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        水肥一體化詳解!

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        水肥一體化詳解!

        2021-05-27 16:00:02

          水是生物生存之源,是農林業生產發展的必要條件,肥料是生物增產的重要保障。我國水資源豐富,總量年約2.81萬億㎡,但人均占有量少。肥料的大量與不合理的使用導致我國部分土壤結構改變,土壤肥力下降,土壤重金屬污染加劇,土壤鹽堿化嚴重,,同時也加劇了地表徑流的水質污染導致水體富營養化、地下水污染、農產品品質下降等一系列危害。減少化肥使用量,合理施肥,提高化肥利用率已成為我國農業可持續發展和保障我國糧食安全的重要問題。滴灌水肥一體化以其高節水節肥率得到國家的大力支持。

          如今,在中國,“鄉村振興”事業正如火如荼。突破水肥資源約束,以節水科技服務現代農業,就是提高土地產能、實現農業轉型升級的關鍵一環。

          

        一、滴灌水肥一體化的技術簡介

        滴灌是指按照作物需水要求,通過低壓管道系統與安裝在毛管上的灌水器,將水和作物需要的養分一滴一滴,均勻而又緩慢的滴入作物根區土壤中的灌水方法。滴灌不破壞土壤結構,土壤內部水、肥、氣、熱經常保持適宜于作物生長的良好狀況,蒸發損失小,不產生地面徑流,幾乎沒有深層滲漏,是一種省水的灌水方式。滴灌適應于粘土砂壤土、輕壤土等;滴灌的地面輸水管采用結構簡單,組裝、拆卸較方便,因此適應各種復雜的地形,工程建設不需做大量的平地工作;滴灌適應于大田密集作物棉花、蕃茄、甜菜、葡萄、大棚蔬菜、花卉,日前新疆主要用于棉花、葡萄。

        (一)滴灌系統的組成

        滴灌系統的組成:一套完整的滴灌系統主要由水源工程、首部樞紐、輸配水管網和滴水器等4部分組成:

        1。水源工程 江河、湖泊、水庫、井泉水、坑塘、溝渠等均可作為滴灌水源,但其水質需要符合滴灌要求。

        2。首部樞紐 包括水泵、動力機、壓力需水容器、過濾器、肥液注入裝置、測量控制儀表等。首部樞紐是整個系統操作控制中心。

        3。輸配水管網系統 輸配水管道是將首部樞紐處理過的水按照要求輸送、分配到每個灌水單元和灌溉水器的。

        4。滴水器 它是滴灌系統的核心部件,水由毛管流入滴頭,滴頭再將灌溉水流在一定的工作壓力下注入土壤。水通過滴水器,以一個恒定的低流量滴出或滲出以后,在土壤中向四周擴散。

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        二、滴灌水肥一體化的優缺點

        滴灌水肥一體化與傳統地面灌溉相比,具有以下優點:

        1.提高水的利用率:滴灌水的利用率可達95%。一般比地面澆灌省水30%~50%,有些作物可達80%左右,比噴灌省水10%~20%。

        2.節省肥料:適時適量地將水和營養成分直接送到根部,提高了肥料利用率。

        3.節省勞力:灌溉是管網供水,操作方便,而且便于自動控制,因而可節省勞力。同時灌溉是局部灌溉,大部分地表保持干燥,減少了雜草的生長,也就減少了用于除草的勞力。

        4.灌溉均勻:灌溉系統能夠做到有效地控制每個灌水器的出水流量,因而灌溉均勻度高,一般可達80%~90%。

        5.便于農作管理:灌溉只濕潤作物根區,其行間空地保持干燥,因而即使是灌溉的同時,也可以進行其他農事活動,減少了灌溉與其他農作的相互影響。


        6.可減少病蟲害的發生:灌溉可以降低室內的空氣濕度,減少蔬菜農藥殘留量,提高了蔬菜品質。

        7.提高農作物產量:灌溉可以給作物提供更佳的生存和生長環境,使作物產量大幅度提高,一般增產幅度達30%~80%。

        8.降低了能耗:灌溉比地面畦灌可減用水量50%~70%,因而可降低抽水的能耗;一般能耗可下降30%左右。

        9.提早供應市場:使用灌溉系統,一般可早應市15~30天。

        10.延長市場供應期:改善了環境,可使作物更長時間內保持生長旺盛,從而可延長市場供應期,獲得可觀收入。


        滴灌水肥一體化的缺點:

        1.易引起堵塞:灌水器的堵塞是當前灌溉應用中最主要的問題,嚴重時會使整個系統無法正常工作,甚至報廢。因此,灌溉時水質要求較嚴,一般均應經過過濾,必要是還需經過沉淀和化學處理。

        2.可能引起鹽分積累:當在含鹽量高的土壤上進行滴灌或是利用咸水灌溉時,鹽分會積累在濕潤區的邊緣,如遇到小雨,這些鹽分可能會被沖到作物根區而引起鹽害,這時應繼續進行灌溉。在沒有充分沖洗條件下的地方或是秋季無充足降雨的地方,則不要在高含鹽量的土壤上進行灌溉或利用咸水灌溉。

        3.可能限制根系的發展:由于灌溉只濕潤部分土壤,加之作物的根系有向水性,這樣就會引起作物根系集中向濕潤區生長。另外,在沒有灌溉就沒有農業的地區,如我國西北干旱地區,應用灌溉時,應正確地布置灌水器。

        三、滴灌水肥一體化可能遇到的問題

        1.用于滴灌施肥的化肥特性及選擇

        在選擇肥料之前,首先應對灌溉水中的化學成分和水的pH有所了解。某些肥料可改變水的pH,如硝酸銨、硫酸銨、磷酸一銨、磷酸二氫鉀、磷酸等將降低水的pH,,而磷酸氫二鉀則會使水的pH增加。當水源中同時含有碳酸根和鈣鎂離子時可能使滴灌水的pH增加進而引起碳酸鈣、碳酸鎂的沉淀,從而使滴頭堵塞。為了合理運用滴灌施肥技術,必須掌握化肥的化學物理性質。在進行滴灌水肥一體化中,化肥應符合下列基本要求:

        (1)高度可溶性;

        (2)溶液的酸堿度為中性至微酸性;

        (3)沒有鈣、鎂、碳酸氫鹽或其它可能形成不可溶鹽的離子;

        (4)金屬微量元素應當是螯合物形式;

        (5)含雜質少,不會對過濾系統造成很大負擔。

        肥料的可溶性

        由于滴灌水器流道較小,因此利用滴灌系統施肥時,首先要考慮肥料的可溶性。大多數固態肥料在生產時都在肥料顆粒外面包一層膜,以防止吸收水分。市售肥料常用的3種膜質材料是:粘土、硅藻土、含水硅土。為了避免這些包膜材料溶解后產生堵塞,建議在施用前制備少量混合物,觀察包膜材料是否沉淀到容器底部,是否會在表面形成泡沫或懸浮在溶液中。如果包膜材料迅速沉到容器底部,就可以制備整批溶液。包膜材料沉淀后,透明液體可注入灌溉系統。應該牢記,當使用固態肥料制備肥料溶液時只能使用100%溶于水的肥料。 “降溫效應”帶來的問題是,當溶液非常涼時,肥料的溶解度會變得非常小,進而導致同樣數量的水無法溶解預計的肥料。解決這一問題的方法是,把溶液放置數小時使溫度升高,或連續攪拌,直到所有的肥料全部溶解。如果環境溫度過低而使溶液升溫困難時選用制備低濃度的溶液為宜。在這種情況下,可以調節肥料溶液的注入速度(流量),獲得原來計劃的施入養分水平。

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