实施滴灌水肥一体化技术是田间配套节水设施,普及推广节水、节肥的一项技术,此技术能够提高水资源、肥料的利用率、节约水肥、缓解水资源紧缺的矛盾,缓解我国肥料短缺和大量施肥与环境污染的矛盾,促进农业的可持续发展。
一、滴灌水肥一体化的技术
滴灌是指按照作物需水要求,通过低压管道系统与安装在毛管上的灌水器,将水和作物需要的养分一滴一滴,均匀而又缓慢的滴入作物根区土壤中的灌水方法。滴灌不破坏土壤结构,土壤内部水、肥、气、热经常保持适宜于作物生长的良好状况,蒸发损失小,不产生地面径流,几乎没有深层渗漏,是一种省水的灌水方式。滴灌适应于粘土砂壤土、轻壤土等;滴灌的地面输水管采用结构简单,组装、拆卸较方便,因此适应各种复杂的地形,工程建设不需做大量的平地工作。
以膜下滴灌为例,膜下滴灌是在膜下应用滴灌技术,它具有显著的节水、节肥效果。据测算,膜下滴灌与沟灌相比,平均产量增加20%以上,节水40%—50%,化肥的利用率提高20%以上。其次,投工费用很低。再次,膜下滴灌技术从根本上改变了传统农业的用水方式,为更好的进行田间管理提供了技术支撑,提高了土地资源和水资源的利用率。最后,实施膜下滴灌技术,可有效改良农田的土壤结构,防止土壤次生盐渍化。膜下滴灌技术适用作物很多,尤其适用于棉花、玉米、番茄、大棚温室作物、大田蔬菜、果树、生态林等作物使用。
三、滴灌水肥一体化的优缺点
(一)滴灌水肥一体化与传统地面灌溉相比,具有以下优点:
1、提高水的利用率:滴灌水的利用率可达95%。一般比地面浇灌省水30%~50%,有些作物可达80%左右,比喷灌省水10%~20%。
2、节省肥料:适时适量地将水和营养成分直接送到根部,提高了肥料利用率。
3、节省劳力:灌溉是管网供水,操作方便,而且便于自动控制,因而可节省劳力。
4、灌溉均匀:灌溉系统能够做到有效地控制每个灌水器的出水流量,因而灌溉均匀度高,一般可达80%~90%。
5、便于农作管理:灌溉只湿润作物根区,其行间空地保持干燥,因而即使是灌溉的同时,也可以进行其他农事活动。
6、可减少病虫害的发生:灌溉可以降低室内的空气湿度,减少蔬菜农药残留量,提高了蔬菜品质。
7、提高农作物产量:灌溉可以给作物提供更佳的生存和生长环境,使作物产量大幅度提高,一般增产幅度达30%~80%。
8、降低了能耗:灌溉比地面畦灌可减用水量50%~70%,因而可降低抽水的能耗;一般能耗可下降30%左右。
9、提早供应市场:使用灌溉系统,一般可早应市15~30天。
10、延长市场供应期:改善了环境,可使作物更长时间内保持生长旺盛,从而可延长市场供应期,获得最佳收入。
(二)滴灌水肥一体化的缺点:
1、易引起堵塞:灌溉时水质要求较严,一般均应经过过滤,必要时还需经过沉淀和化学处理。
2、可能引起盐分积累:当在含盐量高的土壤上进行滴灌或是利用咸水灌溉时,盐分会积累在湿润区的边缘引起盐害。
3、可能限制根系的发展:由于灌溉只湿润部分土壤,加之作物的根系有向水性,这样就会引起作物根系集中向湿润区生长。
五、滴灌水肥一体化可能遇到的问题
(一) 肥料选择问题
1.用于滴灌施肥的化肥特性及选择
为了合理运用滴灌施肥技术,必须掌握化肥的化学物理性质。在进行滴灌水肥一体化中,化肥应符合下列基本要求:
(1)高度可溶性,最好是全水溶;
(2)溶液的酸碱度为中性至微酸性;
(3)没有钙、镁、碳酸氢盐或其它可能形成不可溶盐的离子;
(4)金属微量元素应当是螯合物形态;
(5)含杂质少,不会对过滤系统造成很大负担。
1) 肥料的可溶性:由于滴灌水器流道较小,因此利用滴灌系统施肥时,首先要考虑肥料的可溶性。应该牢记,当使用固态肥料制备肥料溶液时只能使用100%溶于水的肥料。
2)肥料的兼容性:
(1)制备过程中的安全性;
(2)当把不同肥料溶液加入同一储液罐时,肥料溶液之间的相互作用;
(3)液体肥料在灌溉系统中的反应;
(4)灌溉系统对堵塞和其他问题的敏感性。
2、肥料的混合以及相互作用
1)肥料混合时的反应:在配置用于灌溉施肥的营养液时,必须考虑不同肥料混合后产物的溶解度,一些肥料混合物在贮肥罐中由于形成沉淀而使混合物的溶解度降低。
2)肥料溶解时的温度变化:多数肥料溶解时会伴随热反应。如磷酸溶解时会放出热量,使水温升高;尿素溶解是会吸收热量,使水温降低,了解这些反应对田间配置营养母液有一定的指导意义。
3)肥料与灌溉水的反应:灌溉水中通常含有各种离子和杂质,如钙镁离子、硫酸根离子、碳酸根和碳酸氢根离子等。这些灌溉水中固有的离子达到一定浓度时,会与肥料中有关离子反应,产生沉淀。
4)灌溉用肥料与设备的反应:因为肥料要通过微灌系统使用,微灌系统的材料和肥料要直接接触,有些材料容易被腐蚀,生锈或溶解,有些则抗性强,可耐酸碱盐。
3、用于滴灌施肥的有机肥种类:有机肥要用于微灌系统,主要解决两个问题:一是有机肥必须液体化,二是要经过多级过滤。
(二)堵塞问题
1、人为因素的堵塞主要是由于:
(1)过滤器选择不正确,甚至根本不用过滤器;
(2)系统调试前没有冲洗管道;
(3)微生物进入滴头,引起堵塞;
(4)没有定期打开管尾冲洗管道。
(5)铺设管道时不平整,时常有折叠情况。
2、化学因素的堵塞问题主要是由于肥料间的化学反应产生沉淀而形成的,这种情况下选择合适的肥料或肥料组合是最关键的。
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体物质的沉淀;
(2)植物根系的侵入;
(3)长时间使用滴灌设施导致设施生锈,从而引起设施的堵塞;
(4)肥料吸热。