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水肥一體化(滴灌)技術問答

來源:上海華維 | 瀏覽量:8571 | 發佈時間:2014-07-29 09:20:00

摘要:植物有兩張“嘴巴”,根系是它的大嘴巴,葉片是小嘴巴。大量的營養元素是通過根系吸收的。葉面噴肥只能起補充作用。滴灌可以通過延長灌溉時間和增加滴頭數量來增加供水量,可以滿足作物在各種炎熱氣候下的需水量。對於滴灌,由於存在土壤的緩衝作用,濃度可以稍高一點也沒有壞處。




1.什麼是水肥一體化技術?

答:狹義來講,就是通過灌溉系統施肥,作物在吸收水分的同時吸收養分。通常與灌溉同時進行的施肥,是在壓力作用下,將肥料溶液注入灌溉輸水管道而實現的。溶有肥料的灌溉水,通過灌水器(噴頭、微噴頭和滴頭等),將肥液噴灑到作物上或滴入根區。廣義講,就是把肥料溶解後施用,包含淋施、澆施、噴施、管道施用等。

2、水肥一體化技術的理論基礎是什麼?

答:植物有兩張"嘴巴",根系是它的大嘴巴,葉片是小嘴巴。大量的營養元素是通過根系吸收的。葉面噴肥只能起補充作用。我們施到土壤的肥料怎樣才能到達植物的嘴邊呢?通常有兩個過程。一個叫擴散過程。肥料溶解後進入土壤溶液,靠近根表的養分被吸收,濃度降低,遠離根表的土壤溶液濃度相對較高,結果產生擴散,養分向低濃度的根表移動,最後被吸收。另一個過程叫質流。植物在有陽光的情況下葉片氣孔張開,進行蒸騰作用(這是植物的生理現象),導致水分損失。根系必須源源不斷地吸收水分供葉片蒸騰耗水。靠近根系的水分被吸收了,遠處的水就會流向根表,溶解於水中的養分也跟着到達根表,從而被根系吸收。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",是無效的。在實踐中就要求灌溉和施肥同時進行(或叫水肥一體化管理),這樣施入土壤的肥料被充分吸收,肥料利用率大幅度提高。

3、常用的水肥一體化措施有哪些?

答:水肥一體化的前提條件就是把肥料先溶解。然後通過多種方式施用。如葉面噴施、挑擔淋施和澆施、拖管淋施、噴灌施用、微噴灌施用(南方最普及水帶噴施)、滴灌施用、樹幹注射施用等。其中滴灌施用由於延長了施肥時間,效果最好,最節省肥料。

4.滴灌施肥有哪些優點?

答:4.1 滴灌施肥是一種精確施肥法,只施在根部,顯著提高肥料利用率,與常規施肥相比,可節省肥料用量30—50%以上;

4.2 大量節省施肥勞力,比傳統施肥方法節省90%以上。施肥速度快,千畝面積的施肥可以在1天內完成;

4.3 靈活、方便、準確地控制施肥時間和數量;

4.4 顯著地增加產量和提高品質,增強作物抵禦不良天氣的能力;

4.5 可利用邊際土壤種植作物,如沙地、高山陡坡地、輕度鹽鹼地等;

4.6 有利於防止肥料淋溶至地下水而污染水體;

4.7 有利于实现标准化栽培;

4.8 由於水肥的協調作用,可以顯著減少水的用量。加上設施灌溉本身的節水效果,節水達50%以上;

4.9 滴灌施肥可以減少病害的傳播,特別是隨水傳播的病害,如枯萎病。因爲滴灌是單株灌溉的。滴灌時水分向土壤入滲,地面相對乾燥,降低了株行間溼度,發病也會顯著減輕。

4.10  滴灌施肥只溼潤根層,行間沒有水肥供應,雜草生長也會顯著減少。

4.11  滴灌可以滴入農藥,對土壤害蟲、線蟲、根部病害有較好的防治作用。

4.12 冬季土溫低,可以將水加溫,通過滴灌滴到根部,提高土溫。在溫室大棚有很強的應用性。

4.13  對於較粘重土壤,將滴灌管埋於一定土層深度,通過空氣壓縮機向土壤灌氣,解決根部缺氧問題。

4.14 由於滴灌容易做到精確的水肥調控,在土層深厚的情況下,可以將根系引入土壤底層,避免夏季土壤表面的高溫對根系的傷害。

4.15  滴灌施肥可以根據作物的需肥規律施肥。吸收量大的時候多施肥,吸收少時少施肥。很多作物封行時正是需肥高峯期,但人進不了田間,無法追肥(如馬鈴薯、甘蔗、菠蘿等),而滴灌則不受限制,可以隨時追肥。

4.16 滴灌施肥由於精確的水肥供應,作物生長速度快,可以提前進入結果期或早採收。

5. 爲什麼滴灌可以省肥30—50%?

答:首先,使用水肥一體化滴灌系統,可以輕鬆實現少量多次施肥,可以按照作物需肥規律施肥;其次,可以減少因揮發、淋洗而造成的肥料浪費,從而大大地提高肥料利用率。一般來說,土壤肥力水平越低,省肥效果越明顯。

6.爲什麼滴灌可以節省施肥、灌溉勞力的90%?

答:滴灌施肥和澆水不用下地,不用開溝、覆土,速度快,上千畝的面積可以在一兩天內完成灌溉施肥任務。滴灌施肥是設施灌溉和施肥,整個系統的操作控制只需一個勞動力就可輕鬆完成灌溉施肥任務。這對於作物種植集中地區及山地果園,其節省勞力的效果非常明顯。

7.滴頭一滴一滴的出水,出水量那麼小,能滿足作物水分需求嗎?

答:可以!其實滴頭流量有很多種選擇,常見的範圍在1.0~10.0升/小時。滴頭流量的選擇主要是由土壤質地決定的,通常質地越粘重,滴頭流量越小。滴頭每秒的出水量雖然很小,但是灌水時間長。以規格爲2.3升/小時的滴頭爲例,如每棵果樹安排兩個滴頭,灌水時間爲2.5小時,每株果樹將得到11.5升水,灌溉5小時則出水23升。滴灌可以通過延長灌溉時間和增加滴頭數量來增加供水量,可以滿足作物在各種炎熱氣候下的需水量。

8.哪些作物適合安裝滴灌?

答:單純從技術角度上講,所有的作物都可以安裝滴灌。衡量一個作物是否適合安裝滴灌主要從經濟角度及作物的種植方式上進行評價。成行起壟栽培的作物、盆栽植物、山地的各種作物、經濟林、藥材等都可以用滴灌。目前推廣面積最大的是棉花、馬鈴薯、玉米、葡萄、柑桔、香蕉、花卉、大棚蔬菜、甜菜等作物。

9.滴灌對水質有什麼要求?

答:由於滴頭爲精密部件,對灌溉水中的雜質粒度有一定的要求,滴灌要求粒度不大於120目,才能保證滴頭不堵塞。如果水源過濾措施和設備符合要求,井水、渠水、河水、山塘水等都可以用於滴灌。因此,水源過濾設備是滴灌系統的核心部件,大多數滴灌系統不能正常工作都是因過濾設備不符合要求或疏於清洗過濾器引起的。

10. 如何選擇過濾器?

答:滴灌的關鍵是防堵塞。選擇合適的過濾器是滴灌成功的先決條件。常用的過濾器有砂石分離器、介質過濾器、網式過濾器和疊片過濾器。前兩者做初級過濾用,後兩者做二級過濾用。過濾器有很多的規格,選擇什麼過濾器及其組合主要由水質決定。這是較專業的問題,最好由專業人士設計和選擇。

11. 能使用的肥料種類有哪些?

答:只要是能溶於水(最好是不溶性雜質含量低於0.5%)的化肥都能夠通過滴灌系統來施用。最好選用水溶性複合肥,溶解性好,養分含量高,養分多元,見效快。部分有機肥,如雞糞、豬糞要經過水漚腐,取其濾清液使用。

12. 滴灌可施用有機肥嗎?

答:滴灌系統是液體壓力輸水系統,顯然不能直接使用固體有機肥。但我們可以使用有機肥漚制的沼液,經過沉澱、過濾後施用。雞糞豬糞等漚腐後過濾使用。採用三級過濾系統,先用20目不鏽鋼網過濾,再用80目不鏽鋼網過濾,最後用120目疊片過濾器過濾。通過滴灌系統施用液體有機肥,不僅克服了單純施用化肥可能導致的弊端,而且省工省事,施肥均勻,肥效顯著。

13. 通過滴灌系統施肥有哪些常用方法?

答:根據滴灌系統佈置的不同,可以採用多種施肥方法。常用的有重力自壓施肥法、泵吸肥法、泵注肥法、旁通罐施肥法、文丘裏施肥法、比例施肥法等。具體採用何種施肥方法要諮詢專業人員或參考更詳細的資料。

14. 滴灌施肥要特別注意哪些問題?

答:一是過量灌溉問題。滴灌施肥最擔心的問題是過量灌溉。很多用戶總感覺滴灌出水少,心裏不踏實,結果延長灌溉時間。延長灌溉時間的一個後果是浪費水,另一後果是把不被土壤吸附的養分淋洗到根層以下,浪費肥料。特別是氮的淋洗。通常水溶複合肥料中含尿素、硝態氮,這兩種氮源是最容易被淋洗掉。過量灌溉常常表現出缺氮症狀,葉片發黃,植物生長受阻。二是施肥後的洗管問題。一般先滴水,等管道完全充滿水後開始施肥,原則上施肥時間越長越好。施肥結束後要繼續滴半小時清水,將管道內殘留的肥液全部排出。許多用戶滴肥後不洗管,最後在滴頭處生長藻類及微生物,導致滴頭堵塞。準確的滴清水時間可以用電導率儀監控。

15. 在滴灌施肥過程中如何避免過量灌溉?

答:滴灌施肥只灌溉根系和給根系施肥。因此一定要了解所管理的作物根系分佈的深度。最簡單的辦法就是用小鏟挖開根層查看溼潤的深度,從而可以判斷是否存在過量灌溉。或者地裏埋設張力計監控灌溉的深度。

16. 在雨季土壤不缺水,如何通過滴灌系統施肥?

答:在土壤不缺水的情況下,施肥要照常進行。一般等停雨後或土壤稍微乾燥時進行。此時施肥一定要加快速度。一般控制在30分鐘左右完成。施肥後不洗管,等天氣晴朗後再洗管。如果能用電導率儀監測土壤溶液的電導率,可以精確控制施肥時間,確保肥料不被淋溶。

17. 肥料的濃度如何控制?

答:很多肥料本身就是無機鹽。當濃度太高時會"燒傷"葉片或根系。通過灌溉系統噴肥或滴肥一定要控制濃度。最準確的辦法就是測定噴施的肥液或滴頭出口的肥液的電導率。通常範圍在1.0~3.0ms/cm就是安全的。或者水溶性肥稀釋400~1000倍,或者每方水中加入1~3公斤水溶性複合肥噴施都是安全的。對於滴灌,由於存在土壤的緩衝作用,濃度可以稍高一點也沒有壞處。

18. 山地果園滴灌必需修建蓄水池嗎?

答:不一定。爲了節省開支,果園地形高差在15米內的,安裝滴灌一般不需要修建蓄水池,只要選擇合適揚程和流量的水泵即可。對於地形高差在25米以上的,最好在果園最高處修建一個蓄水池,採用重力滴灌系統,較爲省錢。

19. 爲什麼山地果園滴灌要用壓力補償式滴頭?

答:滴頭分普通滴頭和壓力補償滴頭。普通滴頭的流量是與壓力成正比的,通常只能在平地上使用。而壓力補償滴頭在一定的壓力變化範圍內可以保持均勻的恆定流量。山地果園、茶園或林木區往往存在不同程度的高差,用普通滴頭會導致出水不均勻,通常表現爲高處水少,低處水多。用壓力補償滴頭就可以解決這個問題。爲了保證管道各處的出水均勻一致,地形起伏高差大於3米時,就應該使用壓力補償式滴頭。

20. 滴灌系統一般能用多少年?

答:滴灌管有多種規格,壁厚從0.2毫米至1.2毫米。很顯然越厚越抗機械損傷。所有滴灌管都加有抗老化材料。在沒有機械損傷的情況下,厚壁和薄壁滴灌管的使用壽命是一樣的。很多薄壁滴灌帶壽命短主要是機械破損,導致漏水。從機械破損的角度,越厚的滴灌管壽命越長。不同作物及栽培方式對使用年限要求不同。一般栽培密度大的作物(如草莓)使用設計年限爲1—3年的產品較爲經濟合理,而栽培密度小的果樹使用設計年限爲8—10年的產品較爲經濟合理。當然,使用壽命長,一次性投入的成本也會高一些。

21. 爲什麼滴灌專用PE管可以露在地面?

答:由於聚乙烯(PE)配料本身的理化性質容易光氧化、熱氧化、臭氧分解,在紫外線作用下容易發生降解,所以普通的PE管並不適合在露地使用。滴灌專用的PE管材由於加入了抗老化劑,露地條件下使用壽命可達10年以上。

22. 爲什麼說PE管不是越厚越好?

答:滴灌專用PE管材長壽的奧祕在於加入了抗老化劑,所以單純的增加管材的厚度並不能延長使用壽命。選用的PE原料是否是原生料對產品的使用壽命也有影響。由於在物理性質上差異不明顯,所以很難從肉眼判斷出滴灌PE管的使用壽命。

23. 滴灌工程爲什麼要有專業隊伍來設計安裝?

答:滴灌系統的設計涉及水力、土壤、氣候、作物栽培、植物營養等多方面的專業知識。通常用戶自身掌握不了這麼多專業知識。最好由專業人員設計安裝,能確保正確的使用和發揮其優點。專業設計安裝隊伍具有多年的設計經驗,能夠綜合考慮各方面的因素,設計的系統具有一定的擴展性,合理的設計可以最大限度地減輕日後系統升級和維護的成本。同時專業公司會提供技術服務。

24. 滴灌施肥系統的價格是如何構成的?

答:滴灌施肥系統的造價主要由設計費、設備材料費、安裝費等三部分組成。具體價格取決於地形條件、高差、種植密度、土壤條件、水源條件、交通狀況、施肥設備類型、系統自動化程度、材料型號規格、系統使用壽命、技術服務等級等因素。因此滴灌系統不存在一個統一的價格。根據國內的實際情況,目前滴灌系統的價格在每畝400~1500元間變化。不管價格如何,其基本功能都是一致的,即均勻出水和均勻施肥。

25. 以果樹爲例,安裝滴灌是否划算?

答:高標準建設的滴灌系統造價在1000元/畝左右,設計壽命爲10年,摺合每年成本爲100元/畝。安裝滴灌後,一方面可以節省肥料開支,按省肥30%計算,每年可節約開支30—50元/畝;另一方面可以增加產量和品質,從而增加收入,以增收10%計算,每年可增收120—800元/畝,這還沒有考慮到節工和保障豐產等隱性的價值。可見,果樹安裝滴灌是十分划算的,我們不能因爲滴灌一次性的投資大,不考慮綜合成本與效益而主觀認爲不經濟。

26. 每年需要多少電費?

答:由於微灌系統對壓力的要求較低,能夠最大限度的節約能源。以面積100畝的柑橘園滴灌系統爲例,每年用電量約1200度,以現行電價計算,費用爲732元,每畝能源投入只需7.32元。滴灌是最節能的灌溉及施肥方式。



華南農業大學資源環境學院水溶性肥料研究室主任 张承林
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