實施滴灌水肥一體化技術是田間配套節(jié)水設施,普及推廣節(jié)水、節(jié)肥的一項技術,此技術能夠提高水資源、肥料的利用率、節(jié)約水肥、緩解水資源緊缺的矛盾,緩解我國肥料短缺和大量施肥與環(huán)境污染的矛盾,促進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
一、滴灌水肥一體化的技術
滴灌是指按照作物需水要求,通過低壓管道系統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。滴灌不破壞土壤結構,土壤內部水、肥、氣、熱經常保持適宜于作物生長的良好狀況,蒸發(fā)損失小,不產生地面徑流,幾乎沒有深層滲漏,是一種省水的灌水方式。滴灌適應于粘土砂壤土、輕壤土等;滴灌的地面輸水管采用結構簡單,組裝、拆卸較方便,因此適應各種復雜的地形,工程建設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用滴灌技術,它具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥效果。據測算,膜下滴灌與溝灌相比,平均產量增加20%以上,節(jié)水40%—50%,化肥的利用率提高20%以上。其次,投工費用很低。再次,膜下滴灌技術從根本上改變了傳統農業(yè)的用水方式,為更好的進行田間管理提供了技術支撐,提高了土地資源和水資源的利用率。最后,實施膜下滴灌技術,可有效改良農田的土壤結構,防止土壤次生鹽漬化。膜下滴灌技術適用作物很多,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
(一)滴灌水肥一體化與傳統地面灌溉相比,具有以下優(yōu)點:
1、提高水的利用率:滴灌水的利用率可達95%。一般比地面澆灌省水30%~50%,有些作物可達80%左右,比噴灌省水10%~20%。
2、節(jié)省肥料:適時適量地將水和營養(yǎng)成分直接送到根部,提高了肥料利用率。
3、節(jié)省勞力:灌溉是管網供水,操作方便,而且便于自動控制,因而可節(jié)省勞力。
4、灌溉均勻:灌溉系統能夠做到有效地控制每個灌水器的出水流量,因而灌溉均勻度高,一般可達80%~90%。
5、便于農作管理:灌溉只濕潤作物根區(qū),其行間空地保持干燥,因而即使是灌溉的同時,也可以進行其他農事活動。
6、可減少病蟲害的發(fā)生:灌溉可以降低室內的空氣濕度,減少蔬菜農藥殘留量,提高了蔬菜品質。
7、提高農作物產量:灌溉可以給作物提供更佳的生存和生長環(huán)境,使作物產量大幅度提高,一般增產幅度達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、提早供應市場:使用灌溉系統,一般可早應市15~30天。
10、延長市場供應期:改善了環(huán)境,可使作物更長時間內保持生長旺盛,從而可延長市場供應期,獲得最佳收入。
(二)滴灌水肥一體化的缺點:
1、易引起堵塞:灌溉時水質要求較嚴,一般均應經過過濾,必要時還需經過沉淀和化學處理。
2、可能引起鹽分積累:當在含鹽量高的土壤上進行滴灌或是利用咸水灌溉時,鹽分會積累在濕潤區(qū)的邊緣引起鹽害。
3、可能限制根系的發(fā)展:由于灌溉只濕潤部分土壤,加之作物的根系有向水性,這樣就會引起作物根系集中向濕潤區(qū)生長。
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
為了合理運用滴灌施肥技術,必須掌握化肥的化學物理性質。在進行滴灌水肥一體化中,化肥應符合下列基本要求:
(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)金屬微量元素應當是螯合物形態(tài);
(5)含雜質少,不會對過濾系統造成很大負擔。
1) 肥料的可溶性:由于滴灌水器流道較小,因此利用滴灌系統施肥時,首先要考慮肥料的可溶性。應該牢記,當使用固態(tài)肥料制備肥料溶液時只能使用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)當把不同肥料溶液加入同一儲液罐時,肥料溶液之間的相互作用;
(3)液體肥料在灌溉系統中的反應;
(4)灌溉系統對堵塞和其他問題的敏感性。
2、肥料的混合以及相互作用
1)肥料混合時的反應:在配置用于灌溉施肥的營養(yǎng)液時,必須考慮不同肥料混合后產物的溶解度,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)肥料溶解時的溫度變化:多數肥料溶解時會伴隨熱反應。如磷酸溶解時會放出熱量,使水溫升高;尿素溶解是會吸收熱量,使水溫降低,了解這些反應對田間配置營養(yǎng)母液有一定的指導意義。
3)肥料與灌溉水的反應:灌溉水中通常含有各種離子和雜質,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到一定濃度時,會與肥料中有關離子反應,產生沉淀。
4)灌溉用肥料與設備的反應:因為肥料要通過微灌系統使用,微灌系統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,可耐酸堿鹽。
3、用于滴灌施肥的有機肥種類:有機肥要用于微灌系統,主要解決兩個問題:一是有機肥必須液體化,二是要經過多級過濾。
(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)系統調試前沒有沖洗管道;
(3)微生物進入滴頭,引起堵塞;
(4)沒有定期打開管尾沖洗管道。
(5)鋪設管道時不平整,時常有折疊情況。
2、化學因素的堵塞問題主要是由于肥料間的化學反應產生沉淀而形成的,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的沉淀;
(2)植物根系的侵入;
(3)長時間使用滴灌設施導致設施生銹,從而引起設施的堵塞;
(4)肥料吸熱。