淺談設(shè)施農(nóng)業(yè)低壓水肥一體化技術(shù).pdf

0 引言水、肥的高效利用是中國農(nóng)業(yè)的必由之路，灌溉施肥和水肥一體化則是實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)肥的有效途徑和重要措施，也是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。 只有做到水、肥、生態(tài)農(nóng)業(yè)的有機結(jié)合，才能為農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。 目前設(shè)施栽培更多依賴于傳統(tǒng)的方式，依賴大量的人工施肥灌水，種植地區(qū)的土壤養(yǎng)分不平衡現(xiàn)象非常普遍，蔬菜、果樹等生長發(fā)育特點非常適合應用肥水一體化技術(shù)進行精細管理，通過肥料和水分的綜合管理，可以有效提高生產(chǎn)效率，應用先進的節(jié)水、節(jié)肥灌溉施肥技術(shù)，可提高經(jīng)營管理水平，使果蔬生產(chǎn)向機械化、標準化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。國內(nèi)日益重視滴灌水肥一體化技術(shù)的理論研究與應用推廣。 水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的技術(shù)1，是按照作物需水、需肥規(guī)律，根據(jù)土壤的墑情和養(yǎng)分狀況，通過壓力管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器， 將肥料溶液以較小的流量均勻、準確直接地輸送到作物根系附近的土壤表面或土層。重力滴灌系統(tǒng)是一種不靠動力驅(qū)動的滴灌設(shè)備， 主要由蓄水池、閥口控制部分（閘閥、水表、過濾器）、輸水管道、滴灌管等部件組成。 它利用重力的原理，靠水源高度產(chǎn)生的自身壓力，通過主管道、支管道及供水管網(wǎng)實現(xiàn)供水。1 水肥一體化設(shè)備堵塞是普遍現(xiàn)象需要解決目前，國內(nèi)外水肥一體化滴灌滴頭大多采用壓力補償式，流道和出水孔非常細小，一般在 1mm 左右，使用的滴灌由于受雜質(zhì)、礦物質(zhì)的沉淀的影響，會使毛管滴頭堵塞，即使是在水質(zhì)良好、采用較為完善過濾裝置的條件下，仍有發(fā)生堵塞的可能2。 堵塞后，也很難恢復正常，滴灌的均勻度也不易保證。 與不施肥相比，施肥濃度越大，滴頭加速堵塞的越明顯?，F(xiàn)有水肥一體化設(shè)備大多采作多重過濾首部技術(shù)，PH/EC自動化控制，采用水溶性肥料，設(shè)備成本在 2500 元/畝以上，維修運行成本高，用戶難以接受。 我國水溶性肥料的行業(yè)標準對水不溶物含量要求小于 5%，一些復合肥料根本無法用于水肥一體化系統(tǒng)，這些肥料主要是溶解慢、顆粒雜質(zhì)多、易堵塞過濾器和滴頭。 有些肥料需要用戶溶解后放置數(shù)小時再用上面澄清液，這在田間大規(guī)模應用是不現(xiàn)實的。 含雜質(zhì)少的水溶肥料價格高，成為“貴族肥料”。2 解決設(shè)備堵塞關(guān)鍵技術(shù)1）合理配置過濾設(shè)備。 如果滴灌水源雜質(zhì)含量較高時，需從滴灌系統(tǒng)的入口處加以預防，若水中雜質(zhì)主要為泥沙，則首部過濾系統(tǒng)可選擇離心式過濾器和網(wǎng)式過濾器組合； 若雜質(zhì)主要為有機物污泥、藻類，可選擇砂石過濾和網(wǎng)式過濾組合；如果水中既有砂石又有淤泥藻類，則需要離心過濾、砂石過濾器及網(wǎng)式過濾器組合。2）化學處理方法針對滴灌系統(tǒng)中的化學堵塞和生物堵塞3?？啥ㄆ诩尤肼群退徇M行消毒和酸化處理， 對由于有機質(zhì)含量較高或藻類引起的堵塞，宜采用加氯處理方法，氯是一種常用的殺菌劑，在水中會水解、電離生成次氯酸離子，殺滅微生物。 然而，氯的可溶性離子會與水中的非溶解性發(fā)生化學反應生成新的沉淀，這種沉淀又成為別的細菌生長和繁殖的食物源，在一定程度上增加了堵塞的可能性。 加酸處理主要用來消除滴灌系統(tǒng)內(nèi)的化學沉淀，無論是加氯處理還是加酸處理，如處理不當，都會對生態(tài)環(huán)境、作物及人類產(chǎn)生破壞和毒害作用，因此，須嚴格按規(guī)程操作。3）滴頭結(jié)構(gòu)的抗堵措施4。 壓力補償?shù)晤^其典型結(jié)構(gòu)有孔口式、扁平式和圓柱式。壓力補償?shù)晤^特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其具有自沖洗功能和防止負壓時吸入泥沙顆粒，提高了抗堵塞性能，還可利用水擊清除堵塞的方法，通過在毛管尾部設(shè)置尾閥，當堵塞發(fā)生時，迅速打開毛管尾閥，再迅速關(guān)閉，在流道內(nèi)產(chǎn)生水擊脈動壓力，使沉積顆粒變得松散易流動，經(jīng)過幾個周期可清除堵塞。4）將固定流道設(shè)計成常開流道5。 使滴水器形成滴狀的流道擴大，常開流道設(shè)計為大于 2mm，設(shè)計流量為大于 2L/h，可減少過濾設(shè)備，減少微粒對滴灌系統(tǒng)的堵塞；或采取膜下開孔技術(shù)。3 結(jié)論綜上所述，造成灌溉系統(tǒng)中滴頭堵塞原因多種多樣，而防止堵塞的措施建議從配置過濾設(shè)備、 滴頭結(jié)構(gòu)設(shè)計、 滴頭流道設(shè)計、運行管理等方面進行。參考文獻：1 王武.水肥一體化施用技術(shù)要點J.南方農(nóng)機，2013，44(3)：42.2 趙建華.設(shè)施農(nóng)業(yè)水肥一體化技術(shù)應用調(diào)查與思考J.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2015(1)：35.3 張敏.水肥一體化滴灌技術(shù)在設(shè)施蔬菜中的應用J.農(nóng)業(yè)科技通訊，2017(12)：337-338.4 李曉瑞.農(nóng)田滴灌系統(tǒng)滴頭堵塞及防堵措施的研究進展J.安徽農(nóng)業(yè)科學，2011，39(36)：22871-22873.5 凌杰.液壓技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械中的應用現(xiàn)狀與趨勢J.南方農(nóng)機，2017，48(6)：59-60.2019年8月上專家講座 Expert Lectures淺談設(shè)施農(nóng)業(yè)低壓水肥一體化技術(shù)*曹曉林1， 劉 洋1， 單 巍2（1.江西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)工程研究所，江西 南昌 330200；2.德興市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江西 上饒 334200）摘 要：灌溉施肥和水肥一體化是實現(xiàn)節(jié)水節(jié)肥的有效途徑和重要措施，是發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。 只有做到水、肥、生態(tài)農(nóng)業(yè)的有機結(jié)合，才能為農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的技術(shù)，按照作物需水、需肥規(guī)律，根據(jù)土壤的墑情和養(yǎng)分狀況，通過壓力管道系統(tǒng)與安裝在末級管道上的灌水器，將肥料溶液以較小的流量均勻、準確直接地輸送到作物根系附近的土壤表面或土層。 但水肥一體化設(shè)備容易堵塞，本課題就此展開探討。關(guān)鍵詞：設(shè)施農(nóng)業(yè)；水肥一體化；設(shè)備堵塞；解決措施中圖分類號：S365 文獻標志碼：A 文章編號：1672-3872（2019）15-0009-01基金項目：江西重點研發(fā)計劃基于防堵塞重力滴頭的水肥一體化滴灌技術(shù)的研究（20161BBF60144）作者簡介：曹曉林（1970），男，江西九江人，碩士，研究員，研究方向：農(nóng)業(yè)工程及自動化研究。9