節(jié)水灌溉施肥技術(shù)在商丘市的應(yīng)用研究

劉東臨

摘 要：現(xiàn)如今，社會的兩大主題為節(jié)約資源和提高資源利用率。人們越來越關(guān)注水資源短缺的問題，怎么樣使農(nóng)業(yè)用水有效減少并使其利用率得到提高已經(jīng)成為一項重要課題；與此同時，為了減少化肥過量使用污染環(huán)境，保護環(huán)境和食品安全，需要加大對肥料利用率的提高。而將灌水與施肥進行有效融合，能夠有效提升作業(yè)效率，還能夠提高水和肥料的利用率，得到了廣大農(nóng)民的認可。本位主要圍繞節(jié)水灌溉施肥技術(shù)發(fā)展情況，詳細分析了節(jié)水灌溉施肥技術(shù)在我國的應(yīng)用現(xiàn)象和發(fā)展情況，希望能夠給今后的農(nóng)業(yè)發(fā)展提供幫助。

關(guān)鍵詞：節(jié)水灌溉；施肥技術(shù)；水肥結(jié)合

所謂的灌溉施肥技術(shù)，就是將肥料與灌溉相結(jié)合形成的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，它不僅能夠達到最大化的產(chǎn)量，而且還能夠降低環(huán)境污染。一般情況下，通過明渠、漫灌和溝灌來實現(xiàn)供水。現(xiàn)如今，最有效的供水方法就是微灌，它能夠?qū)崿F(xiàn)對根區(qū)局部供水。局部供水導(dǎo)致根系生長受限制，所以需要不斷的進行養(yǎng)分補充，而將在灌溉水中加入養(yǎng)分能夠很好的實現(xiàn)對根系的養(yǎng)分補給，對節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生巨大影響。

1 國際節(jié)水灌溉施肥技術(shù)發(fā)展歷史

節(jié)水灌溉施肥技術(shù)是現(xiàn)代節(jié)約型農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，它起源于無土栽培 （營養(yǎng)液栽 培）。1925年，溫室工業(yè)開始利用營養(yǎng)液栽培取代傳統(tǒng)的土壤栽培，第二次世界大戰(zhàn)加速了無土栽培的發(fā)展，成為美軍新鮮蔬菜的重要來源。20世紀50年代中期，在美國開始進行小規(guī)模的灌溉施肥，且只在地面灌溉、漫灌和溝灌中應(yīng)用，常用的肥料有氨水和硝酸銨。由于灌溉水的利用率很低，使得肥料的氮利用率也很低。在荷蘭，由于溫室數(shù)量大幅度增加，通過灌溉系統(tǒng)施用的肥料量也大幅增加，水泵和用于實現(xiàn)養(yǎng)分精確供應(yīng)的肥料混合罐也得到研制和開發(fā)。20世紀60年代始，以色列灌溉施肥技術(shù)的發(fā)展與微灌的發(fā)展和應(yīng)用同步進行，在噴灌中得到廣泛應(yīng)用，80年代，開始將灌溉施肥技術(shù)應(yīng)用到自動推進機械灌溉系統(tǒng)。

2 節(jié)水灌溉施肥技術(shù)

節(jié)水灌溉施肥技術(shù)是在節(jié)水灌溉技術(shù)的基礎(chǔ)上將肥料隨灌溉施入作物根系周圍。灌溉技術(shù)大致可分為自然灌溉和壓力灌溉。自然灌溉是世界上最普通的灌溉方法，如漫灌、溝灌等。這種灌溉方法，只有30%到70%的水留在植物根系分布區(qū)，水的利用率低，通常將一定量的固體肥料或肥料溶液倒入水渠里，隨灌水沖溶進入土壤，這樣大量的肥料養(yǎng)分，特別是氮肥，會隨水淋溶流失或滲漏到根層以下。難以被植物吸收利用，肥料利用率低，浪費嚴重，并且對環(huán)境可能產(chǎn)生污染。壓力灌溉是借助一定的設(shè)備設(shè)施給水以壓力來進行灌溉。主要有噴灌、微噴灌、滴灌、滲灌等形式，也是目前主要的節(jié)水灌溉形式。在加壓灌溉中，要有一定的壓力差將肥料溶液注入灌溉系統(tǒng)中。完成此項任務(wù)的方法有肥料罐、文丘里施肥器和施肥注射泵。肥料罐是在灌溉系統(tǒng)中減少首部的水流并將一部分轉(zhuǎn)移到含肥料的肥料罐所產(chǎn)生的壓力差來將肥料罐里的溶液注入灌溉系統(tǒng)中。一般用10min左右的管道，壓力梯度達到10～20kPa即可。肥料罐是用抗腐蝕的陶瓷襯底或鍍鋅鑄鐵、不銹鋼或纖維玻璃做成，以確保經(jīng)得住系統(tǒng)的工作壓力。固體可容肥料在肥料罐里逐漸溶解，液體肥料則與水快速混合。隨分流水產(chǎn)生的壓力差將罐內(nèi)肥料溶液逐步運走。該方法簡單、便宜，但無法精確控制灌溉水中的肥料注入速率和養(yǎng)分濃度，并且每次灌溉之前都要重新將肥料裝入施肥罐內(nèi)。文丘里施肥器是通過水流經(jīng)狹窄部分時流速加大形成負壓，將肥料溶液從敞口肥料罐通過狹縫下的管道吸取上來。吸肥量范圍大，養(yǎng)分濃度均勻，操作簡單，適用于自動化。但壓力損失大，吸肥量受壓力、壓力損耗和水管直徑影響，要通過控制閥和調(diào)節(jié)器來調(diào)整。施肥泵一般都是自動化控制的，泵上安有脈沖傳感器將活塞或膜的運動轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杹砜刂莆柿?。常用的施肥泵有水力?qū)動泵、膜式泵、活塞泵、無排水式泵和電力泵。

1、灌溉施肥的管理

灌溉施肥的管理主要是施肥時間和施肥量、肥料注入位置及自動控制等。施肥時間的安排與灌溉計劃緊密結(jié)合，而施肥量的確定一般根據(jù)試驗和分析結(jié)果，同時必須考慮灌溉水中所含各種營養(yǎng)元素的濃度和水質(zhì)。肥料注入位置，一是在田問控制首部將肥料溶液注入灌溉系統(tǒng)，另一種辦法是在一級主管起始端注入肥料。而最方便也是許多情況下投資最少的方法是在一個注入點集中注入肥料，這種布置可節(jié)省勞力而且適于自動化控制，肥料可以按比例或按數(shù)量施入灌溉系統(tǒng)。在按數(shù)量施肥中，每次灌溉期間可通過注射器、施肥泵或肥料罐將一定量的肥料注入灌溉系統(tǒng)，施肥可人工或自動化啟動和控制。自動控制是一種精確科學的灌溉施肥管理技術(shù)，有助于在同一個系統(tǒng)里應(yīng)用不同的灌溉施肥方式，并且不需人工調(diào)節(jié)，一般用螺線管、控制器、原位閉合液壓閥等硬件來完成自動控制。

2、灌溉施肥中的肥料

肥料有固體和液體兩種，肥料能否用于灌溉施肥取決于肥料本身的一些性質(zhì)，尤其是溶解性。一般所有的液體肥料和常溫下可溶解的固體肥料都可用于灌溉施肥。單一肥料使用時只要水質(zhì)合乎要求，一般不存在問題。若兩種或幾種肥料混合時要充分考慮其相融性，混合時必須保證肥料之間要相容，不能有沉淀生成，且混合后不改變它們的溶解度。另外，肥料與灌溉水的反應(yīng)也必須考慮，如含 Ca2+、Mg2+較高的水與一些磷酸鹽化合物很容易產(chǎn)生沉淀。溫度也是考慮的因素之一，一種肥料在夏天時可能完全溶解，但冬天時卻可能出現(xiàn)鹽析現(xiàn)象。在田間可用一系列的可容固體肥料配置用于灌溉施肥的營養(yǎng)母液，肥料用量和養(yǎng)分問的配比視作物的需求而定。

3、灌溉施肥技術(shù)的應(yīng)用

節(jié)水灌溉施肥技術(shù)應(yīng)用于不同的設(shè)施栽培條件、土壤條件和不同的作物是不同的，種植者必須了解養(yǎng)分吸收、葉片光合作用，并對灌溉水和排放水進行分析及進行土壤測試，并據(jù)此來制定最優(yōu)的施肥計劃。

3 節(jié)水灌溉施肥技術(shù)在我國的應(yīng)用

1、灌溉施肥技術(shù)在我國的發(fā)展

我國節(jié)水灌溉施肥技術(shù)始于微灌技術(shù)的推廣應(yīng)用。現(xiàn)如今灌溉施肥在中國尚處于發(fā)展階段，灌溉施肥應(yīng)用與理論研究正逐漸深入。由過去側(cè)重土壤水分狀況、節(jié)水和增產(chǎn)效益試驗研究，逐漸發(fā)展到灌溉施肥條件下水肥結(jié)合效應(yīng)及其對作物生理和產(chǎn)品品質(zhì)影響、養(yǎng)分在土壤中運移規(guī)律等方面的研究；由單獨注重灌溉技術(shù)、灌溉制度轉(zhuǎn)變到灌溉與施肥的綜合運籌。灌溉施肥設(shè)備也不斷改進，灌溉施肥水平日益提高。但我國灌溉施肥系統(tǒng)管理水平較低，應(yīng)用灌溉施肥技術(shù)面積所占比例較小，水肥結(jié)合應(yīng)用理論研究成果較少，深度不夠，某些灌溉施肥設(shè)備的質(zhì)量與國外同類產(chǎn)品相比較仍然存在較大差距。

2、技術(shù)研究與推廣存在的主要問題

（1）節(jié)水灌溉施肥的研究與技術(shù)培訓(xùn)投入不足，灌溉施肥的研究成果較少，還未形成系統(tǒng)的、標準化的應(yīng)用技術(shù)成果，而且在研究的物力、人力方面投入較少。在應(yīng)用中又缺乏對灌溉施肥專門知識的培訓(xùn)。

（2）灌溉技術(shù)與施肥技術(shù)脫離。由于灌溉與施肥相結(jié)合的應(yīng)用技術(shù)研究不足，微灌工程中施肥設(shè)備有設(shè)計但無安裝，加之管理體制造成的水利和農(nóng)業(yè)部門的分割等因素，使灌溉與施肥相脫節(jié)。

（3）灌溉施肥設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)相對滯后。我國微灌設(shè)備與施肥配套設(shè)備產(chǎn)品形式單一，技術(shù)含量低，設(shè)備研究與生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)系不緊密，嚴重制約了灌溉施肥技術(shù)的應(yīng)用。

（4）灌溉施肥系統(tǒng)管理水平低。灌溉施肥制度受人為因素影響大，多數(shù)情況下憑經(jīng)驗進行管理，而根據(jù)土壤水分養(yǎng)分含量及作物營養(yǎng)狀況實施即時監(jiān)測的灌溉施肥技術(shù)應(yīng)用較少，因此，灌溉施肥的效率較差。

4 結(jié)束語

根據(jù)市場分析和有關(guān)專家預(yù)測，在我國發(fā)展灌溉施肥的潛力主要表現(xiàn)在高產(chǎn)出的設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培；休閑、觀光農(nóng)業(yè)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園；城鎮(zhèn)環(huán)境綠化、公園、運動場以及目前大力發(fā)展的節(jié)水農(nóng)業(yè)，灌溉施肥在中國仍具較大的發(fā)展空間。

參考文獻

[1]杜錚；龐雄斌；萬勇；節(jié)水灌溉施肥技術(shù)與應(yīng)用；《湖北農(nóng)機化》[J]；2010