蔬菜高效水肥一体化灌溉技术的实践与发展建议

随着“菜篮子”工程的实施,近年来我国的蔬菜产业发展迅猛,在中国经济发展特别是在农业结构调整过程中有重要的地位。目前,我国年人均蔬菜占有量已达311.10kg,大大超过世界人均105.00kg的水平。施肥和灌溉是蔬菜生产中两项重要的田间作业,肥料成本是生产成本的重要组成,灌溉水资源的利用与保护,关系到农业的可持续发展和生态保护。长期以来,蔬菜灌溉施肥模式的落后与肥料的过度滥用,不仅制约了我国蔬菜生产的长期健康发展,也导致食品安全危机、环境污染等一系列严重问题的产生。

广义的水肥一体化是指根据作物需求,对农田水分和养分进行综合调控和一体化管理,以水促肥、以肥调水,实现水肥耦合,全面提升农田水肥利用效率。狭义的水肥一体化是将肥料溶解在水中,借助管道灌溉系统,使灌溉与施肥同时进行,适时适量地满足作物对水分和养分的需求,实现水肥一体化管理和高效利用。研究表明,地表灌溉的利用率仅为45%,喷灌为75%,而滴灌高达95%,还可节约60%以上的肥料,节省80%以上的用工。随着农业部对水肥一体化应用范围以及重视程度不断加大,蔬菜水肥一体化进程得到了有效推广。推广水肥一体化技术就是将灌溉施肥效益最大化。

1、蔬菜高效灌溉的主要模式

一套典型的高效灌溉系统通常由首部枢纽、控制系统、供水管网及灌水器等组成。首部枢纽一般包括取水口、提水增压泵、过滤系统、施肥系统;控制系统包括电器控制柜或程序控制器、电磁阀或闸阀、传感器、控制线路等;供水管网包括总管、干管、支管和毛管;灌水器是整个系统末端的灌水装置,分为滴灌、微喷和喷灌系列。

(1)滴灌

滴灌是按照作物的需水要求,通过整体式的滴灌带、滴灌管,将安装在毛管上的滴箭、滴头或者其它孔口式灌水器把水或者肥料均匀而又精准地滴入作物根系区附件土壤中的灌水方法。滴灌不会破坏土壤结构,可以使土壤内部水、肥、气、热等经常保持在适宜作物生产的良好状况,蒸发损失小,不产生地面径流及深层渗漏。由于具有精准、微量、可控等特点,滴灌系统是高效水肥一体化灌溉中应用最多的载体。

(2)微喷

微喷是利用折射、旋转或辐射式等微型喷头,或微喷带等灌水器,将水或肥料均匀喷洒到作物表面或根区的灌水形式,微喷的工作压力低、流量小,与滴灌一起均属于微灌范畴。按用途不同分为以灌溉和调节小气候为目的2种,适用于所有适合叶面灌溉的蔬菜。

(3)喷灌

喷灌是借助专业的喷头将具有一定压力的水喷洒到空中,散成细密均匀的水滴后降落到地面或作物叶面的灌水方法。因材质不同,喷灌喷头通常有塑料、合金和全铜等类型;从喷洒角度上来分,有全圆和可控角喷头;从安装形式上通常分为移动式、半固定式和固定式喷灌系统。常用的摇臂式喷头喷洒半径可从几米到数十米。喷灌具有覆盖范围大、投资较低、安装使用方便等特点,广泛用于大面积种植的露天蔬菜基地。

(4)潮汐灌溉

潮汐灌溉是一种针对盆栽植物的营养液栽培和为容器育苗所设计的底部给水的先进灌溉方式。潮汐灌溉系统由营养液循环系统、控制系统、栽培床、栽培容器组成。该方式利用落差原理,实现定时给水与施肥。将种植盆置于营养种植槽内,营养液定期循环流动,需定期检测和调节营养液。

2、主要蔬菜适宜的高效灌溉模式

水为蔬菜的生长提供必要条件,水、肥、气、热等基本要素中,水最为活跃。蔬菜是需水量较大的作物,与其他农作物相比,蔬菜对水分尤为敏感。蔬菜生长期间灌水较为频繁,灌水及时与否对产量的高低和质量好坏有明显影响。

花生水肥一体化管理的三大好处

花生水肥一体化管理是按照花生生长需求,进行全生育期需求设计,把水分和养分定量、定时,按比例直接提供给作物。其主要特点表现为小流量、长时间、高频率、局部灌溉、按需分配。花生水肥一体化管理主要有三方面好处∶

1、节水。传统的灌溉一般采取洼灌和浸灌,水常在输送途中或在非根系区内浪费。而水肥一体化技术使水肥相融合,通过可控管道滴状浸润作物根系,能减少土壤湿润深度和湿润面积,从而减少水分的下渗和蒸发,提高水分利用率,通常可节水30%~40%。灌水均匀度可提高80%~90%。

2、提高肥料利用率。水肥一体化技术在测土配方施肥的基础上,根据花生不同生育时期的需肥规律,先将肥料溶解成浓度适宜的水溶液,采取定时、定量、定向的施肥方式,除了减少肥料挥发、流失及土壤对养分的固定外,实现了集中施肥和平衡施肥,在同等条件下,一般可节约肥料30%~50%。

3、提高农药利用率。花生地下病虫危害严重,传统施药方法农药用量大,效果差。采用水肥一体化技术在浇水施肥的同时将专用农药随水肥一起集中施到花生根部,能充分发挥药效,有效抑制作物病虫害的发生,并且每亩农药用量减少15%~30%。

农田水肥一体化自动滴灌系统

一、模块化

农田滴灌自动系统主要由以下几个部分组成∶

1、水源∶水源井或渠水

2、过滤∶砂滤、沉淀或精密过滤

3、计量∶对浇灌用水量进行计量

4、轮灌控制∶手动或自动进行轮灌控制

5、施肥∶人工施肥或自动计量跟踪施肥

6、自动控制系统∶自动控制系统时整个系统的控制中心,有可编程控制器、触摸屏,计算机组成。

我们所做的整个系统力求采用现代化的自动化技术来替代人工的繁重劳动操作,做到科学化、自动化滴灌和精准化施肥。

我们的农田水肥一体化自动化滴灌系统将以上几个部分整合,做成以下几个模块,可在实际中组合和控制。

番茄种植中的水肥一体化应用

番茄是一种茄果类蔬菜,果实营养丰富,适应性强,结果期长,产量较高,耐储运,是主要的夏、秋菜,在市场供应中占据了重要的地位。由于生长迅速,生长期长,故需肥量充足而全面,除了要在栽培的时候施足底肥同时还要在生长期及时煮沸,主要的施肥方式有冲施、滴灌和叶面喷施。

水肥一体化管理常采用的肥料主要是以水溶肥为主,主要是肥料利用率高,见效快,节水节肥,农民的投入成本低。番茄味持续生长和结果的蔬菜,增长结果期,这个时期除了充足的底肥外,还要充足的追肥,底肥的话可以用复合肥和微生物菌肥配合施肥,提高土壤中养分的含量。出苗后如果养分不足可以随水冲施一些喜满地的促长水溶肥,主要是高氮型的,改善植株的长势,或者喷施0.1%-0.2%的尿素溶液和0.2%的磷酸二氢钾溶液,这个是催苗肥。

第二次施肥可以在番茄第一次坐果后可以使,这个时候可以使用膨大肥,可以用高钾肥,促进果实的快速膨大,后期第三次施肥可以根据果实的采收频率进行施肥,或者在果实采收期用0.2%-0.4%的磷酸二氢钾和0.2%-0.5%的尿素水液进行叶面喷施,这个都能促进果实的膨大和改善番茄的品质。

水肥一体化系统设计方案

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灌溉系统,将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起,均匀、准确地输送到作物根部土壤。采用灌溉施肥技术,可按照作物生长需求,进行全生育期需求设计,把水分和养分定量、定时,按比例直接提供给作物。压力灌溉有喷灌和微灌等形式。<proinsight-br>水肥一体化<proinsight-br> 目前常用形式是微灌与施肥的结合,且以滴灌、微喷与施肥的结合居多。微灌施肥系统由水源、首部枢纽、输配水管道、灌水器四部分组成。水源有:河流、水库、机井、池塘等;首部枢纽包括电机、水泵、过滤器、施肥器、控制和量测设备、保护装置;输配水管道包括主、干、支、毛管道及管道控制阀门;灌水器包括滴头或喷头、滴灌带。<proinsight-br> 水肥一体化的优点:<proinsight-br> (1)节省施肥劳力,特别对蔬菜和大棚内栽植的作物尤为明显。<proinsight-br> (2)提高肥料的利用率。<proinsight-br> (4)施肥及时,养分吸收快速。<proinsight-br> (5)有利于应用微量元素。<proinsight-br> (6)改善土壤环境状况。<proinsight-br> (7)采用滴灌施肥方法可使作物在边际土壤条件下正常生长。<proinsight-br> (8)应用管道施肥可以提高作物抵御风险的能力。<proinsight-br>

智慧灌溉云系统可以根据作物的需水规律、土壤水分、土壤性质等条件提供最适合的水肥灌溉方案,水肥一体化设备按照该方案进行定时、定量灌溉。整个灌溉过程实现全自动管理,以往需要十几个人参与的灌溉过程,使用该设备只需要一个人便可以完成,大大节约人力物力。

水肥一体化的要点-维护

维护

膜下滴灌系统设备日常维护和保养,需要有懂得膜下滴管技术、责任心强的固定管理人员来进行,并在此基础上建立科学的维修保养制度。

水源工程–除隐患是日常重点吗

经常检查井房和水房,排除隐患。如果建有蓄水池,需定期对蓄水池内泥砂等沉积物进行清洗排除。灌溉季节结束后,应排出所有管道中的存水,封堵阀门和水井。

首部系统–检查维护方法有哪些

水泵运行前检查水泵与电机的连轴器是否同心,间隙是否合适,其他各部件是否正常,转动是否灵活,有问题及时排除。运行中检查各种仪表的读数是否在正常的范围内,轴承部位的温度是否过高,水泵和水管有没有漏水和进气情况,水泵停机前应先停起动器,然后拉电闸。水泵每次停止工作后,应擦拭表面水迹,防止生锈。用机油润滑的新水泵运行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,每年运行前应将轴承及轴承体清洗干净,运行期内定期即一般4个月左右就要给电动机轴承加黄油。机械密封润滑剂应无固体颗粒,严禁机械密封在干磨情况下工作。离心式水泵运行超过2000小时后,所有部件应进行拆卸检查,清洗,除锈去垢,修复或更换各种损坏零件,必要时更换轴承,机组大修期一般为一年。

详解水肥一体化的要点-水源

水肥一体化能否落地生根,既取决于农民的意愿和接受程度,同时作为一个集成度较高的技术活,水源至关重要。

水源

灌溉水源是指可以用于灌溉的水体,一般分为地表水和地下水两种,主要包括井水、泉水、水库、渠道、江河、湖泊、池塘等,但水质必须符合灌溉水质的要求。

1、首部建设–遇到“砂水井”怎么办

滴灌首部受水源条件影响最大的是过滤器。过滤器类型主要包括砂介质过滤器、离心过滤器、筛网过滤器和叠片式过滤器等。

地下水源主要包括深水井和浅水井。深水井井深超过20米,水质较好,含砂量较少,一般通过“离心+筛网”或“离心+叠片”二级过滤后即可进入灌溉管道。如含砂量较多一般不选用叠片式过滤器。普遍选用“离心+筛网”二级过滤器组合。浅水井井深在20米以内的,水质受地域影响较大,含砂量相对较多,需安装“离心+筛网”二级过滤器组合。如含砂量较大的“砂水井”一般在水源处修建沉淀池,然后通过水泵加压再进行“离心+筛网”二级过滤器组合,或水源经过“离心+筛网”二级过滤器组合后只过滤掉颗粒较大的粗砂,粒径较小的细砂直接进入毛管,灌水完成后打开毛管堵头对管道进行冲洗。

地表水源与地下水源相比不仅含砂量大,同时有机物等杂质含量也较多,因此需在首部修建沉淀池,首部过滤系统可选用“砂石+筛网”二级过滤组合。

水肥一体化的三大好处

水肥一体化其实简单来说就是农作物的灌溉水和肥料混合,对农作物灌溉的同时施肥,水肥一体化技术以喷灌、滴灌技术为基础,将灌溉和施肥融为一体,根据土壤壤情、作物需肥规律和特点,将适当比例的肥料和灌溉水兑在一起,将肥水均匀、定时、定量地喷洒在作物生长区域。这样做的好处有以下三点。

1、吸收快、肥效好、养分利用率高。传统施肥就好比吃钙片补钙,而肥水一体化则是喝液体钙,一定程度上避免了肥料的挥发损失。

2、减少了肥料在地里的残留,缓解了水体污染,一定程度上节约了人力物力,尤其是肥料和灌溉水的使用量,降低了生产成本。大面积的喷灌、滴灌技术运用能缩减人力成本。

3、对减少病虫害有一定帮助。水肥一体化技术有助于调节田间湿度,减轻病虫害的发生。对土传病害(茄科植物疫病、枯萎病等等,会随流水传播)也有很好的控制作用。

水肥一体机的特点

这项技术的优点是灌溉施肥的肥效快,养分利用率提高。可以避免肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失、溶解慢,最终肥效发挥慢的问题;尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失的问题,既节约氮肥又有利于环境保护。所以水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。据华南农业大学张承林教授研究,灌溉施肥体系比常规施肥节省肥料50%~70%;同时,大大降低了设施蔬菜和果园中因过量施肥而造成的水体污染问题。由于水肥一体化技术通过人为定量调控,满足作物在关健生育期“吃饱喝足”的需要,杜绝了任何缺素症状,因而在生产上可达到作物的产量和品质均良好的目标。

水肥一体化的技术要领

水肥一体化是一项综合技术,涉及到农田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面,其主要技术要领须注意以下四方面: 一、首先是建立一套滴灌系统。在设计方面,要根据地形、田块、单元、土壤质地、作物种植方式、水源特点等基本情况,设计管道系统的埋设深度、长度、灌区面积等。水肥一体化的灌水方式可采用管道灌溉、喷灌、微喷灌、泵加压滴灌、重力滴灌、渗灌、小管出流等。特别忌用大水漫灌,这容易造成氮素损失,同时也降低水分利用率。 二、施肥系统。在田间要设计为定量施肥,包括蓄水池和混肥池的位置、容量、出口、施肥管道、分配器阀门、水泵肥泵等。 三、选择适宜肥料种类。可选液态或固态肥料,如氨水、尿素、硫铵、硝铵、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、硝酸钙、硫酸镁等肥料;固态以粉状或小块状为首选,要求水溶性强,含杂质少,一般不应该用颗粒状复合肥(包括中外产品);如果用沼液或腐殖酸液肥,必须经过过漏,以免堵塞管道。 四、灌溉施肥的操作。 1.肥料溶解与混匀:施用液态肥料时不需要搅动或混合,一般固态肥料需要与水混合搅拌成液肥,必要时分离,避免出现沉淀等问题。 2.施肥量控制:施肥时要掌握剂量,注入肥液的适宜浓度大约为灌溉流量的0.1%。例如灌溉流量为50m3/亩,注入肥液大约为50升/亩;过量施用可能会使作物致死以及环境污染。 3.灌溉施肥的程序分3个阶段:第一阶段,选用不含肥的水湿润;第二阶段,施用肥料溶液灌溉;第三阶段,用不含肥的水清洗灌溉系统。 总之,水肥一体化技术是一项先进的节本增效的实用技术,在有条件的农区只要前期的投资解决,又有技术力量支持,推广应用起来将成为助农增收的一项有效措施。