滴灌及水肥一體化技術(shù)

1、滴灌技術(shù)與水肥一體化,時 新 寧,灌溉目的,將水提供到作物最活躍的根系區(qū) 根據(jù)作物耗水量設(shè)計供水量 在最適的時間提供作物最適的水量,1、作物需水量：結(jié)構(gòu)需求和生理需求，主要是生理需求； 2、作物種類的差別（深根和淺根，木本和草本）； 3、土壤類型（主要為質(zhì)地的差異，田間持水量）； 4、土壤水分特征曲線； 5、經(jīng)驗管理。,水分的管理理論和技術(shù),1、將農(nóng)業(yè)節(jié)約用水理念改變?yōu)檗r(nóng)業(yè)高效用水; 2、如今提高農(nóng)作物的品質(zhì)比提高產(chǎn)量效益更高； 3、先進(jìn)的灌水技術(shù)，更需要先進(jìn)的管理技術(shù)； 4、不要以節(jié)約用水為由犧牲農(nóng)作物的品質(zhì)和產(chǎn)量； 5、改變過去灌溉施肥，為施肥灌溉； 6、科學(xué)的管理需要科學(xué)的手段和簡單的方

2、法。,當(dāng)前農(nóng)業(yè)高效用水需要更新幾個觀點,滴灌的濕潤形式,黏土,壤土,沙土,在一定地塊的滴頭數(shù)量和灌溉濕潤形式?jīng)Q定于所種植作物和土壤類型,滴頭,地面灌溉方法,垂直深層飽和滲漏,土壤中的入滲,灌溉水在土壤中的移動,“洋蔥形”的濕潤形式 由于滴灌所用的是低流量灌水器（通常選用2-8升/小時），灌溉水通過毛管張力向下面和側(cè)面移動，少量的水通過重力向下移動。,滴頭附近有一小塊水飽和區(qū)域,土壤水在毛管張力作用下的移動,土壤水在毛管張力作用下的移動不會濾掉土壤顆粒間的空氣，作物根系周圍的空氣（氧氣）是作物生長必不可少的重要因素。,土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)間的空氣,土壤團(tuán)粒間的孔隙被水充滿透氣性差，影響根系呼吸,低流量灌

3、溉,高流量灌溉,灌溉水的分布,在使用滴灌設(shè)施時，水在作物附近從一個點向周圍擴(kuò)散分布，以2-8升/小時的低流量在作物最活躍的根系區(qū)形成連續(xù)的濕潤水帶,60cm,灌溉水的分配,通過滴灌可將水均勻地分配給田間的每一株作物，而無需灌溉的作物行間保持干燥。,作物根系系統(tǒng),60cm,1m,低流量灌溉,高流量灌溉,根系集中、發(fā)達(dá),根系分散、較弱,作物有效根系深度,0,30,60,90,120,150,30%,18%,13%,26%,8%,5%,不同深度的土壤所吸收的 水分占作物需水的比例,作物有效根系深度指作物在土壤中能夠吸收所需水分的80%左右的根系深度 大多數(shù)作物的有效根系深度為0-60cm,密集毛根,

4、滴頭,活動根系,主干根系,根據(jù)作物需水量適時適量灌溉,均勻,地埋滴灌中的有效根系深度,低流量灌溉,作物所需水分通過少量多次灌溉來供給，即通過設(shè)施減少每次灌水量，縮短灌溉間隔時間 (又稱“湯匙灌溉”) 灌溉間隔時間的范圍從每天幾次（無土栽培）到每周一次均可，根據(jù)作物類型、品種、種植條件和季節(jié)等確定灌溉制度。,高流量灌溉,作物所需水分通過大量少次灌溉來供給，即每次灌水量很大，灌溉間隔時間較長，這種灌溉的間隔時間通常為10-14 天。 通常使用的灌溉形式： 噴灌 大型灌溉機(jī)械 溝灌或漫灌,灌 水 頻 率,在滴灌條件下，土壤濕度接近田間持水量。這使得作物容易吸收利用灌溉水并有效避免凋萎點對作物造成的傷

5、害。 這些期望的結(jié)果可通過使用滴灌，輕而易舉地達(dá)到。,%的水,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,天,臨界點,凋萎點,高流量灌溉,土壤飽和點,田間持水量,低流量灌溉,0,6,12,18,24,30,36,42,48,2,4,6,8,10,12,14,天,土壤含水量 - cm/100 cm,深層深漏,田間持水量,作物耗水量,永久凋萎點,fc,aw,pwp,作物田間持水量,田間持水量,永久凋萎點,田間持水量,凋萎點,天數(shù),飽和含水量,4,8,12,16,20,24,28,含水量,灌溉,灌溉,灌溉,灌溉,50% of w.h.c,25% of w.h.c,有效水量,滴灌

6、與其他灌溉比較,灌溉土壤狀況,排水,etc,作物水分脅迫,滴灌系統(tǒng)對水的利用,有效減少土壤表面的水分蒸發(fā)，溫室內(nèi)種植時有效控制溫室內(nèi)的濕度 在灌水過程中不受風(fēng)力的影響 低流量可在任何復(fù)雜地理條件下有效防止地表徑流 水分分配更加均勻 在需要灌溉的地塊外無灌水損失。 可控制雜草生長，減少雜草與作物爭奪水和養(yǎng)分。 90-95% 的灌溉水可被作物利用 與其他灌溉方式相比，灌溉相同或更少的水可使作物有更高的產(chǎn)量,滴灌在農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)上的優(yōu)勢,在任何時候都不影響田間工作 節(jié)省勞動力 限制雜草的生長 作物葉片保持干燥=病害少，蟲害少，減少農(nóng)藥的使用,結(jié)果 = 省錢,知道了允許耗水量，就可以計算使設(shè)計根系層達(dá)到

7、田間持水量所需的灌水定額。在需水高峰期，設(shè)計灌水定額可按下式計算： in=(fd-wo)z/10 式中：in為設(shè)計凈灌水定額，；為允許耗水量的百分比；fd為土壤田間持水量，體積百分比；wo為凋萎系數(shù)，體積百分比；z為作物設(shè)計根系層深度，m。,灌水定額,灌溉以后，土壤水分達(dá)到預(yù)期的臨界含水量所經(jīng)歷的天數(shù)稱為灌水周期。對于固定的作物和土壤，灌水周期由日耗水量（/d）決定，在作物的用水高峰期，灌水周期可由下式計算： t= in/etc 式中：t為灌水周期，d；etc為日耗水量，/d,灌水周期,土壤水分張力上下限監(jiān)測,利用張力計指導(dǎo)灌溉,利用灌溉設(shè)施進(jìn)行施肥和常規(guī)施肥有很大的不同。制定合理的施肥方案對

8、作物正常生產(chǎn)和充分發(fā)揮設(shè)備的潛力非常重要。合理施肥方案的制定，基于下面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 1、土壤分析：包括ph、ec、有機(jī)質(zhì)、有效磷、有效氮、有效鉀、交換性鎂、交換性鈣； 2、葉分析：葉片是反映植株營養(yǎng)狀況的最好器官。以正常生長的葉片養(yǎng)分含量作標(biāo)準(zhǔn)，將測定的葉片數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值比較，判斷養(yǎng)分是否缺乏。在園藝作物尤其是果樹上應(yīng)用很普遍。大部分作物應(yīng)用葉片，棉花和葡萄用葉柄。,養(yǎng)分的管理理論和技術(shù),改變過去灌溉施肥為施肥灌溉,滴灌是供給作物營養(yǎng)的最有效方式。滴灌通過對根系的定點施肥和保持土壤良好的物理結(jié)構(gòu)使得作物快速吸收所需營養(yǎng)成為可能。,n 氮 k 鉀 p 磷 + 微量元素,n,k,n,n,-,n,n,

9、n,n,n,n,k,k,k,k,k,k,p,p,p,p,p,p,p,+,+,+,+,+,-,-,-,-,-,通過滴灌系統(tǒng)施肥,p,k,no3,no3,p,k,p,有效提高肥的利用率,可溶性肥料更有利于作物吸收,no3,no3,no3,no3,no3,no3,no3,p,k,k,no3減少滲漏損失,能均勻為您的作物提供養(yǎng)分和水分,溝灌與滴灌比較,月,1,發(fā)芽,施肥灌溉 1/3 n+p,施肥灌溉 k+2/3n,座果,果實收獲,2,3,4,5,6,果樹施肥灌溉,1,2,3,4,5,6,mm/天,滴灌隨水施肥技術(shù)的原理,滴灌隨水施肥技術(shù)是利用滴灌設(shè)施把作物需要的養(yǎng)分、水分最低限度地供給，使其限定在作物

10、根域50cm左右，能隨意控制水分、肥料，滿足作物生長需要。在作物的不同生育階段把所需的不同養(yǎng)分配比的肥料和水，分多次小量供給，肥、水均勻地浸潤地面50cm左右。使作物根系發(fā)達(dá)。也可根據(jù)作物需要，使肥、水浸潤更深、更廣。滴灌的肥、水利用重力和毛細(xì)管現(xiàn)象，向作物的下方及外側(cè)浸潤。在作物根系周圍形成圓錐型濕潤帶，持續(xù)供給作物生長所需的水分和養(yǎng)分。,滴灌隨水施肥的優(yōu)點,（1）傳統(tǒng)的施肥體系方式多憑感覺和經(jīng)驗確定施肥種類和施肥量，難以做到適時、適量，一般情況下容易造成超量施肥，產(chǎn)生鹽積累且難以根治，或肥水不足，難以保證作物正常生長需要。采用滴灌隨水施肥技術(shù)，除施用有機(jī)肥外不需要施用其它化肥作基肥，完全通

11、過隨水施肥方式為作物施肥維持理想的土壤水分、通適性，克服了傳統(tǒng)灌溉方法造成的農(nóng)田過濕、缺氧、爛根或干燥、鹽積累等缺點。 （2）滴灌隨水施肥。通過積極的營養(yǎng)診斷和測土施肥，適時、適量地供給作物肥料、水分，減少了盲目性。對作物僅供給必需的水、肥。既保證了作物穩(wěn)定生長，又節(jié)約了大量的肥料和水。避免因養(yǎng)分積累造成生長障礙和連作障礙。減少肥水流失，降低了生產(chǎn)成本防止環(huán)境污染形成可持續(xù)環(huán)保生產(chǎn)體系。 （3）滴灌隨水施肥可保證土壤中肥、水適度的縱向和橫向擴(kuò)展使土壤中肥水含量均衡，維持理想根圍環(huán)境，使須根發(fā)達(dá)，減少根系壓力，容易控制作物生長，增加產(chǎn)量并節(jié)省了追肥所需機(jī)械、人力，提高肥料利用率和肥效，實現(xiàn)節(jié)本增

12、效目的。,實施滴灌隨水施肥的技術(shù)保障,（1）實施滴灌隨水施肥須具有優(yōu)質(zhì)的土壤，這種土壤要物理性能好毛管孔隙豐富，透氣性強(qiáng)，能使滴灌的水、肥均勻地縱向、橫向滲潤20一30cm以上，形成淺而廣的圓錐狀濕潤帶。這就要求根據(jù)不同土壤，適量施用有機(jī)肥保證土壤具有適宜滴灌的良好物理特性。對于地下水位高、排水條件差和鹽堿大的農(nóng)田，須經(jīng)過改造后才能實施滴灌隨水施肥技術(shù)。 （2）適時的作物營養(yǎng)診斷和土壤溶液診斷是實施滴灌隨水施肥的重要基本技術(shù)。不同的作物、同一種作物在不同的生育階段，對營養(yǎng)元素的需求量及對各營養(yǎng)元素的配比要求不同，只有充分利用“測土平衡施肥計算機(jī)專家系統(tǒng)”、“作物營養(yǎng)速測技術(shù)”等軟件技術(shù)，才能為

13、不同作物、同一作物不同的生育階段供給適時適量的營養(yǎng)元素，才能充分發(fā)揮灑灌隨水施肥技術(shù)的優(yōu)勢。 （3）必須具備實施滴灌隨水施肥技術(shù)的硬件設(shè)施。除滴灌用的干、支、毛管，還必須裝備配套的施肥罐所施用的肥料必須在施肥罐中充分溶解后才可隨水滴施。隨水施肥時應(yīng)先滴水0.5一1.0小時，然后滴入充分溶解的專用肥，并在停水前0.5一1.0小時停止施肥。以減少土壤對肥料的固定。,滴灌隨水施肥技術(shù)對肥料的要求,質(zhì)優(yōu)價廉適合大田應(yīng)用的滴灌專用肥，是實施滴港隨水施肥的根本保證。根據(jù)大田生產(chǎn)的要求。滴灌專用肥必須具有以下特點： （1）西北土壤多呈堿性。這就要求滴灌專用肥首先應(yīng)為酸性肥料，其ph值應(yīng)小于6.0，減少水及土

14、壤中堿性物質(zhì)對肥效的影響。 （2）滴灌專用肥應(yīng)具有與各種中、酸性農(nóng)藥，植物生長調(diào)節(jié)劑混用等性質(zhì)。 （3）滴灌專用肥必須水溶性好(995)含雜質(zhì)及有害離子(如鈣、鎂等)少各營養(yǎng)元素間無桔抗現(xiàn)象，防止滴頭堵塞造成農(nóng)田肥水不勻及肥效降低。 （4）滴灌專用肥養(yǎng)分配比可根據(jù)作物營養(yǎng)診斷和測土結(jié)果進(jìn)行靈活調(diào)整，并可根據(jù)需要添加中、微量元素，為作物供給全價營養(yǎng)。,肥料的選擇,（1）肥料的溶解度： 固體肥料的溶解度不相同但都隨著水溫的升高而增加(表1)。當(dāng)溶解肥料時，應(yīng)先將肥料罐加水至一半。然后續(xù)慢加人肥料并經(jīng)常攪拌，最后將肥料罐用水充滿。,（2）肥料兼容性： 當(dāng)不同種類的肥料混合時有可能發(fā)生肥料的兼容性問題

15、，并不是所有的基本肥料都相容(表2)。如果己知某些肥料有兼容性，可以用同類的其他肥料來代替，或者在不同的灌溉循環(huán)中施用不同的肥料。例如，硫酸銨和氯化鉀在肥料罐中的混合由于形成了硫酸鉀而顯著減少了混合肥料的溶解度。在富含鈣質(zhì)和碳酸鹽的水中，石膏產(chǎn)生沉淀，會阻塞噴頭和過濾器。同樣，氯化鉀的加注增加了灌溉水的鹽度，危害到對此敏感的作物。源自含硫酸鹽肥料的石膏的沉淀與其堿度有關(guān)，以尿素為主要成分的肥料溶液的加注由于尿素造成ph的升高引起碳酸鈣的沉淀較高的ph值會導(dǎo)致低溶解度的磷酸鈣鎂的形成，解決的方法是使用酸性肥料或磷酸或硝酸。含磷酸和硫酸的肥料不能與在同一個肥料罐中的含鈣肥料混合。碳酸鹽沉淀阻塞了滴頭時，向灌溉系統(tǒng)中加入酸液可以溶解沉淀。原料溶液是濃縮的肥料溶液，它隨后在灌溉系統(tǒng)被稀釋至所需的濃度。其濃度限制在肥料可以被完全溶解的數(shù)量上。由于溫度較低時溶解度降低，在夏季用多元鉀肥和其他水溶性肥料制備原料溶液并貯存到秋季可能會形成沉淀。在制備肥料溶液時，應(yīng)該考慮制備肥料溶液時的安全性；液體肥料溶液加入同一個肥料罐時他們之間的相互作用，灌溉系統(tǒng)內(nèi)液體肥料之間的相互反應(yīng)；灌溉系統(tǒng)的類型及其對堵塞或其他問題的敏感性。如果對于某些肥料混合后的安全性或兼容性有疑問，需要向有關(guān)專家請教。同時，在大批量淮備肥料溶液之前，最好先制備