得控制調(diào)配中樞。

（1）滴灌防堵塞用過濾器分那幾類，如何選配？

① 砂石過濾器：又叫 砂介質(zhì)過濾器。由鋼罐中裝填石英砂組成。通過砂介質(zhì)過濾雜質(zhì)。砂石過濾器必須輪流沖洗。最好為自動反沖洗。砂石過濾器過濾河水、湖水中的有機雜質(zhì)效果最好。常作為一級過濾器安裝在滴灌系統(tǒng)首部。如圖所示

② 離心過濾器：灌溉水通過此種過濾器時水流呈離心狀，將顆粒較大的沙粒分離出來，進入集砂罐中。積累一定時間后，將泥沙人工或自動排掉。離心過濾器最適應(yīng)于過濾井水。常作井水滴灌過濾站一級過濾器。如圖所示：

③ 網(wǎng)式過濾器：通過篩網(wǎng)過濾雜質(zhì)的過濾器。水質(zhì)較好時，網(wǎng)式過濾器可單獨使用。一般作二級過濾器，與砂石過濾器及離心過濾器聯(lián)合使用。如圖所示：

④ 疊片過濾器：疊片過濾器是將刻有溝槽的塑料疊片重疊裝置在一起，通過溝槽形成的通道過水，并攔截雜質(zhì)，達到過濾目的。如同網(wǎng)式過濾器，水質(zhì)較好時，可單獨使用。一般作二級過濾器，與砂石過濾器及離心過濾器聯(lián)合使用。見下圖示：

⑤ 常見的過濾器組合方案有：

富含有機雜質(zhì)的河水、湖水：砂石過濾器+網(wǎng)式過濾器或疊片過濾器

富含沙粒的井水：離心過濾器+網(wǎng)式過濾器或疊片過濾器

水質(zhì)較好時：單獨采用網(wǎng)式過濾器或疊片過濾器

（2）滴灌施肥系統(tǒng)由哪些？怎樣選擇？

① 施肥罐（新疆普遍采用）：施肥罐造價低廉，安裝簡單，農(nóng)業(yè)上廣泛使用。材質(zhì)有鋼罐及塑料罐兩種。缺點是：不能控制罐中肥料濃度，各區(qū)施肥量不等；必須要有一定壓力降才能將肥料加入系統(tǒng)。

② 文丘里施肥器：文丘里施肥器的優(yōu)點是容易控制肥料濃度。可使各區(qū)施肥量均等。缺點是必須要有壓降才能將肥料注入系統(tǒng)。

③ 活塞泵：活塞泵的優(yōu)缺點同文丘里吸肥器。但價格比文丘里貴。溫室里常用這種系統(tǒng)。不適合大田大系統(tǒng)。

④ 電動注肥料泵：電動注肥泵（可用打藥劑代替）揚程高，直接注入灌溉系統(tǒng)。無需壓降，肥料濃度均勻，易控制。缺點是需要額外耗電。大田大灌溉系統(tǒng)適合用電動注肥泵。

3、輸配水管網(wǎng)（地下與地表輸配水管道）

輸配水管網(wǎng)的作用是將首部樞紐處理過的水、肥按照計劃要求輸送、分配到每個滴水、施肥單元和滴水器（滴灌帶、滴頭），滴灌施肥系統(tǒng)的輸配水管道一般由干管、支管和毛管等三級管道組成，毛管是滴灌系統(tǒng)末級管道，其中安裝灌水器（即滴灌帶）。

4、滴灌帶

滴灌帶及滴頭是通過流道或孔口（孔眼）將滴灌帶中的水變成水滴或細流，均勻、穩(wěn)定的滴入土壤作作物根層，滿足作物對水肥的需求，滴頭是滴送系統(tǒng)中最重要的設(shè)備，其性能、質(zhì)量的好壞直接影響到滴灌施肥系統(tǒng)的可靠性及滴水、施肥的優(yōu)劣。根據(jù)土壤質(zhì)地選擇滴管帶滴頭流量：沙壤土應(yīng)當(dāng)選擇偏大滴頭流量，粘土應(yīng)當(dāng)選擇偏小滴頭流量。

五 、滴灌施肥的肥料選擇的原則

優(yōu)質(zhì)廉價適合大田作物應(yīng)用的滴灌專用肥是膜下滴灌隨水施肥較為理想的肥料品種。適合滴灌施肥的肥料應(yīng)滿足以下要求：

（1） 肥料中養(yǎng)分含量較高，溶解度高，能迅速地溶于灌溉水中。

（2）雜質(zhì)含量低，其所含調(diào)理劑物質(zhì)含量最小，能與其它肥料匹配混合施用，不產(chǎn)生沉淀。

（3）流動性好，不會阻塞過濾和滴頭。

（4）與灌溉水的相互作用很小，不會引起灌溉水pH值的劇烈變化，尤其不能引起pH升高。

（5）對滴灌系統(tǒng)的腐蝕性很小。