滴灌水肥一体化技术与展望

滴灌水肥一体化技术与展望

摘要：实施滴灌水肥一体化技术是田间配套节水设施，普及推广节水、节肥的一项技术，此技术能够提高水资源、肥料的利用率、节约水肥、缓解水资源紧缺的矛盾，缓解我国肥料短缺和大量施肥与环境污染的矛盾，促进农业的可持续发展。

关键词：滴灌技术；膜下灌技术；水肥耦合技术；水肥肥料

水是生物生存之源，是农林业生产发展的必要条件，肥料是生物增产高产的重要保障。长期以来缺水与肥料的大量使用是制约我国农林持续健康发展的重要因素。我国水资源丰富，总量年约2.81万亿㎡，但人均占有量少。近年来随着全球气候变暖，干旱加剧，干旱面积不断扩大，全国年均农业受旱面积已有20世纪50年代的1330万hm2上升到20世纪90年代以来的2670万hm2。全国旱灾近年平均减产粮食250亿kg，经济损失达150-200亿元。我国的传统灌溉方式仍然以渠道灌溉为主，渠道是我国农田灌溉的主要输水工程。但传统的土渠输水渗漏损失太大，约占到输水量的50%-60%，一些土质较差的渠道输水损失高达70%以上。据有关资料分析，全国各渠道渗漏损失量达1700亿m3 /年。我国是肥料生产大国同时也是消费大国，根据国际肥料工业协会数据和我国统计数据分析，2007年我国化肥使用量已占全球用量的35%左右，且使用量仍以每年3。5%的速度增长。由于施肥技术、肥料生产、产品不合理等多方面原因导致我国的肥料当季利用率低，氮肥为15%-35%，磷肥为10%-20%，钾肥为35%-50%，均低于日本、美国、英国、以色列等发达国家。肥料的大量与不合理施用导致我国部分土壤结构改变，土壤肥力下降，土壤重金属污染加剧，土壤盐化碱化严重，同时也加剧了地表径流的水质污染导致水体富营养化、地下水污染、农产品品质下降等一系列危害。减少化肥使用量，合理施肥，提高化肥利用率已成为我国农业可持续发展和保障我国粮食安全的重要问题。滴灌水肥一体化以其高节水节肥率得到了国家的大力支持,引起了越来越多有关专家的关注。

一、滴灌水肥一体化的技术简介

滴灌是指按照作物需水要求，通过低压管道系统与安装在毛管上的灌水器，将水和作物需要的养分一滴一滴，均匀而又缓慢的滴入作物根区土壤中的灌水方法。滴灌不破坏土壤结构，土壤内部水、肥、气、热经常保持适宜于作物生长的良好状况，蒸发损失小，不产生地面径流，几乎没有深层渗漏，是一种省水的灌水方式。滴灌适应于粘土砂壤土、轻壤土等；滴灌的地面输水管采用结构简单，组装、拆卸较方便，因此适应各种复杂的地形，工程建设不需做大量的平地工作；滴灌适应于大田密集作物棉花、蕃茄、甜菜、葡萄、大棚蔬菜、花卉，日前新疆主要用于棉花、葡萄。

（一）滴灌系统的组成

滴灌系统的组成：一套完整的滴灌系统主要由水源工程、首部枢纽、输配水管网和滴水器等4部分组成：

1。水源工程江河、湖泊、水库、井泉水、坑塘、沟渠等均可作为滴灌水源，但其水质需要符合滴灌要求。

2。首部枢纽包括水泵、动力机、压力需水容器、过滤器、肥液注入装置、测量控制仪表等。首部枢纽是整个系统操作控制中心。

3。输配水管网系统输配水管道是将首部枢纽处理过的水按照要求输送、分配到每个灌水

单元和灌溉水器的。

4。滴水器它是滴灌系统的核心部件，水由毛管流入滴头，滴头再将灌溉水流在一定的工作压力下注入土壤。水通过滴水器，以一个恒定的低流量滴出或渗出以后，在土壤中向四周扩散。

（二）滴灌的分类

1。根据不同作物和种植类型，滴灌系统可以分为固定式和半固定式两类：

1）固定式灌溉系统

在固定式灌溉系统中，各级管道和滴头的位置在灌溉季节是固定的（干、支管一般埋在地下，毛管和滴头都固定在地面），适用于果树、葡萄、瓜果、蔬菜等作物。

2）半固定式滴灌系统

在半固定式滴灌系统中，其干管、支管固定埋在田间，毛管（滴灌管或滴灌带）及滴头都是可以根据轮灌需要移动的。半固定式滴灌系统仅为固定式投资的50%—70%，但增加了移动毛管的劳力，而且易于损坏。半固定式依次移动可灌数行，这样可提高毛管的利用率，降低设备投资，这种类型滴灌系统适用于宽行蔬菜与瓜果等作物。

2、根据滴灌工程中毛管在田间的布置方式、移动与否以及进行灌水的方式不同，可以将滴灌系统分成以下三类：

1）地面固定式

毛管布置在地面，在灌水期间毛管和灌水器不移动的系统称为地面固定式系统，现在绝大多数采用这类系统。应用在果园、温室、大棚和少数大田作物的灌溉中，灌水器包括各种滴头和滴灌管、带。这种系统的优点是安装、维护方便，也便于检查土壤湿润和测量滴头流量变化的情况；缺点是毛管和灌水器易于损坏和老化，对田间耕作也有影响。

2）地下固定式

将毛管和灌水器（主要是滴头）全部埋入地下的系统称为地下固定式系统，这是在近年来滴灌技术的不断改进和提高，灌水器堵塞减少后才出现的，但应用面积不多。与地面固定式系统相比，它的优点是免除了毛管在作物种植和收获前后安装和拆卸的工作，不影响田间耕作，延长了设备的使用寿命；缺点是不能检查土壤湿润和测量滴头流量变化的情况，发生问题维修也很困难。

3）移动式

在灌水期间，毛管和灌水器在灌溉完成后由一个位置移向另一个位置进行灌溉的系统称为移动式滴灌系统，此种系统应用也较少。与固定式系统相比，它提高了设备和利用率，降低了投资成本，常用于大田作物和灌溉次数较少的作物，适合于干旱缺水、经济条件较差的地区使用。

下面具体说一下膜下滴灌：

膜下滴灌，顾名思义，是在膜下应用滴灌技术。它是我国在引进国外先进膜下滴灌技术和设备的基础上，经过多年的试验、研究、改进创新，开发出的一种性能可靠、使用方便的滴灌技术。它是把工程节水—灌溉技术和农艺节水—覆膜栽培两项技术集成的一项农业节水技术，也是地膜栽培抗旱技术的延伸与深化。作为一种新型的灌溉技术，膜下灌溉技术与地面灌溉、喷灌等技术相比，有着其无可比拟的优点，是目前最节水、节能的灌溉方式之一。与其它灌溉方式相比，采用膜下灌溉技术可获得显著的经济效益和社会效益。首先，采用膜下滴灌技术具有显著的节水、节肥效果。据测算，膜下滴灌与沟灌相比，平均产量增加20%以上，节水40%—50%，化肥的利用率提高20%以上。其次，投工费用很低。再次，膜下滴灌技术从根本上改变了传统农业的用水方式，为更好的进行田间管理提供了技术支撑，提高了土地资源和水资源的利用率。最后，实施膜下滴灌技术，可有效改良农田的土壤结构，防止土