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果園滴灌施肥技術概述

來源:上海華維 | 瀏覽量:5894 | 發布時間:2016-08-16 15:27:24
       水肥一體化技術狹義來講,就是通過灌溉系統施肥,作物在吸收水分的同時吸收養分。通常與灌溉同時進行的施肥,是在壓力作用下,將肥料溶液注入灌溉輸水管道而實現的。溶有肥料的灌溉水,通過灌水器(噴頭、微噴頭和滴頭等),將肥液噴灑到作物上或滴入根區。廣義講,就是把肥料溶解后施用,包含淋施、澆施、噴施、管道施用等。水肥一體化的前提條件就是把肥料先溶解。然后通過多種方式施用。如拖管淋施、噴灌施用、微噴灌施用、滴灌施用等。

      其中滴灌施用由于延長了施肥時間,效果最好,最節省肥料。滴灌施肥是一種精確施肥法,只施在根部,顯著提高肥料利用率,與常規施肥相比,可節省肥料用量30~50%以上;大量節省施肥勞力,比傳統施肥方法節省90%以上;施肥速度快,千畝面積果園的施肥可以在1 天內完成;靈活、方便、準確地控制施肥時間和數量;增強果樹抵御不良天氣的能力;有利于防止肥料淋溶至地下水而污染水體;有利于實現標準化栽培;由于水肥的協調作用,可以顯著減少水的用量,加上設施灌溉本身的節水效果,節水達50%以上;滴灌施肥可以減少病害的傳播,特別是隨水傳播的病害;滴灌施肥只濕潤根層,行間沒有水肥供應,雜草生長也會顯著減少;滴灌可以滴入農藥,對土壤害蟲、線蟲、根部病害有較好的防治作用;對于較粘重土壤,將滴灌管埋于一定土層深度,通過空氣壓縮機向土壤灌氣,解決根部缺氧問題;由于滴灌容易做到精確的水肥調控,在土層深厚的情況下,可以將根系引入土壤底層,避免夏季土壤表面的高溫對根系的傷害;滴灌施肥可以根據果樹的需肥規律施肥;滴灌施肥由于精確的水肥供應,果樹生長速度快,可以提前進入結果期并顯著地增加產量和改善品質。

一、設施要求

      在建立滴灌系統的基礎上,添加施肥裝置即可實現果園灌溉與施肥的一體化。根據滴灌系統布置的不同,可以采用多種施肥方法。常用的有重力自壓施肥法、泵吸肥法、泵注肥法、旁通罐施肥法、文丘里施肥法、比例施肥法等。具體采用何種施肥方法要咨詢專業人員或參考更詳細的資料。

       滴灌的類型有壓力補償式(用于地勢高低不平地塊)和非壓力補償式(用于平地)兩種,滴灌管設置根據土壤類型和樹體大小,土壤疏松或樹體較大采用雙帶,否則采用單帶,對于喬化大樹可采用環繞式滴管帶。滴灌管懸掛高度不宜超過50 cm。

      滴灌的關鍵是防堵塞。選擇合適的過濾器是滴灌成功的先決條件。常用的過濾器有砂石分離器、介質過濾器、網式過濾器和疊片過濾器。前兩者做初級過濾用,后兩者做二級過濾用。過濾器有很多的規格,選擇什么過濾器及其組合主要由水質決定。這是較專業的問題,最好由專業人士設計和選擇。

二、對水和肥料要求及原則

1、對水的要求

      由于滴頭為精密部件,對灌溉水中的雜質粒度有一定的要求,滴灌要求粒度不大于120 目,才能保證滴頭不堵塞。如果水源過濾措施和設備符合要求,井水、渠水、河水、山塘水等都可以用于滴灌。因此,水源過濾設備是滴灌系統的核心部件,大多數滴灌系統不能正常工作都是因過濾設備不符合要求或疏于清洗過濾器引起的。

2、對肥料的要求




      只要是能溶于水(最好是不溶性雜質含量低于0.5%)的化肥都能夠通過滴灌系統來施用。最好選用水溶性復合肥,溶解性好,養分含量高,養分多元,見效快。部分有機肥,如雞糞、豬糞要經過水漚腐,取其濾清液使用。肥料配比上要考慮可溶性肥料之間的相容性(參考表1)。根據“數量減半、少量多次、養分平衡”為原則,注入肥料總量為土壤施肥總量的50%左右。

肥料選擇與施用注意的幾個問題:
·選用溶解性好且養分純度高的微灌專用肥料。選擇好的肥料對延長設備壽命有重要作用。


·防止不同肥料混配產生不溶物沉淀。混配后產生沉淀的肥料可以采取分別分期注入的辦法。


·減少磷肥的注入量,磷肥量的大部分采取基施。


· K2O 源肥料的施用:K2O 可以由K2SO4、KCl 和KNO3 共同提供, K2SO4 一般作基肥, KCl 和KNO3用作灌溉施肥;KCl 和KNO3用量以不超過0.6 kg/m3 水為宜。


·微肥的施用:灌溉施硼肥的效果好于鋅肥(因為鋅肥容易被土壤固定);注射硼肥時,灌溉水中硼濃度控制在1 mg/L 以下。


三、水肥一體化方案

      盛果期蘋果施肥比例N:P2O5:K2O 為2:1:2~2.1,各個時期氮肥用量見表2,水肥一體化方案見表3。


四、水肥一體化技術應用中的幾個常見問題解答

1、在滴灌施肥過程中如何避免過量灌溉?

      滴灌施肥只灌溉根系和給根系施肥。因此一定要了解果樹根系分布的深度。最簡單的辦法就是用小鏟挖開根層查看濕潤的深度,從而可以判斷是否存在過量灌溉。或者地里埋設張力計監控灌溉的深度。

2、在雨季土壤不缺水,如何通過滴灌系統施肥?

      在土壤不缺水的情況下,施肥要照常進行。一般等停雨后或土壤稍微干燥時進行。此時施肥一定要加快速度。一般控制在30 分鐘左右完成。施肥后不洗管,等天氣晴朗后再洗管。如果能用電導率儀監測土壤溶液的電導率,可以精確控制施肥時間,確保肥料不被淋溶。

3、肥料的濃度如何控制?

      很多肥料本身就是無機鹽。當濃度太高時會“燒傷”葉片或根系。通過灌溉系統噴肥或滴肥一定要控制濃度。最準確的辦法就是測定噴施的肥液或滴頭出口的肥液的電導率。通常范圍在1.0-3.0 ms/cm 就是安全的。或者水溶性肥稀釋400-1000 倍,或者每方水中加入1-3 公斤水溶性復合肥噴施都是安全的。對于滴灌,由于存在土壤的緩沖作用,濃度可以稍高一點也沒有大的影響。

4、滴灌施肥的順序是什么?

      一般先滴水,等管道完全充滿水后開始施肥,原則上施肥時間越長越好。施肥結束后要繼續滴半小時清水,將管道內殘留的肥液全部排出。許多用戶滴肥后不洗管,最后在滴頭處生長藻類及微生物,導致滴頭堵塞。準確的滴清水時間可以用電導率儀監控。

5、滴灌系統一般能用多少年?

      滴灌管有多種規格,壁厚從0.2 毫米至1.2 毫米。很顯然越厚越抗機械損傷。所有滴灌管都加有抗老化材料。在沒有機械損傷的情況下,厚壁和薄壁滴灌管的使用壽命是一樣的。很多薄壁滴灌帶壽命短主要是機械破損,導致漏水。從機械破損的角度,越厚的滴灌管壽命越長。不同作物及栽培方式對使用年限要求不同。一般栽培密度大的作物(如草莓)使用設計年限為1~3 年的產品較為經濟合理,而栽培密度小的果樹使用設計年限為8~10 年的產品較為經濟合理。當然,使用壽命長,一次性投入的成本也會高一些。

6、滴灌施肥系統的價格是如何構成的?

      滴灌施肥系統的造價主要由設計費、設備材料費、安裝費等三部分組成。具體價格取決于地形條件、高差、種植密度、土壤條件、水源條件、施肥設備類型、系統自動化程度、材料型號規格、系統使用壽命、技術服務等級等因素。因此滴灌系統不存在一個統一的價格。根據國內的實際情況,目前滴灌系統的價格在每畝400-1500元間變化。

7、以果樹為例,安裝滴灌是否劃算?

      高標準建設的滴灌系統造價在1500 元/畝左右,設計壽命為10年,折合每年成本為150 元/畝。安裝滴灌后,一方面可以節省肥料開支,按省肥30%計算,每年可節約開支450 元/畝;另一方面可以增加產量和品質,從而增加收入,以增收10%計算,每年可增收800元/畝,這還沒有考慮到節工和保障豐產等隱性價值。可見,果樹安裝滴灌是十分劃算的。

8、過濾裝置如何維護?

      常用的過濾器有離心式過濾器、篩網式過濾器、疊片式過濾器、砂石過濾器等。要經常檢查篩網過濾器內的濾網,發現損壞應及時修復或更換,灌溉季節結束時,應取出篩網過濾器的濾芯,刷洗涼干后備用。

手工清洗:扳動手柄,放松螺桿,拆開壓蓋,取出濾芯,用刷子刷洗濾芯篩網。

自動沖洗:要求經常打開排污閥看堵塞情況,經常沖洗。

9、堵塞的原因是什么?

       堵塞是指灌溉水中的泥沙、化學沉淀物或生物等物質在滴灌系統的管道或者滴頭流道中依附和堆積,減小或者完全封堵過水斷面,造成灌水不正常的現象。

       堵塞的發生是物理、化學和生物3 種因素相互作用的結果,控制好任何一個因素都可以減輕其他因素引起的堵塞。物理堵塞是由于水體中無法過濾掉的懸浮無機物質顆粒( 如沙粒、淤泥或粘土等) 、有機物質( 如動物的代謝物、蝸牛或塑料碎末等) 和微生物殘體( 如藻類或原生動物等) 引起的。對于地下滴灌系統,在關閉的過程中由于系統中產生的負壓,會將毛管周圍的土壤顆粒通過滴頭出口吸入流道內,造成灌水器堵塞。生物堵塞是指生物因素( 如藻類、細菌以及微生物分解物,還有一些植物根系等) 在流道壁面附著成長形成生物膜,流體中的其他雜質往往會在細菌群落生長很好的流道拐角處與生物膜發生相互的黏附累積,最終導致灌水器堵塞。生物堵塞也包括地下滴灌植物根系入侵造成的直接堵塞。化學

      堵塞是指溶于水中的化學物質( 如可溶性鹽類、氫氧化物和硅酸鹽等) ,在一定條件下相互作用,變成難溶性物質在流道內沉淀,如富含重碳酸鹽和鈣離子的水質易形成碳酸鈣沉淀造成灌水器的堵塞。

10、如何防止堵塞?

①優化設計灌水器流道內部結構是提高其抗堵塞能力的基礎:

      可以通過改變流道和出口結構提高灌水器的抗堵性能。流道轉角的結構參數對滴頭抗堵塞性能的影響較大,其次是流道寬等,當流道轉角為60°時,灌水器流態指數相對較小,抗堵性能相對較強,建議迷宮流道灌水器設計時采用60°轉角,流道寬的合理取值為1.0~1.2 mm。對于地下滴灌系統產生的負壓泥吸現象,一般采用在干管、支管以及滴灌管等局部高點處安裝真空破壞閥消除負壓,或在毛管末端安裝沖洗閥,有的學者還采用無紡布包扎滴頭等,這些方法都取得了較好的效果。另外,還可通過設計合理灌水器出口達到減小負壓堵塞的目的。改善灌水器結構特征應著眼于抗堵塞、易清洗這一目標,發展大流量、可拆卸、可降解、大流道和紊流型灌水器。如以色列Netafim 公司的Tiran 片式灌水器,采用了特殊的迷宮結構,當額定流量為2 L/h 時,流道深度和寬度分別達到1 mm 和1.18 mm,而長度卻只有109 mm。

②強化水質管理:強化水質處理是解決堵塞的前提,水質處理辦法包括物理處理、化學處理和生物處理3 種類型。考慮到滴灌過程中水質的變化,須在一年當中要選幾個時間對水質進行抽樣檢查,根據水質改變和相關規范調整處理方法。

      物理處理:常用的過濾器有篩網式、砂石過濾、離心式以及疊片式過濾器,一般的用戶都采用單一的網式過濾,一些大的過濾站則采用多組過濾器聯合的方式。過濾器類型以及組合布設方式要根據水質、灌水器流量、要求的水頭損失來選擇。當水中雜質主要為泥沙時,采用工程措施結合過濾措施進行攔堵,過濾器多為離心式和網式過濾器的組合,篩網目數120 目即可滿足要求;水中雜質主要為有機物、藻類或淤泥,過濾器選擇多為砂石過濾器和疊片過濾器的組合。

      化學處理:化學處理是指在滴灌水源中加入一種或多種化學物質以抑制生物的生長繁殖,或與水中某些化學離子相互反應改變其性質以達到預防滴頭堵塞的一種方法。使用該方法必須考慮水質的化學成分、pH 值和溫度,否則達不到預期效果甚至起到相反的作用。

      比如在氨含量高的污水中應使用加氯的處理方法處理水質,因為氯氣和氨反應生成的氯胺在控制生物代謝生長方面比單一滴加氯氣的效果好80 倍。對于鐵含量較高的水源,加氯或加酸均不合適,因為水質中的氧化鐵很快會被氧化成三氧化二鐵,造成更為嚴重的堵塞。

      可以通過向水中加入硅酸鈉來絡合鐵離子,但這種處理方法僅限于鐵離子含量<10 mg /L,且Ca、Mg 含量低的情況下,因為高pH 值的硅酸鹽溶液可能引起碳酸鹽的沉淀。化學方法常用的藥劑為氯氣、次氯酸鹽、鹽酸、硫酸、專門的化合物和除草劑等,處理成本相對較低,但是該方法最大的缺點是其安全性差,有可能引起一系列化學污染和毒害作用。

③提高管理維護運行水平:提高管理運行水平是可控范圍內最容易實現,也是代價成本最低的,是防止滴管系統堵塞的關鍵。

       合理布設:為保證灌水的均勻度,各級管道應設計適宜的縱坡,干、支、毛三級管道盡量相互垂直,以使管道長度和水頭損失最小。

       地下滴管系統的滴管帶埋深間距和埋深深度對作物生育期內生長特性指標有很大的影響,需要根據不同生育期做相應的調整,布設時灌水器出水口應盡量靠近作物根部。

       定期清洗:安裝運行過程中要定時檢查水表流量是否均勻,如果有較大波動則認為過濾器堵塞,應及時對其沖洗。沖洗的頻率要根據具體的水質條件以及水質標準進行設計安排的。對于薄壁可拆洗的滴管管,當使用污水灌溉且沖洗水流流速在0.5m/ s 以上時,沖洗的頻率為14 天一次,其抗堵塞效果很好。在極端的環境條件下,甚至可以每天都對滴灌系統進行沖洗。
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