浅谈设施农业低压水肥一体化技术.pdf

0 引言水、肥的高效利用是中国农业的必由之路，灌溉施肥和水肥一体化则是实现节水、节肥的有效途径和重要措施，也是发展可持续农业的关键。 只有做到水、肥、生态农业的有机结合，才能为农民增收、农业增产创造良好的条件。 目前设施栽培更多依赖于传统的方式，依赖大量的人工施肥灌水，种植地区的土壤养分不平衡现象非常普遍，蔬菜、果树等生长发育特点非常适合应用肥水一体化技术进行精细管理，通过肥料和水分的综合管理，可以有效提高生产效率，应用先进的节水、节肥灌溉施肥技术，可提高经营管理水平，使果蔬生产向机械化、标准化、现代化方向发展。国内日益重视滴灌水肥一体化技术的理论研究与应用推广。 水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的技术1，是按照作物需水、需肥规律，根据土壤的墒情和养分状况，通过压力管道系统与安装在末级管道上的灌水器， 将肥料溶液以较小的流量均匀、准确直接地输送到作物根系附近的土壤表面或土层。重力滴灌系统是一种不靠动力驱动的滴灌设备， 主要由蓄水池、阀口控制部分（闸阀、水表、过滤器）、输水管道、滴灌管等部件组成。 它利用重力的原理，靠水源高度产生的自身压力，通过主管道、支管道及供水管网实现供水。1 水肥一体化设备堵塞是普遍现象需要解决目前，国内外水肥一体化滴灌滴头大多采用压力补偿式，流道和出水孔非常细小，一般在 1mm 左右，使用的滴灌由于受杂质、矿物质的沉淀的影响，会使毛管滴头堵塞，即使是在水质良好、采用较为完善过滤装置的条件下，仍有发生堵塞的可能2。 堵塞后，也很难恢复正常，滴灌的均匀度也不易保证。 与不施肥相比，施肥浓度越大，滴头加速堵塞的越明显。现有水肥一体化设备大多采作多重过滤首部技术，PH/EC自动化控制，采用水溶性肥料，设备成本在 2500 元/亩以上，维修运行成本高，用户难以接受。 我国水溶性肥料的行业标准对水不溶物含量要求小于 5%，一些复合肥料根本无法用于水肥一体化系统，这些肥料主要是溶解慢、颗粒杂质多、易堵塞过滤器和滴头。 有些肥料需要用户溶解后放置数小时再用上面澄清液，这在田间大规模应用是不现实的。 含杂质少的水溶肥料价格高，成为“贵族肥料”。2 解决设备堵塞关键技术1）合理配置过滤设备。 如果滴灌水源杂质含量较高时，需从滴灌系统的入口处加以预防，若水中杂质主要为泥沙，则首部过滤系统可选择离心式过滤器和网式过滤器组合； 若杂质主要为有机物污泥、藻类，可选择砂石过滤和网式过滤组合；如果水中既有砂石又有淤泥藻类，则需要离心过滤、砂石过滤器及网式过滤器组合。2）化学处理方法针对滴灌系统中的化学堵塞和生物堵塞3。可定期加入氯和酸进行消毒和酸化处理， 对由于有机质含量较高或藻类引起的堵塞，宜采用加氯处理方法，氯是一种常用的杀菌剂，在水中会水解、电离生成次氯酸离子，杀灭微生物。 然而，氯的可溶性离子会与水中的非溶解性发生化学反应生成新的沉淀，这种沉淀又成为别的细菌生长和繁殖的食物源，在一定程度上增加了堵塞的可能性。 加酸处理主要用来消除滴灌系统内的化学沉淀，无论是加氯处理还是加酸处理，如处理不当，都会对生态环境、作物及人类产生破坏和毒害作用，因此，须严格按规程操作。3）滴头结构的抗堵措施4。 压力补偿滴头其典型结构有孔口式、扁平式和圆柱式。压力补偿滴头特殊的结构设计，使其具有自冲洗功能和防止负压时吸入泥沙颗粒，提高了抗堵塞性能，还可利用水击清除堵塞的方法，通过在毛管尾部设置尾阀，当堵塞发生时，迅速打开毛管尾阀，再迅速关闭，在流道内产生水击脉动压力，使沉积颗粒变得松散易流动，经过几个周期可清除堵塞。4）将固定流道设计成常开流道5。 使滴水器形成滴状的流道扩大，常开流道设计为大于 2mm，设计流量为大于 2L/h，可减少过滤设备，减少微粒对滴灌系统的堵塞；或采取膜下开孔技术。3 结论综上所述，造成灌溉系统中滴头堵塞原因多种多样，而防止堵塞的措施建议从配置过滤设备、 滴头结构设计、 滴头流道设计、运行管理等方面进行。参考文献：1 王武.水肥一体化施用技术要点J.南方农机，2013，44(3)：42.2 赵建华.设施农业水肥一体化技术应用调查与思考J.现代农业，2015(1)：35.3 张敏.水肥一体化滴灌技术在设施蔬菜中的应用J.农业科技通讯，2017(12)：337-338.4 李晓瑞.农田滴灌系统滴头堵塞及防堵措施的研究进展J.安徽农业科学，2011，39(36)：22871-22873.5 凌杰.液压技术在现代农业机械中的应用现状与趋势J.南方农机，2017，48(6)：59-60.2019年8月上专家讲座 Expert Lectures浅谈设施农业低压水肥一体化技术*曹晓林1， 刘 洋1， 单 巍2（1.江西省农业科学院农业工程研究所，江西 南昌 330200；2.德兴市农业农村局，江西 上饶 334200）摘 要：灌溉施肥和水肥一体化是实现节水节肥的有效途径和重要措施，是发展可持续农业的关键。 只有做到水、肥、生态农业的有机结合，才能为农民增收、农业增产创造良好的条件。水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的技术，按照作物需水、需肥规律，根据土壤的墒情和养分状况，通过压力管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将肥料溶液以较小的流量均匀、准确直接地输送到作物根系附近的土壤表面或土层。 但水肥一体化设备容易堵塞，本课题就此展开探讨。关键词：设施农业；水肥一体化；设备堵塞；解决措施中图分类号：S365 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）15-0009-01基金项目：江西重点研发计划基于防堵塞重力滴头的水肥一体化滴灌技术的研究（20161BBF60144）作者简介：曹晓林（1970），男，江西九江人，硕士，研究员，研究方向：农业工程及自动化研究。9