水肥一体化在世界是如何发展的?

公元前400年前,在雅典人们用城市下水道的污水对菜园和柑桔园进行灌溉施肥,是灌溉施肥的最初形式。现在我们看到的水肥一体化技术起源于无土栽培(营养液栽培),并伴随高效灌溉技术的发展得以发展。18世纪末,英国人John Woodward 将植物种植在土壤的提取液中,这是最早的水肥一体化栽培。此后法国的科学家确定了许多营养液配方。

美国1913年建成了第一个滴灌工程;德国于1920年在水出流方面实现了一次突破,使水从孔眼流入土壤;1934年美国开展滴灌管的试验;此后,苏联、英国、荷兰的一些科学家用该技术灌溉温室中的花卉和蔬菜。到了20世纪50年代后期,以色列研制成功长流管式滴头解决了长期以来的滴头问题。在70年代,由于便宜的塑料管道大量生产,极大地促进了细流灌溉的发展,推动了细流灌或微灌系统包括滴灌、微喷雾灌以及微喷灌等技术的进步,在过去的40多年里,水肥一体化工程技术在全世界迅猛发展

美国目前是世界上微灌面积最大的国家,在灌溉农业中60%的马铃薯、25%的玉米、33%的果树均采用水肥一体化技术。现在加利福利亚州已建立了完善的水肥一体化设施及服务体系,果树生产均采用了滴灌、渗灌等水肥一体化技术,成为世界高价值农产品现代农业生产体系的典型。德国20世纪50年代塑料工业兴起后,高效灌溉技术得到了迅速发展,而且灌水与施肥很快结合进行,发展成为一种高精度控制土壤水分、养分的农业新技术。

荷兰从20世纪50年代初以来,温室数量大幅增加,通过灌溉系统施用的液体肥料数量也大幅增加,水泵和用于实现养分精确供应的肥料混合罐也得到研制和开发。澳大利亚近年来水肥一体化技术发展迅速,2006~2007年设立总额100亿澳元的国家水安全计划,用于发展灌溉设施和水肥一体化技术,并建立了系统的墒情监测体系,用于指导灌溉施肥。

自20世纪60年代初起,以色列开始普及灌溉施肥技术,1964年建成了用于灌溉施肥的全国输水系统,全国耕地中大约有一半以上应用加压灌溉施肥系统,包括果树、花卉、温室作物、大田蔬菜和大田作物。20世纪80年代初,以色列的灌溉施肥技术应用到了自动推进机械灌溉系统,施肥系统也由过去单一的肥料罐,发展为肥料罐、文丘里真空泵和水压驱动肥料注射器等多种模式并存,并且引入电脑控制技术及设备,养分分布的均匀度显著提高。

此外,水肥一体化发展较快的还有西班牙、意大利、法国、印度、日本、南非等国家。水肥一体化技术是节水、节肥的一项重要技术,欧洲很多地区并不缺水,但仍采用此项技术,考虑的是该项技术的其他优点,特别是对环境的保护效果。


水肥一体化设备冬季养护要点

水肥一体化技术是将灌溉和施肥融为一体的技术,通过可控管道将水肥定时定点输送到土壤中,肥效快、效率高,还能有效避免环境污染。水肥一体化用得好,不仅可以减少化肥用量、降低成本,还可以促进作物增产、农民增收。冬季气温较低,时常有降温降雪天气,管道、阀门、水泵等设备若不精心维护,很容易出现生锈、损坏,造成资源浪费和环境污染。冬季水肥一体化设备应当细心养护。

  一、要想节本又增收,管带必须要回收

  “这片示范田的玉米长势喜人,穗子又大又饱满,我打赌产量肯定不会低!”内蒙古巴彦淖尔市杭锦后旗头道桥镇联增村的村民正在围观农业技术人员对膜下滴灌水肥一体化玉米种植区进行测产。“经专家测产,水肥一体化种植玉米平均亩产1118公斤,不仅能够增产203公斤,还能节水50%、节肥30%、省工80%,这样算下来一亩地可以节本增收330元左右。”该旗农业技术推广中心主任魏玉海向周围的农户宣布了测产结果。

  “水肥一体化既增产又增收,我们非常喜欢,但我们这是头一年用,玉米收回家后满地的管子,该怎么收拾呢?这滴灌带明年还能不能接着用呢?还有井房子那的铁疙瘩(首部)用不用拆呢?”该村村民袁双喜向笔者述说心中的疑惑。

  滴灌带(管)是滴灌系统的末端管网,是水肥一体化系统中向作物输送水肥的重要部分。“滴灌带主要有迷宫式滴灌带和内镶片式两种,迷宫式主要用于大田,使用年限一般为1年;内镶片式主要用在设施农业上,质量较好价格也较高,一般可以使用3-5年。”内蒙古土肥站技术人员白云龙介绍说,设施农业中的滴灌带在使用完毕后容易回收,而且可以直接二次使用,大田中的滴灌带回收较困难,第二年基本上不能再次直接使用。不能二次使用的滴灌带一定要及时回收,妥善处理,不能直接丢弃在农田中,更不能焚烧,以免污染环境。

  巴彦淖尔市乌拉特后旗巴音宝力格镇东升村的段路原家有200亩地,全部使用了膜下滴灌水肥一体化,对于滴灌带的回收问题他一点也不发愁。“旧滴灌带是可以卖的,从地里收起来往回收点一送,可以卖钱,也可以以旧换新,方便得很。”段路原所说的回收点其实是当地一家滴灌带回收加工厂,主要回收大田使用的迷宫式滴灌带,回收后再次加工造粒,添加新料,制造成新的滴灌带。老段还跟笔者算了一下经济账,一亩地的旧滴灌带送到回收点可以卖70元左右,买新的滴灌带每亩120元,这样折兑下来每年只要新投入50元就能继续使用滴灌了,生产成本又降低了不少。

  二、要想滴灌用得好,首部一定维护好

  滴灌水肥一体化设备的首部一般包括水泵、过滤设备、施肥设备等,是整个系统的核心部位。“首部就是滴灌水肥一体化的心脏,水泵有问题就会供水不足,过滤有问题就会管网堵塞、施肥有问题就会营养失调。”巴彦淖尔市乌拉特前旗农技中心的王建正在井房中跟农户讲解滴灌首部维护的要点。

  首先是水泵,在完成最后一次灌水后要及时擦净表面水渍,以防止生锈,并更换润滑油或黄油,用机油润滑的水泵在运行1000小时后,应及时清洗轴承及轴承体内腔,更换润滑油;用黄油润滑的要及时给电机轴承加黄油。离心式水泵运行超过2000小时的,所有部件应进行拆卸检查,清洗除垢,修复或更换损坏零件,必要时更换轴承,机组大修期一般为一年。

  其次是过滤设备,网式过滤器的过滤网相对而言容易堵塞损坏,秋季使用结束后,要将滤网及时取出,清洗干净,铁质过滤网一定要做好防锈处理;离心式过滤器在使用完后要及时打开排砂口,冲水排沙,防止堵塞;叠片过滤器使用完毕后要打开外壳,将叠片取出清洗干净,用干布将塑料壳内的密封圈擦干放回,然后开启底部集砂膛的丝堵,将积存物排出。

  之后是施肥设备,铁制压差施肥罐,要及时清理并控干水分,防止锈蚀,避免来年使用铁锈阻塞管道;塑料施肥桶也要及时清洗,放置在室内阴凉干燥处,以防止氧化造成桶体破损;注肥泵也要及时清洗,并更换涂抹润滑油。整个首部中的铁质部件要尽量拆解、洗净、晒干,做好防锈处理,以免影响第二年使用。此外,管网系统也要做好清洗工作,先打开若干轮灌组阀门(少于正常轮灌阀门数),再开启水泵,之后依次打开主管和支管末端堵头,高压冲洗,完成后打开地下管道末端阀门,排出管道积水,防止冬季低温冻裂管道,管网中能拆除的部分要尽量拆解,洗净入库保存。

  滴灌首部的维护和保养需要有一定的技术经验与专业知识,一般由固定的管理人员来进行,像水泵、施肥器等复杂设备更要由专业人员进行拆解维护。

  三、要想维护省点事,科学设计不能少

  现在对于膜下滴灌水肥一体化技术增加的滴灌管、水溶肥等物资的投入觉大部分农民已经接受了,但设备维护起来还存在一些问题。

  “滴灌是很好,但我们用着不省心啊!”巴彦淖尔市临河区双河镇的村民刘建中跟笔者抱怨着。原来为了用上滴灌,他联系了周边的几个农户,以集资的方式上了一套滴灌设备,按照耕地面积出资。但由于各户耕地面积不同、土地高低不等、种植作物不同等原因,轮灌区面积大小不均,管道爆裂跑水、跑肥等问题时有发生,维护起来十分费事。

  “要想水肥一体化用得省心省事,首先要合理的规划设计,其次还要建立设备使用和维护制度,这样才能最大程度避免设备出现故障。”据巴彦淖尔市农技中心主任张志忠介绍,大田生产环境复杂,在发展水肥一体化时一定要因地制宜、合理规划,要综合考虑水源、地形、作物等因素,科学合理地规划设计,这样不仅使用起来方便,还能减少维护成本。因此,在设计时切记不可盲目跟风,要找专业的技术人员实地勘测设计后,再施工建设,这样可以最大程度减少后期维修的投入。

自动水肥一体化工作原理是什么?有哪些部分组成?

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差),将可溶性固体或液体肥料,按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点,配兑成的肥液与灌溉水一起。

通过可控管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道和滴头形成滴灌、均匀、定时、定量,浸润作物根系发育生长区域,使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量,同时根据不同的作物的需肥特点,土壤环境和养分含量状况;作物不同生长期需水,需肥规律情况进行不同生育期的需求设计,把水分、养分定时定量,按比例直接提供给作物。

水肥一体化怎么实现?原理是什么?

水肥一体化就是通过灌溉系统给作物施肥浇水,作物吸收水分的同时吸收养分。通过与水系统有机结合,实现智能化控制。

整个系统可协调工作实施轮灌,充分提高灌溉用水效率,实现对灌溉,施肥的定时,定量控制,节水节肥节电,减少劳动强度,降低人力投入成本。

省力省时,提高产量。专用于连栋温室,日光温室,温室大棚和大田种植灌溉作业。

水肥一体化设备针对现在农业灌溉施肥有什么好处?

1.灵活、方便、准确地控制施肥时间和数量。
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。
3.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.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。
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。
6.有利于防止肥料淋溶至地下水而污染水体。
7.有利于实现标准化栽培。
8.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。
9.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。
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。
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。
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。
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。
14.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。
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。
16.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。

智能水肥一体机的安装需要注意事项

智能水肥一体机在农业生产中的应用,除了能为农业生产提供巨大的经济效益,也提升了农业生产的技术力量,是一项可持续发展的项目。在大面积种植中,智能水肥一体机的可以做出科学的指导,可以大量节省水肥,提高土地使用效率。

  另外在智能水肥一体机的的引导下,种植者可以全面的控制其生长环境的各项指标,做到精准控制与调整,进而提高生产效率。其安装注意事项有哪些:

  1、水质较差时,吸水口处宜用50目左右的砂网或过滤器,以防止杂物等。

  2、微灌带放在地面,出水口向下,地面尽量保持平整、避免高差过大。

  3、肥料提前融化,确保无颗粒状物质。

  4、微喷带主管不用至直接边在高压泵上,中间最好用厚皮管过度。

  5、运输、铺设中严禁机械或人为损伤,换茬时,将微灌带和主管拆除后,冲洗干净妥善保存在阴凉处,可延长使用寿命。

  6、使用压力不得超过性能要求。

  智能水肥一体机的应用是有助于农作物种植的,而它的作用不只在于保障施肥和灌溉的合理性和科学性,更在于指导农业的安全生产和可持续生产,是发展智慧农业的必然趋势。

甘蔗滴灌水肥一体化栽培技术的应用

本文总结滴灌水肥一体化在广西甘蔗上的应用,分析甘蔗滴灌用水、滴灌用肥情况,并分析目前该技术应用存在的问题,为今后推广提出建议。

水肥一体化技术是可以按照作物生长期需水、需肥量,把养分及水定时定量的提供给作物,借助灌溉系统的压力和水一起将可溶性肥料或液体肥料一起随输配水管道运送到作物根部。目前,比较常见滴灌与施肥的结合居多。滴灌系统是由水源、首部枢纽、干管、支管、灌水器等部分组成。

1、甘蔗主要栽培技术

(1)播种。将甘蔗斩成双芽或三芽段,切口要平,破裂少。用50%多菌灵可湿性粉剂或70%甲基托布津可湿性粉剂125~160g加水100kg,浸种消毒5min。以“品”字形或铁轨式的种茎,双行窄幅排放,种茎两行之间芽向两侧,距离10cm左右,种茎与土壤紧贴。采用宽窄行种植,宽行行距1.2~1.4m,窄行行距0.5~0.6m。

(2)机械化种植。采用机械化种植机施肥、砍种、播种、培土、铺设滴灌带、覆膜,一次性完成。

①播种。开行沟深度20~40cm,盖土3~4cm。

②施基肥。有机肥与无机肥配合施用,每亩施有机肥300kg、钙镁磷肥或过磷酸钙80~100kg、氯化钾或硫酸钾15~20kg、尿素10kg。也可施用含10%氮、磷、钾的复合肥80~100kg。

③防虫灭草。播种前每亩施地虫灵4.5kg,其他防治病虫害农药在播种时也一起施入。种植后宽行用除草剂喷洒,封闭杂草。

2、滴灌用水管理

(1)萌芽期。甘蔗播种期1~3月,干播湿出,播种后根据土壤墒情酌情滴灌,每次灌水量5~6m³。

(2)苗期。根据墒情和苗情以及天气降雨情况,甘蔗出苗期一般滴灌1~2次,每次灌水量5~6m³。

(3)分蘖期。甘蔗生长到30cm左右进入分蘖期,一般需30~40d完成,此时是形成亩有株数的重要时期。分蘖期一般滴灌2~3次,每次灌水量6~8m³。

(4)拔节伸长期。拔节伸长期处于一年中气温最高的时段,此时段甘蔗生长量大,是决定甘蔗产量和高质量的关键期,需肥量是整个生育期的70%~80%,根据甘蔗需水需肥情况滴灌4~5次,每次灌水量6~8m³。

(5)成熟期。甘蔗进入成熟期主要完成糖分积累,土壤水含量对甘蔗含糖量至关重要,可促进糖分形成,根据土壤墒情及降雨情况可滴灌1~2次,每次灌水量6~8m³,确保甘蔗新鲜度。

3、滴灌施肥管理

由于滴灌施肥是随水施肥,因此滴灌肥料是水溶性或液态肥,水肥被直接送到根部,养分向根部运动的距离被缩短,保证根系快速吸收。同时,水肥一体化将肥料直接运送到根部,使养分分布高度均匀,土壤与肥料的接触面积降低,土壤对肥料养分的固定减少,提高肥料利用率。

随水施肥应采取少量多次的方法,根系部分保持在适宜的、最佳的生长营养水平和含水量,还可根据气候、土壤等特性和不同作物的不同生育期需水需肥特点,灵活调节供应肥料种类及比例。

水肥一体化后是否需要再施基肥?

除了无土栽培,大多数采用水肥一体化的农场都还是施底肥的。
底肥采用有机肥和复合肥为生长前期的养分,有机肥可以改良土壤,复合肥有缓释作用,提高后劲。
水肥速效,适宜作为追肥,适宜在生长期采取少量多餐的方式施用。水肥用多了,会导致土壤/基质盐碱化,板结化,贫瘠化。
作物的追肥都是有最佳追肥期的,比如菜心,在抽薹期重点追肥最好,番茄在花期和坐果期追最好,因此前期的时候可以由底肥提供养分,后期水肥追肥提供后劲。

现阶段的水肥一体化强调的是补充施肥,就是作物生长阶段适当的补充营养。

如果说不在施用底肥,强调的是肥,可以理解为水溶肥,作物全程营养的概念。

现在国外已经有尝试不使用底肥,完全施用水溶肥,当然必须使用水肥一体化技术配合,也就是说基本上1-2天就补充一次肥料和水分。可参考基质栽培(岩棉/椰糠)。完全没有底肥。

自动化滴灌系统的冬季保养和维护方法

随着冬季的来临,灌溉季节也即将结束,为保证灌溉系统在下一个灌溉季节的正常使用,应对整个灌溉系统(包括泵、动力设备、过滤系统、施肥系统、田间阀门、管道系统等)进行全面的检查和维护,并将相关设备储藏入库。

灌溉季结束时的维护

1、全系统高压清洗。打开若干轮灌组阀门(少于正常轮灌阀门书),开启水泵,依次打开主管、支管的末端堵头及毛管,使用高压逐个清洗管道,力争将管道内积攒的污物清洗出去,然后把堵头装回。

2、过滤系统

(1)系统开启后,打开离心过滤器的排污口,观察出水,充分冲洗干净;在系统停止运行后将水排净;

(2)叠片过滤器。先把各个叠片过滤器清洗干净(必要时进行酸洗,例如用醋酸、草酸等,酸洗后用清水冲洗干净),然后用干布将塑壳内的密封圈擦干放回,然后开启排污口排净。

3、施肥系统

进行维护时,关闭水泵,开启与主管道相连的注肥口和驱动注肥系统的进水口,派去压力。

(1)排空施肥桶。先用清水清洗施肥桶,打开上端开口盖子,用过滤网将桶中的杂质捞出,用清水冲洗干净,打开底部排污口,将水排净;

(2)排空注肥泵。打开注肥泵两侧的蝶阀,使泵内的水分流净为止,用润滑油进行正常的润滑保养,然后重新组装好。

4、田间首部

(1)田间过滤器。打开田间过滤器,清洗过滤器,同时打开排水口将水分排净;

(2)电磁阀。将各阀门的手动位置置于开的位置;

5、输水管网

把田间主、支管道上的泄水球阀打开,将管道内的水排净,此阀门在冬季可以保持微开1/3的状态。

6、灌水器

在田间将各条滴灌毛管拉直,切勿使其扭曲。若冬季收回放回储藏室亦不可使其扭曲放置。