尚素貞 夏秀紅
為滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求和人們的消費(fèi)追求,我國(guó)種植業(yè)已從傳統(tǒng)的小規(guī)模種植發(fā)展到如今的大棚種植。然而,大多數(shù)地區(qū)的溫室蔬菜種植出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)虧損現(xiàn)象,對(duì)種植者的收益造成嚴(yán)重影響。因此,水肥一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,有效解決了溫室種植的各種問(wèn)題,提高了農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。目前各地區(qū)致力于分析大棚蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題,研發(fā)水肥一體化灌溉設(shè)備,將智能水肥一體化技術(shù)推廣到實(shí)際生產(chǎn)中,實(shí)現(xiàn)滴灌精準(zhǔn)控肥控水效果。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)元素設(shè)計(jì)和其他設(shè)備進(jìn)行合理匹配,不僅可以充分釋放肥料和水分,還可以避免澆水造成土壤板結(jié),進(jìn)而保證營(yíng)養(yǎng)液的濃度滿足植物的營(yíng)養(yǎng)需求,提高蔬菜品質(zhì),達(dá)到增產(chǎn)的目的。
水肥一體化技術(shù)是在水源處安裝合適類型的泵并放置施肥機(jī),借助施肥機(jī)接入泵的出水管,與出水管一起直接流入大棚內(nèi),實(shí)現(xiàn)水肥一體化。同時(shí),水肥一體化借助微噴設(shè)備直接澆水植物的根部位置,使作物的生長(zhǎng)發(fā)育更加順利。水肥結(jié)合技術(shù)手段是對(duì)傳統(tǒng)微灌技術(shù)的改革和發(fā)展措施,也是灌溉技術(shù)與施肥技術(shù)相結(jié)合改進(jìn)的一種新技術(shù)手段。在溫室蔬菜種植過(guò)程中,按照肥水合一的基本原則,施肥灌溉相結(jié)合,將營(yíng)養(yǎng)豐富的水資源直接滴入植物根部,最大化地促進(jìn)蔬菜對(duì)養(yǎng)分的吸收,保證土層養(yǎng)分不超標(biāo),避免土壤養(yǎng)分促進(jìn)植物根系的固定和吸附。與普通滴灌相比,水肥一體化技術(shù)具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,通常在一定區(qū)域內(nèi)投資較少的成本就可以滿足作物的生長(zhǎng)需求。
眾所周知,我國(guó)是人口大國(guó),而蔬菜是人們生活的必需品,與人們的健康密切相關(guān)。社會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求量逐漸增加,水肥一體化技術(shù)的推廣需要進(jìn)一步加強(qiáng)。水肥一體化是指根據(jù)不同的土壤性質(zhì)、養(yǎng)分狀況和肥料特性,基于壓力系統(tǒng)的使用或地形的自然下降等因素,滿足不同作物在不同生長(zhǎng)季節(jié)水肥的需水量。該新技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),并取得了一定的成果,在地形和氣候復(fù)雜的地區(qū),水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用可將固液體肥料與水資源結(jié)合,通過(guò)裝置和管道對(duì)需要的地塊補(bǔ)給養(yǎng)分,使作物從灌溉水中獲得所需的水肥,促進(jìn)作物生長(zhǎng),改善土壤松動(dòng),具有提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的作用。
水肥一體化是一種先進(jìn)的種植技術(shù),發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用率更高,美國(guó)是世界上灌溉農(nóng)業(yè)最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一,溫室種植產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的四分之一。在國(guó)外,水肥一體化主要用作其中玉米、小麥和大豆等作物的種植,也有部分國(guó)家已廣泛應(yīng)用于果樹(shù)種植中,并在不斷研究和創(chuàng)新新技術(shù)。我國(guó)的水肥一體化技術(shù)是多年前從國(guó)外引進(jìn)的,一開(kāi)始在國(guó)內(nèi)部分地區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),取得一定成效后逐步應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,我國(guó)滴灌技術(shù)有了一定程度的提高,但與國(guó)外先進(jìn)水平相比還是存在很大的差距,尤其是滴灌設(shè)備和技術(shù)相對(duì)落后,需要進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化。目前我國(guó)農(nóng)業(yè)部門(mén)對(duì)水肥一體化技術(shù)還沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí),特別是在保護(hù)性和無(wú)土種植方面,很多當(dāng)?shù)剞r(nóng)民在進(jìn)行田間試驗(yàn)過(guò)程中,不知道如何科學(xué)施肥。大部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍以規(guī)模化生產(chǎn)為主,主要表現(xiàn)為追求高產(chǎn)而忽視環(huán)境保護(hù)和資源保護(hù),不符合我國(guó)綠色可持續(xù)發(fā)展的理念。同時(shí),部分區(qū)域種植園仍采用“大水大肥”的水肥經(jīng)營(yíng)模式,生產(chǎn)成本高,水肥投入大,不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用“水肥一體化”技術(shù),可以達(dá)到節(jié)水、節(jié)地、節(jié)能增效的目的。目前,我國(guó)已有30 多個(gè)省市正在開(kāi)展該項(xiàng)目的研究和示范工作,推廣面積已超過(guò)3000 萬(wàn)畝。水肥一體化是指在系統(tǒng)設(shè)定的情況下,根據(jù)土壤中的養(yǎng)分,為作物施加可溶性固體或液體肥料,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分的多重補(bǔ)給。灌溉用水由可控的管道系統(tǒng)提供水肥,實(shí)現(xiàn)水肥一體化,滴灌由管道和滴頭組成,為根部土壤提供適當(dāng)?shù)乃趾?,通過(guò)混水實(shí)現(xiàn)肥料和作物的雙重管理。同時(shí),傳感器有助于溫室大棚的管理和調(diào)整,實(shí)時(shí)測(cè)定大棚內(nèi)的空氣含量以及溫度和濕度,為水肥一體化技術(shù)應(yīng)用提供一定的數(shù)據(jù)支持。
隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,對(duì)農(nóng)作物的需求越來(lái)越大,應(yīng)更加重視水肥一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用。經(jīng)過(guò)調(diào)查顯示,河南一溫室大棚種植基地采用水肥一體化技術(shù),一年用水量減少40%,減少漫灌次數(shù)和時(shí)間,降低人工成本,適合規(guī)?;N植。在這種情況下,可以使用一體化的水肥裝置來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滴灌帶進(jìn)行灌溉,新型技術(shù)減少了施肥過(guò)程中因養(yǎng)分過(guò)剩造成的肥料和藥物損失,也在一定上保護(hù)了土壤,有助于土壤后期的持續(xù)利用,減少人為浪費(fèi),提高資源的綜合利用率。
水肥一體化技術(shù)主要包括滴灌系統(tǒng)、施肥器兩大部分,滴灌系統(tǒng)采用了全新的技術(shù)“微噴頭”技術(shù)。微噴頭是使用小噴嘴將液體肥料噴灑到植物的葉子上,實(shí)現(xiàn)灌溉的節(jié)水、省藥、增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。滴灌主要是采用直徑較細(xì)的毛細(xì)管,置于蔬菜根部進(jìn)行灌溉,借助于低壓管道在土壤表面形成小水滴,達(dá)到蔬菜對(duì)水分的需求。滴灌系統(tǒng)由水源、水頭控制樞紐、供水管道和滴頭四部分組成。水源的選擇范圍較大,具有水量大、水質(zhì)好、流量穩(wěn)定、不受外界干擾等特點(diǎn)的資源都可以使用,但灌溉水中含沙量高的問(wèn)題需要進(jìn)一步解決。水頭控制樞紐也是第一控制樞紐(即控制調(diào)度中心),與水泵、動(dòng)力機(jī)械、過(guò)濾器、肥料罐、控制測(cè)量?jī)x表和調(diào)節(jié)裝置共同結(jié)合,實(shí)現(xiàn)水肥的共同灌溉。滴灌系統(tǒng)還具有自動(dòng)流量調(diào)節(jié)功能,有手動(dòng)和電動(dòng)兩大類,電動(dòng)是最常見(jiàn)的,可根據(jù)不同的植物類型、生長(zhǎng)期和需水量進(jìn)行及時(shí)、適當(dāng)?shù)墓喔取?/p>
施肥器是水肥一體化技術(shù)的核心,可以儲(chǔ)存可溶性肥料并同灌水系統(tǒng)配合將水肥一共灌溉到作物體田地中。施肥器主要包括肥料罐和過(guò)濾器,肥料罐中的肥料在設(shè)備作用下經(jīng)過(guò)過(guò)濾,除去大顆粒雜質(zhì),并將凝結(jié)肥料大塊壓分離成粒狀投入使用。其中,差壓施肥裝置可以根據(jù)實(shí)際需求量通過(guò)調(diào)控器自動(dòng)調(diào)節(jié)水量和肥料,不容易出現(xiàn)管道堵塞的情況,實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的單項(xiàng)控制,以保證液體始終充滿整個(gè)管道。差壓施肥裝置的應(yīng)用范圍較小,存在一定的缺點(diǎn),例如,儲(chǔ)肥器中的肥量減少時(shí),裝置自動(dòng)降低水肥灌溉濃度,穩(wěn)定性不高,需人工定期檢查處理。泵送施肥法是指利用現(xiàn)有的離心泵將水和肥料溶液通過(guò)管道系統(tǒng)泵入罐內(nèi),使罐內(nèi)形成一定的地下水位,該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,施肥快,無(wú)需外壓,在水壓恒定的情況下,按一定比例施肥即可,應(yīng)用范圍較廣。
在水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中,肥料的選擇對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用程度有很大的影響。合理施肥可以增加作物的產(chǎn)量和收入,而不合理的施肥會(huì)降低肥效,甚至造成嚴(yán)重的減產(chǎn),在選擇肥料時(shí)要考慮其功效和效果。因此在選擇肥料時(shí),應(yīng)注意以下問(wèn)題:
養(yǎng)分水平是衡量肥料質(zhì)量的指標(biāo),不同的作物有不同的營(yíng)養(yǎng)需求,只有合適的營(yíng)養(yǎng)才能幫助蔬菜生長(zhǎng)。但部分地區(qū)的水土污染較為嚴(yán)重,水土質(zhì)量影響農(nóng)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用,使其無(wú)法正常生長(zhǎng)。選擇肥料時(shí),一定要選擇養(yǎng)分豐富的肥料。一般來(lái)說(shuō),每種肥料都有自己的特點(diǎn),根據(jù)肥料種類的不同而有所差異。在這種情況下,為了使各種肥料在水中充分溶解,就需要考慮每種肥料的溶解度差異以及每種肥料與水的相容性差異,應(yīng)選擇相互影響低、在水中溶解度高的肥料,以減少肥料溶解時(shí)沉淀物的形成。
水源是水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ),選擇合適的水資源才能最大化地發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)。例如,水中含有很多的金屬離子,在一定的酸堿條件下,會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成固體物質(zhì)沉淀在水中,不利于蔬菜的生長(zhǎng)。當(dāng)水中的鈣含量超過(guò)7.5% 時(shí),鈣和鎂離子的作用會(huì)產(chǎn)生堵塞管道和滴頭的沉積物。同時(shí),灌溉水中含有大量的鐵、銅、鋅等礦物質(zhì)元素,這些都是作物生長(zhǎng)所必需的微量元素,但如果直接使用會(huì)影響蔬菜的健康和產(chǎn)量。因此,各地區(qū)種植者應(yīng)重視水源的選擇,要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件選擇合適的灌溉水,保證肥料的正常供應(yīng),如果土壤硬度大,可以選擇酸性肥料對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。
在蔬菜的生長(zhǎng)季節(jié),除了對(duì)氮、磷、鉀肥的大量需求外,對(duì)蔬菜生長(zhǎng)所必需的微量元素肥料的需求也很大。因此,在水肥一體化技術(shù)應(yīng)用過(guò)程,應(yīng)多方面考慮蔬菜生長(zhǎng)的外界環(huán)境需求,設(shè)計(jì)科學(xué)的微量元素肥料的添加方案,促進(jìn)蔬菜種植保質(zhì)保量收獲。市面上常見(jiàn)的微量元素肥料有很多種類,不同種類的微量元素肥料對(duì)蔬菜生產(chǎn)的影響不同。如果應(yīng)用微量元素肥料采用水肥一體化技術(shù),那么應(yīng)該選擇沉降肥,元素含量高,價(jià)格便宜的。
根據(jù)溫室大棚蔬菜的種植需要,進(jìn)一步制定灌溉方案。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,常采用傳統(tǒng)灌溉方式和日光溫室滴灌施肥,其中滴灌比例達(dá)到近40%。為了保證蔬菜的正常生長(zhǎng)發(fā)育,必須保證蔬菜能夠吸收足夠的水分和養(yǎng)分。因此,灌溉系統(tǒng)中還應(yīng)配置一定數(shù)量的蓄水池,以達(dá)到節(jié)水的目的,也可以利用地下水庫(kù)儲(chǔ)水。灌溉方案應(yīng)確定合理的灌溉時(shí)間和頻率,控制灌溉量,考慮結(jié)合其他灌溉方式,以及土壤狀況。種植者還應(yīng)注意選擇適宜的蔬菜品種和地塊的準(zhǔn)備工作,以便在更好地控制地塊和蔬菜作物生長(zhǎng)的前提下完成田間作業(yè)。同時(shí),種植戶還需要安裝和調(diào)試滴灌管、滴灌帶等相關(guān)設(shè)備,做好相關(guān)準(zhǔn)備后投入使用。在制定施肥方案前,種植者應(yīng)先了解施肥方法和蔬菜作物的肥力水平,合理確定施肥量,追肥一定要對(duì)土壤進(jìn)行追肥工作,實(shí)現(xiàn)節(jié)水高產(chǎn),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。另外,種植者在配制肥料時(shí)要合理控制營(yíng)養(yǎng)液的比例,注重各種肥料混合產(chǎn)品的溶解,以免肥料相互作用時(shí)產(chǎn)生大量的沉淀。
在水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用中,種植者應(yīng)發(fā)揮水肥的協(xié)同作用,使兩者的相互作用。特別是在當(dāng)前加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的背景下,水資源的稀缺性越來(lái)越突出,為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用水需求,需要采取有效措施解決這一問(wèn)題。在蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中,灌溉施肥量的多少直接影響蔬菜的生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)。灌溉過(guò)少會(huì)減慢蔬菜的生長(zhǎng),而灌溉過(guò)多會(huì)導(dǎo)致肥料浪費(fèi)、施肥不足和水分利用率低等問(wèn)題。對(duì)此,種植戶應(yīng)把握好大棚蔬菜的種植技術(shù),并在此基礎(chǔ)上制定有效的水肥整合技術(shù)管理方案。種植者必須首先了解蔬菜的生長(zhǎng)趨勢(shì)和具體需求,選擇合適的水和肥料。相關(guān)地區(qū)應(yīng)組織技術(shù)學(xué)習(xí)講座和活動(dòng),確保種植人員清楚地知道不同時(shí)期的灌溉技術(shù)方法。種植著應(yīng)明確土壤保護(hù)和肥料施用技術(shù),最大化地發(fā)揮肥料的作用。另外,種植者在蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中要仔細(xì)觀察根系的濕潤(rùn)情況,根據(jù)根系生長(zhǎng)情況進(jìn)一步調(diào)整水肥施用方案,及時(shí)調(diào)整技術(shù)管理方案的不足之處,努力提高自身的專業(yè)度。
作為世界上人口最多的國(guó)家,我國(guó)目前正面臨著非常嚴(yán)重的缺水問(wèn)題。同時(shí),隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速發(fā)展和科技水平的不斷提高,人們對(duì)水環(huán)境的要求越來(lái)越高,對(duì)水資源的保護(hù)和節(jié)約意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)蓬勃發(fā)展的過(guò)程中,如何解決農(nóng)業(yè)灌溉造成的水資源浪費(fèi)現(xiàn)象已成為重要的資源節(jié)約問(wèn)題之一。因此,有關(guān)部門(mén)和地方政府要結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和問(wèn)題,完善相應(yīng)的法律制度和用水機(jī)制,積極推進(jìn)水肥技術(shù)一體化,提高農(nóng)民用水水平,規(guī)范用水行為,實(shí)現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)。各地要督促有關(guān)部門(mén)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)推廣隊(duì)伍的指導(dǎo),向農(nóng)民傳達(dá)最新的經(jīng)營(yíng)理念和技術(shù)應(yīng)用方法,按照以人為本的原則,更好地服務(wù)農(nóng)民,促進(jìn)農(nóng)業(yè)科技成果的推廣。
水肥一體化技術(shù)徹底改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)灌溉施肥方式,需要在應(yīng)用初期加大資金投入,才能充分發(fā)揮該技術(shù)的實(shí)用價(jià)值,有利于減輕生產(chǎn)者的負(fù)擔(dān)。目前,我國(guó)各級(jí)政府部門(mén)都制定了相應(yīng)的政策和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范這項(xiàng)技術(shù)的范圍,并提出了一些新的補(bǔ)償政策。但對(duì)于數(shù)量龐大的生產(chǎn)者來(lái)說(shuō),水肥一體化設(shè)施的投資僅占總投資的25%左右,不僅增加了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)支出,也給國(guó)家財(cái)政帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān)?,F(xiàn)階段,我國(guó)很多地區(qū)由于缺乏有效的管理機(jī)制,尚未實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)與灌溉部門(mén)的職能分離,灌溉技術(shù)和施肥技術(shù)不統(tǒng)一。但在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),很多地區(qū)的水肥一體化設(shè)施并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果,會(huì)給農(nóng)民帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失,也容易引發(fā)一些安全事故。因此,政府相關(guān)部門(mén)應(yīng)充分發(fā)揮政府和科研部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)作用和配合,給予必要的資金支持,加強(qiáng)水肥一體化設(shè)施建設(shè),及時(shí)更換損壞或丟失的配件,引進(jìn)新型設(shè)備。
農(nóng)業(yè)作為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè),一直處于不斷探索進(jìn)步的狀態(tài),水肥一體化技術(shù)則是為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展作出貢獻(xiàn)的新技術(shù)。國(guó)家政策主張對(duì)水肥一體化配套設(shè)施提出更高要求,要加強(qiáng)水肥一體化設(shè)備的研發(fā)和推廣,使其更好地服務(wù)于我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。目前,我國(guó)還沒(méi)有統(tǒng)一的水肥一體化技術(shù)規(guī)范,在實(shí)際工作中存在一定的困難,有必要進(jìn)行相關(guān)種植管理制度的建立和實(shí)施,促進(jìn)農(nóng)業(yè)種植的全面發(fā)展。
另外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)在我國(guó)近年來(lái)逐漸成形,已經(jīng)有將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于水肥一體化系統(tǒng)的趨勢(shì)。該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)土壤溫度和濕度,以及植物生長(zhǎng),有效提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。在蔬菜生產(chǎn)過(guò)程中,水肥一體化系統(tǒng)可以降低化肥用量和種植成本。在水肥一體化系統(tǒng)中,用戶可以通過(guò)各類傳感器獲取必要的信息,并提出相應(yīng)的施肥建議。在未來(lái),水肥一體化設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程向信息化方向發(fā)展,進(jìn)一步提高水肥一體化系統(tǒng)運(yùn)行效率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的目標(biāo)。
綜上所述,為滿足全國(guó)人民的生活需求,溫室大棚種植技術(shù)發(fā)展較快,溫室蔬菜對(duì)于技術(shù)要求較高,需要對(duì)種植過(guò)程進(jìn)行綜合調(diào)控和管理。溫室大棚蔬菜種植與水肥一體化技術(shù)相結(jié)合,合理配置灌溉水和施肥,達(dá)到節(jié)水、降本、增產(chǎn)、增效、提質(zhì)的目的,可有效解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)存在的“大洪水”問(wèn)題,不僅可以增加土壤的養(yǎng)分含量,還可以滿足作物對(duì)肥料的需求,以達(dá)到綜合調(diào)節(jié)灌溉系統(tǒng)的目的。水肥一體化成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要工具,根據(jù)不同作物種類的需要,采取綜合調(diào)控與綜合管理相結(jié)合的方式,也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容。