實(shí)施滴灌水肥一體化技術(shù)是田間配套節(jié)水設(shè)施,普及推廣節(jié)水、節(jié)肥的一項(xiàng)技術(shù),此技術(shù)能夠提高水資源、肥料的利用率、節(jié)約水肥、緩解水資源緊缺的矛盾,緩解我國(guó)肥料短缺和大量施肥與環(huán)境污染的矛盾,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
一、滴灌水肥一體化的技術(shù)
滴灌是指按照作物需水要求,通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的灌水器,將水和作物需要的養(yǎng)分一滴一滴,均勻而又緩慢的滴入作物根區(qū)土壤中的灌水方法。滴灌不破壞土壤結(jié)構(gòu),土壤內(nèi)部水、肥、氣、熱經(jīng)常保持適宜于作物生長(zhǎng)的良好狀況,蒸發(fā)損失小,不產(chǎn)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(yīng)于粘土砂壤土、輕壤土等;滴灌的地面輸水管采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,組裝、拆卸較方便,因此適應(yīng)各種復(fù)雜的地形,工程建設(shè)不需做大量的平地工作。
以膜下滴灌為例,膜下滴灌是在膜下應(yīng)用滴灌技術(shù),它具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥效果。據(jù)測(cè)算,膜下滴灌與溝灌相比,平均產(chǎn)量增加20%以上,節(jié)水40%—50%,化肥的利用率提高20%以上。其次,投工費(fèi)用很低。再次,膜下滴灌技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的用水方式,為更好的進(jìn)行田間管理提供了技術(shù)支撐,提高了土地資源和水資源的利用率。最后,實(shí)施膜下滴灌技術(shù),可有效改良農(nóng)田的土壤結(jié)構(gòu),防止土壤次生鹽漬化。膜下滴灌技術(shù)適用作物很多,尤其適用于棉花、玉米、番茄、大棚溫室作物、大田蔬菜、果樹、生態(tài)林等作物使用。
三、滴灌水肥一體化的優(yōu)缺點(diǎn)
(一)滴灌水肥一體化與傳統(tǒng)地面灌溉相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、提高水的利用率:滴灌水的利用率可達(dá)95%。一般比地面澆灌省水30%~50%,有些作物可達(dá)80%左右,比噴灌省水10%~20%。
2、節(jié)省肥料:適時(shí)適量地將水和營(yíng)養(yǎng)成分直接送到根部,提高了肥料利用率。
3、節(jié)省勞力:灌溉是管網(wǎng)供水,操作方便,而且便于自動(dòng)控制,因而可節(jié)省勞力。
4、灌溉均勻:灌溉系統(tǒng)能夠做到有效地控制每個(gè)灌水器的出水流量,因而灌溉均勻度高,一般可達(dá)80%~90%。
5、便于農(nóng)作管理:灌溉只濕潤(rùn)作物根區(qū),其行間空地保持干燥,因而即使是灌溉的同時(shí),也可以進(jìn)行其他農(nóng)事活動(dòng)。
6、可減少病蟲害的發(fā)生:灌溉可以降低室內(nèi)的空氣濕度,減少蔬菜農(nóng)藥殘留量,提高了蔬菜品質(zhì)。
7、提高農(nóng)作物產(chǎn)量:灌溉可以給作物提供更佳的生存和生長(zhǎng)環(huán)境,使作物產(chǎn)量大幅度提高,一般增產(chǎn)幅度達(dá)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(yīng)市場(chǎng):使用灌溉系統(tǒng),一般可早應(yīng)市15~30天。
10、延長(zhǎng)市場(chǎng)供應(yīng)期:改善了環(huán)境,可使作物更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持生長(zhǎng)旺盛,從而可延長(zhǎng)市場(chǎng)供應(yīng)期,獲得最佳收入。
(二)滴灌水肥一體化的缺點(diǎn):
1、易引起堵塞:灌溉時(shí)水質(zhì)要求較嚴(yán),一般均應(yīng)經(jīng)過過濾,必要時(shí)還需經(jīng)過沉淀和化學(xué)處理。
2、可能引起鹽分積累:當(dāng)在含鹽量高的土壤上進(jìn)行滴灌或是利用咸水灌溉時(shí),鹽分會(huì)積累在濕潤(rùn)區(qū)的邊緣引起鹽害。
3、可能限制根系的發(fā)展:由于灌溉只濕潤(rùn)部分土壤,加之作物的根系有向水性,這樣就會(huì)引起作物根系集中向濕潤(rùn)區(qū)生長(zhǎng)。
五、滴灌水肥一體化可能遇到的問題
(一) 肥料選擇問題
1.用于滴灌施肥的化肥特性及選擇
為了合理運(yùn)用滴灌施肥技術(shù),必須掌握化肥的化學(xué)物理性質(zhì)。在進(jìn)行滴灌水肥一體化中,化肥應(yīng)符合下列基本要求:
(1)高度可溶性,最好是全水溶;
(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(yīng)當(dāng)是螯合物形態(tài);
(5)含雜質(zhì)少,不會(huì)對(duì)過濾系統(tǒng)造成很大負(fù)擔(dān)。
1) 肥料的可溶性:由于滴灌水器流道較小,因此利用滴灌系統(tǒng)施肥時(shí),首先要考慮肥料的可溶性。應(yīng)該牢記,當(dāng)使用固態(tài)肥料制備肥料溶液時(shí)只能使用100%溶于水的肥料。
2)肥料的兼容性:
(1)制備過程中的安全性;
(2)當(dāng)把不同肥料溶液加入同一儲(chǔ)液罐時(shí),肥料溶液之間的相互作用;
(3)液體肥料在灌溉系統(tǒng)中的反應(yīng);
(4)灌溉系統(tǒng)對(duì)堵塞和其他問題的敏感性。
2、肥料的混合以及相互作用
1)肥料混合時(shí)的反應(yīng):在配置用于灌溉施肥的營(yíng)養(yǎng)液時(shí),必須考慮不同肥料混合后產(chǎn)物的溶解度,一些肥料混合物在貯肥罐中由于形成沉淀而使混合物的溶解度降低。
2)肥料溶解時(shí)的溫度變化:多數(shù)肥料溶解時(shí)會(huì)伴隨熱反應(yīng)。如磷酸溶解時(shí)會(huì)放出熱量,使水溫升高;尿素溶解是會(huì)吸收熱量,使水溫降低,了解這些反應(yīng)對(duì)田間配置營(yíng)養(yǎng)母液有一定的指導(dǎo)意義。
3)肥料與灌溉水的反應(yīng):灌溉水中通常含有各種離子和雜質(zhì),如鈣鎂離子、硫酸根離子、碳酸根和碳酸氫根離子等。這些灌溉水中固有的離子達(dá)到一定濃度時(shí),會(huì)與肥料中有關(guān)離子反應(yīng),產(chǎn)生沉淀。
4)灌溉用肥料與設(shè)備的反應(yīng):因?yàn)榉柿弦ㄟ^微灌系統(tǒng)使用,微灌系統(tǒng)的材料和肥料要直接接觸,有些材料容易被腐蝕,生銹或溶解,有些則抗性強(qiáng),可耐酸堿鹽。
3、用于滴灌施肥的有機(jī)肥種類:有機(jī)肥要用于微灌系統(tǒng),主要解決兩個(gè)問題:一是有機(jī)肥必須液體化,二是要經(jīng)過多級(jí)過濾。
(二)堵塞問題
1、人為因素的堵塞主要是由于:
(1)過濾器選擇不正確,甚至根本不用過濾器;
(2)系統(tǒng)調(diào)試前沒有沖洗管道;
(3)微生物進(jìn)入滴頭,引起堵塞;
(4)沒有定期打開管尾沖洗管道。
(5)鋪設(shè)管道時(shí)不平整,時(shí)常有折疊情況。
2、化學(xué)因素的堵塞問題主要是由于肥料間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生沉淀而形成的,這種情況下選擇合適的肥料或肥料組合是最關(guān)鍵的。
3、物理因素的堵塞主要是由于:
(1)肥料的溶解性及水源中固體物質(zhì)的沉淀;
(2)植物根系的侵入;
(3)長(zhǎng)時(shí)間使用滴灌設(shè)施導(dǎo)致設(shè)施生銹,從而引起設(shè)施的堵塞;
(4)肥料吸熱。