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【转载】水肥一体化技术问答----以滴灌施肥为例  

2014-02-28 14:00:18|  分类: 苹果土肥水管理 |  标签: |举报 |字号 订阅

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水肥一体化技术问答

----以滴灌施肥为例

华南农业大学资源环境学院作物营养与施肥研究室

张承林  廖圣辉

   

1.    什么是水肥一体化技术?

答:狭义来讲,就是通过灌溉系统施肥,作物在吸收水分的同时吸收养分。通常与灌溉同时进行的施肥,是在压力作用下,将肥料溶液注入灌溉输水管道而实现的。溶有肥料的灌溉水,通过灌水器(喷头、微喷头和滴头等),将肥液喷洒到作物上或滴入根区。广义讲,就是把肥料溶解后施用,包含淋施、浇施、喷施、管道施用等。

   

2、水肥一体化技术的理论基础是什么?

答:植物有两张"嘴巴",根系是它的大嘴巴,叶片是小嘴巴。大量的营养元素是通过根系吸收的。叶面喷肥只能起补充作用。我们施到土壤的肥料怎样才能到达植物的嘴边呢?通常有两个过程。一个叫扩散过程。肥料溶解后进入土壤溶液,靠近根表的养分被吸收,浓度降低,远离根表的土壤溶液浓度相对较高,结果产生扩散,养分向低浓度的根表移动,最后被吸收。另一个过程叫质流。植物在有阳光的情况下叶片气孔张开,进行蒸腾作用(这是植物的生理现象),导致水分损失。根系必须源源不断地吸收水分供叶片蒸腾耗水。靠近根系的水分被吸收了,远处的水就会流向根表,溶解于水中的养分也跟着到达根表,从而被根系吸收。因此,肥料一定要溶解才能被吸收,不溶解的肥料植物"吃不到",是无效的。在实践中就要求灌溉和施肥同时进行(或叫水肥一体化管理),这样施入土壤的肥料被充分吸收,肥料利用率大幅度提高。

   

3、常用的水肥一体化措施有哪些?

答:水肥一体化的前提条件就是把肥料先溶解。然后通过多种方式施用。如叶面喷施、挑担淋施和浇施、拖管淋施、喷灌施用、微喷灌施用(南方最普及水带喷施)、滴灌施用、树干注射施用等。其中滴灌施用由于延长了施肥时间,效果最好,最节省肥料。

   

4.    滴灌施肥有哪些优点?

答:4.1 滴灌施肥是一种精确施肥法,只施在根部,显著提高肥料利用率,与常规施肥相比,可节省肥料用量30—50%以上;

4.2 大量节省施肥劳力,比传统施肥方法节省90%以上。施肥速度快,千亩面积的施肥可以在1天内完成;

4.3 灵活、方便、准确地控制施肥时间和数量;

4.4 显著地增加产量和提高品质,增强作物抵御不良天气的能力;

4.5 可利用边际土壤种植作物,如沙地、高山陡坡地、轻度盐碱地等;

4.6 有利于防止肥料淋溶至地下水而污染水体;

4.7 有利于实现标准化栽培;

4.8 由于水肥的协调作用,可以显著减少水的用量。加上设施灌溉本身的节水效果,节水达50%以上;

4.9 滴灌施肥可以减少病害的传播,特别是随水传播的病害,如枯萎病。因为滴灌是单株灌溉的。滴灌时水分向土壤入渗,地面相对干燥,降低了株行间湿度,发病也会显著减轻。

4.10  滴灌施肥只湿润根层,行间没有水肥供应,杂草生长也会显著减少。

4.11  滴灌可以滴入农药,对土壤害虫、线虫、根部病害有较好的防治作用。

4.12 冬季土温低,可以将水加温,通过滴灌滴到根部,提高土温。在温室大棚有很强的应用性。

4.13  对于较粘重土壤,将滴灌管埋于一定土层深度,通过空气压缩机向土壤灌气,解决根部缺氧问题。

4.14 由于滴灌容易做到精确的水肥调控,在土层深厚的情况下,可以将根系引入土壤底层,避免夏季土壤表面的高温对根系的伤害。

4.15  滴灌施肥可以根据作物的需肥规律施肥。吸收量大的时候多施肥,吸收少时少施肥。很多作物封行时正是需肥高峰期,但人进不了田间,无法追肥(如马铃薯、甘蔗、菠萝等),而滴灌则不受限制,可以随时追肥。

4.16 滴灌施肥由于精确的水肥供应,作物生长速度快,可以提前进入结果期或早采收。

   

5.    为什么滴灌可以省肥30—50%?

答:首先,使用水肥一体化滴灌系统,可以轻松实现少量多次施肥,可以按照作物需肥规律施肥;其次,可以减少因挥发、淋洗而造成的肥料浪费,从而大大地提高肥料利用率。一般来说,土壤肥力水平越低,省肥效果越明显。

   

6.    为什么滴灌可以节省施肥、灌溉劳力的90%?

答:滴灌施肥和浇水不用下地,不用开沟、覆土,速度快,上千亩的面积可以在一两天内完成灌溉施肥任务。滴灌施肥是设施灌溉和施肥,整个系统的操作控制只需一个劳动力就可轻松完成灌溉施肥任务。这对于作物种植集中地区及山地果园,其节省劳力的效果非常明显。

   

7.    滴头一滴一滴的出水,出水量那么小,能满足作物水分需求吗?

答:可以!其实滴头流量有很多种选择,常见的范围在1.0~10.0升/小时。滴头流量的选择主要是由土壤质地决定的,通常质地越粘重,滴头流量越小。滴头每秒的出水量虽然很小,但是灌水时间长。以规格为2.3升/小时的滴头为例,如每棵果树安排两个滴头,灌水时间为2.5小时,每株果树将得到11.5升水,灌溉5小时则出水23升。滴灌可以通过延长灌溉时间和增加滴头数量来增加供水量,可以满足作物在各种炎热气候下的需水量。

   

8.    哪些作物适合安装滴灌?

答:单纯从技术角度上讲,所有的作物都可以安装滴灌。衡量一个作物是否适合安装滴灌主要从经济角度及作物的种植方式上进行评价。成行起垄栽培的作物、盆栽植物、山地的各种作物、经济林、药材等都可以用滴灌。目前推广面积最大的是棉花、马铃薯、玉米、葡萄、柑桔、香蕉、花卉、大棚蔬菜、甜菜等作物。

   

9.    滴灌对水质有什么要求?

答:由于滴头为精密部件,对灌溉水中的杂质粒度有一定的要求,滴灌要求粒度不大于120目,才能保证滴头不堵塞。如果水源过滤措施和设备符合要求,井水、渠水、河水、山塘水等都可以用于滴灌。因此,水源过滤设备是滴灌系统的核心部件,大多数滴灌系统不能正常工作都是因过滤设备不符合要求或疏于清洗过滤器引起的。

   

10. 如何选择过滤器?

答:滴灌的关键是防堵塞。选择合适的过滤器是滴灌成功的先决条件。常用的过滤器有砂石分离器、介质过滤器、网式过滤器叠片过滤器。前两者做初级过滤用,后两者做二级过滤用。过滤器有很多的规格,选择什么过滤器及其组合主要由水质决定。这是较专业的问题,最好由专业人士设计和选择。

11. 能使用的肥料种类有哪些?

答:只要是能溶于水(最好是不溶性杂质含量低于0.5%)的化肥都能够通过滴灌系统来施用。最好选用水溶性复合肥,溶解性好,养分含量高,养分多元,见效快。部分有机肥,如鸡粪、猪粪要经过水沤腐,取其滤清液使用。

   

12. 滴灌可施用有机肥吗?

答:滴灌系统是液体压力输水系统,显然不能直接使用固体有机肥。但我们可以使用有机肥沤制的沼液,经过沉淀、过滤后施用。鸡粪猪粪等沤腐后过滤使用。采用三级过滤系统,先用20目不锈钢网过滤,再用80目不锈钢网过滤,最后用120目叠片过滤器过滤。通过滴灌系统施用液体有机肥,不仅克服了单纯施用化肥可能导致的弊端,而且省工省事,施肥均匀,肥效显著。

   

13. 通过滴灌系统施肥有哪些常用方法?

答:根据滴灌系统布置的不同,可以采用多种施肥方法。常用的有重力自压施肥法、泵吸肥法、泵注肥法、旁通罐施肥法、文丘里施肥法、比例施肥法等。具体采用何种施肥方法要咨询专业人员或参考更详细的资料。

   

14. 滴灌施肥要特别注意哪些问题?

答: 一是过量灌溉问题。滴灌施肥最担心的问题是过量灌溉。很多用户总感觉滴灌出水少,心里不踏实,结果延长灌溉时间。延长灌溉时间的一个后果是浪费水,另一后果是把不被土壤吸附的养分淋洗到根层以下,浪费肥料。特别是氮的淋洗。通常水溶复合肥料中含尿素、硝态氮,这两种氮源是最容易被淋洗掉。过量灌溉常常表现出缺氮症状,叶片发黄,植物生长受阻。二是施肥后的洗管问题。一般先滴水,等管道完全充满水后开始施肥,原则上施肥时间越长越好。施肥结束后要继续滴半小时清水,将管道内残留的肥液全部排出。许多用户滴肥后不洗管,最后在滴头处生长藻类及微生物,导致滴头堵塞。准确的滴清水时间可以用电导率仪监控。

   

15. 在滴灌施肥过程中如何避免过量灌溉?

答:滴灌施肥只灌溉根系和给根系施肥。因此一定要了解所管理的作物根系分布的深度。最简单的办法就是用小铲挖开根层查看湿润的深度,从而可以判断是否存在过量灌溉。或者地里埋设张力计监控灌溉的深度。

   

16. 在雨季土壤不缺水,如何通过滴灌系统施肥?

答:在土壤不缺水的情况下,施肥要照常进行。一般等停雨后或土壤稍微干燥时进行。此时施肥一定要加快速度。一般控制在30分钟左右完成。施肥后不洗管,等天气晴朗后再洗管。如果能用电导率仪监测土壤溶液的电导率,可以精确控制施肥时间,确保肥料不被淋溶。

   

17. 肥料的浓度如何控制?

答:很多肥料本身就是无机盐。当浓度太高时会"烧伤"叶片或根系。通过灌溉系统喷肥或滴肥一定要控制浓度。最准确的办法就是测定喷施的肥液或滴头出口的肥液的电导率。通常范围在1.0~3.0ms/cm就是安全的。或者水溶性肥稀释400~1000倍,或者每方水中加入1~3公斤水溶性复合肥喷施都是安全的。对于滴灌,由于存在土壤的缓冲作用,浓度可以稍高一点也没有坏处。

   

18. 山地果园滴灌必需修建蓄水池吗?

答:不一定。为了节省开支,果园地形高差在15米内的,安装滴灌一般不需要修建蓄水池,只要选择合适扬程和流量的水泵即可。对于地形高差在25米以上的,最好在果园最高处修建一个蓄水池,采用重力滴灌系统,较为省钱。

   

19. 为什么山地果园滴灌要用压力补偿式滴头?

答:滴头分普通滴头和压力补偿滴头。普通滴头的流量是与压力成正比的,通常只能在平地上使用。而压力补偿滴头在一定的压力变化范围内可以保持均匀的恒定流量。山地果园、茶园或林木区往往存在不同程度的高差,用普通滴头会导致出水不均匀,通常表现为高处水少,低处水多。用压力补偿滴头就可以解决这个问题。为了保证管道各处的出水均匀一致,地形起伏高差大于3米时,就应该使用压力补偿式滴头。

   

20. 滴灌系统一般能用多少年?

答:滴灌管有多种规格,壁厚从0.2毫米至1.2毫米。很显然越厚越抗机械损伤。所有滴灌管都加有抗老化材料。在没有机械损伤的情况下,厚壁和薄壁滴灌管的使用寿命是一样的。很多薄壁滴灌带寿命短主要是机械破损,导致漏水。从机械破损的角度,越厚的滴灌管寿命越长。不同作物及栽培方式对使用年限要求不同。一般栽培密度大的作物(如草莓)使用设计年限为1—3年的产品较为经济合理,而栽培密度小的果树使用设计年限为8—10年的产品较为经济合理。当然,使用寿命长,一次性投入的成本也会高一些。

21. 为什么滴灌专用PE管可以露在地面?

答:由于聚乙烯(PE)配料本身的理化性质容易光氧化、热氧化、臭氧分解,在紫外线作用下容易发生降解,所以普通的PE管并不适合在露地使用。滴灌专用的PE管材由于加入了抗老化剂,露地条件下使用寿命可达10年以上。

   

22. 为什么说PE管不是越厚越好?

答:滴灌专用PE管材长寿的奥秘在于加入了抗老化剂,所以单纯的增加管材的厚度并不能延长使用寿命。选用的PE原料是否是原生料对产品的使用寿命也有影响。由于在物理性质上差异不明显,所以很难从肉眼判断出滴灌PE管的使用寿命。

   

   

23. 滴灌工程为什么要有专业队伍来设计安装?

答:滴灌系统的设计涉及水力、土壤、气候、作物栽培、植物营养等多方面的专业知识。通常用户自身掌握不了这么多专业知识。最好由专业人员设计安装,能确保正确的使用和发挥其优点。专业设计安装队伍具有多年的设计经验,能够综合考虑各方面的因素,设计的系统具有一定的扩展性,合理的设计可以最大限度地减轻日后系统升级和维护的成本。同时专业公司会提供技术服务。

   

24. 滴灌施肥系统的价格是如何构成的?

答:滴灌施肥系统的造价主要由设计费、设备材料费、安装费等三部分组成。具体价格取决于地形条件、高差、种植密度、土壤条件、水源条件、交通状况、施肥设备类型、系统自动化程度、材料型号规格、系统使用寿命、技术服务等级等因素。因此滴灌系统不存在一个统一的价格。根据国内的实际情况,目前滴灌系统的价格在每亩400~1500元间变化。不管价格如何,其基本功能都是一致的,即均匀出水和均匀施肥。

   

25. 以果树为例,安装滴灌是否划算?

答:高标准建设的滴灌系统造价在1000元/亩左右,设计寿命为10年,折合每年成本为100元/亩。安装滴灌后,一方面可以节省肥料开支,按省肥30%计算,每年可节约开支30—50元/亩;另一方面可以增加产量和品质,从而增加收入,以增收10%计算,每年可增收120—800元/亩,这还没有考虑到节工和保障丰产等隐性的价值。可见,果树安装滴灌是十分划算的,我们不能因为滴灌一次性的投资大,不考虑综合成本与效益而主观认为不经济。

   

26. 每年需要多少电费?

答:由于微灌系统对压力的要求较低,能够最大限度的节约能源。以面积100亩的柑橘园滴灌系统为例,每年用电量约1200度,以现行电价计算,费用为732元,每亩能源投入只需7.32元。滴灌是最节能的灌溉及施肥方式。

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