在2016年首屆中國農(nóng)業(yè)（博鰲）論壇上，中國工程院院士金涌發(fā)表演講，他表示我國是一個缺水的國家，每個人的水資源量只有世界平均的1/4，我們?nèi)珖司Y源排名在全世界排在110位，但我們卻有400個城市缺水?，F(xiàn)在我們發(fā)展工業(yè)要水權(quán)轉(zhuǎn)讓，就要從農(nóng)業(yè)里節(jié)水，所以節(jié)水對于我國未來的發(fā)展是非常重要的，而利用水肥一體化技術(shù)可以節(jié)水50%。
另外水肥一體化可以在植物生長的全周期內(nèi)按照不同植物的需求，改變肥料的配比，定時定量供給植物，這樣一方面可以改善農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面還可大幅度減少肥料的用量，一舉多得。
今天，有料兒菌就為大家講講水肥一體化的技術(shù)——滴灌技術(shù)。
說起滴灌，確實(shí)不是什么稀罕物了，見過甚至用過的人不在少數(shù)，有些地方的農(nóng)業(yè)項(xiàng)目還會為農(nóng)戶免費(fèi)安裝。但是真正用起來的有多少人？真正了解滴灌優(yōu)勢的又有多少人？真正清楚一套滴灌設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)的又有多少人？
今天，咱們就一次性講清楚說明白，也為咱們國家的資源節(jié)約做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。
滴灌施肥技術(shù)的原理
滴灌就是滴水灌溉技術(shù)，它是將具有一定壓力的水，由滴灌管道系統(tǒng)輸送到毛管，然后通過安裝在毛管上的滴頭、孔口或滴灌帶等灌水器，將水以水滴的方式均勻而緩慢地滴入土壤，以滿足作物生長需要的灌溉技術(shù)，它是一種局部灌水技術(shù)。
由于滴頭流量小，水分緩慢滲入土壤，因而在滴灌條件下，除緊靠滴頭下面的土壤水分處于飽和狀態(tài)外，其它部位均處于非飽和狀態(tài)，土壤水分主要借助毛管張力作用入滲和擴(kuò)散，若灌水時間控制得好，基本沒有下滲損失，而且滴灌時土壤表面濕潤面積小，有效減少了蒸發(fā)損失，節(jié)水效果非常明顯。
滴灌施肥技術(shù)是在灌水的同時可以把肥料均勻地帶到作物根部，實(shí)現(xiàn)了水肥一體化管理。其特點(diǎn)是灌水流量小，需要的工作壓力較低，能夠較精確地控制灌水量，把水和養(yǎng)分直接輸送到作物根部附近的土壤中，滿足作物生長發(fā)育的需要，實(shí)現(xiàn)局部灌溉。
泵吸施肥法示意圖
丘陵山地可選用簡單實(shí)用耐用、價格低廉的自重力滴灌施肥系統(tǒng)；在地形平坦地區(qū)則應(yīng)用泵吸肥系統(tǒng)。實(shí)踐證明，這兩種施肥方法不僅操作方便，且可以控制施肥速度和施肥濃度。設(shè)施應(yīng)用水泥磚結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固耐用。
還可以將有機(jī)肥應(yīng)用于滴灌施肥系統(tǒng)。有機(jī)肥經(jīng)過漚腐過濾后滴施，滴施完后保證15分鐘以上的清水沖洗，滴頭和過濾器無任何堵塞，滴頭處也不會生長藻類青苔等植物，方便且省工。
安裝在柚園中的滴灌系統(tǒng)
可采用滴灌技術(shù)進(jìn)行灌溉的作物種類很多，如葡萄、桃、梨、蘋果、板栗、柑橘、荔枝、龍眼、火龍果等水果，番茄、黃瓜、茄子等蔬菜，在花卉、苗圃等場合也有很好的應(yīng)用前景，另外糧食作物如小麥、玉米、馬鈴薯及經(jīng)濟(jì)作物如煙草、蘆筍等均可使用滴灌系統(tǒng)。
主要特點(diǎn)
1）水的利用率達(dá)到95%，比噴灌擁有更高的節(jié)水增產(chǎn)效果，同時結(jié)合施肥，提高肥效一倍以上；
2）灌水量小，灌水器每小時流量為2~12升，因此，一次灌水延續(xù)時間較長；
3）灌水周期短，可以做到小水灌溉，需要的工作電壓低，能夠較準(zhǔn)確地控制灌水量，不會造成水的浪費(fèi)。
滴灌的種類
1、地表滴灌，是通過安裝在水管上的滴頭，孔口或滴灌帶毛灌水器將水一滴滴地，均勻面緩慢地滴入作物根系附近的土壤灌土形成。
2、地下滴灌是將毛管和滴水器埋入地表下20-30厘米，灌溉水從灌水器滲出濕潤土壤。這種灌水方式可以減緩毛管和灌水器的老化，防止丟失，方便田間作業(yè)。但存在一旦灌水器堵塞，不便查找和清洗的問題。
滴灌工程系統(tǒng)
一個完整的滴灌工程系統(tǒng)通常由水源、首部控制樞紐，管網(wǎng)（輸配水管道）系統(tǒng)和灌水器四部分組成。
水源
水源是很豐富的，河流、湖泊、河渠、井泉都可能滴灌的水源。但含污物過多的不宜作水源，否則將使水質(zhì)凈化設(shè)備過于復(fù)雜化。甚至?xí)鸬喂嘞到y(tǒng)的堵塞。
首部樞紐
滴灌工種的首部通常包括水泵，動力機(jī)、控制閥水質(zhì)凈化裝置，施肥裝置，測量和保護(hù)設(shè)備。
管網(wǎng)系統(tǒng)
滴灌工程的管網(wǎng)一般由干管、支管、毛管組成。
灌水器
灌水器是安裝在毛管或通過連接小管與毛管連接。
滴灌具有省工節(jié)水、降低能耗、保護(hù)土壤環(huán)境、增產(chǎn)增效等優(yōu)點(diǎn)，是我國近年來大力推廣應(yīng)用的一項(xiàng)先進(jìn)適用技術(shù)，作為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉、打造節(jié)約型農(nóng)業(yè)、助推農(nóng)村節(jié)約型社會建設(shè)的一項(xiàng)有效手段，各地發(fā)展勢頭很猛。但在滴灌使用中很容易出現(xiàn)堵塞問題，嚴(yán)重影響滴灌性能甚至造成系統(tǒng)報廢，其原因是滴灌系統(tǒng)本身對灌溉的水質(zhì)要求較高，尤其是內(nèi)鑲式滴灌管，如系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷，或使用不當(dāng)，容易造成滴灌系統(tǒng)堵塞，需引起足夠的重視。
滴灌堵塞原因
物理堵塞
這是引起滴灌堵塞的主要原因。灌溉水質(zhì)差，過濾系統(tǒng)又不完善，泥沙等雜物被水泵抽取進(jìn)入管道及滴灌管后，在通過內(nèi)鑲式滴頭鋸齒狀流道時，雜物將流道堵塞而使滴頭無法出水。
生物堵塞
作物的根系入侵滴灌出水孔，或灌溉水中藻類及其他微生物的生長而引起的堵塞。作物根系的向水性及不均衡灌溉，會導(dǎo)致根系向滴灌出水孔生長，并伸入出水孔造成堵塞。如果灌溉水中藻類等生物含量豐富，滴灌系統(tǒng)又經(jīng)常結(jié)合施肥灌溉，肥料池等避光設(shè)施又不到位，容易造成微生物大量繁殖，將滴灌內(nèi)壁覆蓋堵塞。
沉淀物堵塞
主要是化學(xué)肥料及水質(zhì)沉淀造成。一是滴灌施肥后殘留在滴灌管中的有些肥料會發(fā)生沉淀，如硫酸鈣等，而將滴頭流道堵塞。二是如果滴灌水屬于硬水，碳酸鹽含量偏高，長期使用會在滴灌內(nèi)管壁生成較多的水垢而堵塞滴頭。
解決方法及使用要求
滴灌水的預(yù)處理
這是防止堵塞的最經(jīng)濟(jì)有效方法，預(yù)處理越嚴(yán)格，物理性堵塞發(fā)生的現(xiàn)象就越少。根據(jù)水質(zhì)及流量，在水泵取水口處用鐵絲網(wǎng)作3道攔污柵，安裝的攔污柵目數(shù)由小到大，可分別為10-50目不等，攔去懸浮泥砂和雜物。或?qū)⒑铀胄钏刂?，?jīng)沉淀泥沙后備用，并加蓋避光，防止雜物進(jìn)入及藻類繁殖。
合理安裝過濾系統(tǒng)及滴灌管
首部根據(jù)經(jīng)預(yù)處理的水質(zhì)情況，要分別安裝砂石過濾器、疊片式、篩網(wǎng)式過濾器或組合使用，作過濾處理，水質(zhì)一般才能達(dá)到滴灌水的使用標(biāo)準(zhǔn)。如在棚頭閥門后再安裝一個小流量的篩網(wǎng)式過濾器，作二級過濾處理，可大大提高滴灌系統(tǒng)防堵塞的安全性能。田間安裝滴灌管時，滴灌管上的滴孔朝上，可使水中的少量雜質(zhì)沉淀在管子的底部，并防止根系入侵滴灌孔。
定期沖洗滴灌管、清洗過濾器
新安裝的滴灌管第一次使用時，要打開滴灌管未端的堵頭，充分放水沖洗，把管中雜質(zhì)沖洗干凈后才能開始使用，滴灌一般使用5次后要再次沖洗。灌水前要經(jīng)常檢查過濾器，開啟過濾器反沖洗裝置去污，及時清除過濾器濾網(wǎng)上積聚的雜質(zhì)，防止過濾器堵塞，發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)損壞要及時更換。
正確使用滴灌施肥
一是要選用可溶性肥料，且施肥器必須安裝在過濾器之前。二是滴灌系統(tǒng)過濾設(shè)備正常才能進(jìn)行施肥，施肥結(jié)束后要用清水對系統(tǒng)進(jìn)行5分鐘左右的沖洗，防止管道中剩余的肥料沉淀。
化學(xué)防堵
如滴灌發(fā)生肥料等化學(xué)堵塞，必要時可進(jìn)行酸液清洗，可同時達(dá)到消毒、抑制和消滅水中的藻類和微生物的效果。常用高氯酸、硝酸、硫酸等酸，使用時將pH值調(diào)到5.5-6.0，處理時必須嚴(yán)格控制使用濃度，避免對作物造成危害。酸液清洗時注意調(diào)低系統(tǒng)灌溉壓力，以減緩流速，提高酸洗效果，結(jié)束后再用清水沖洗。
常見問題解析
滴頭一滴一滴的出水，出水量那么小，能滿足作物水分需求嗎？
答：可以！其實(shí)滴頭流量有很多種選擇，常見的范圍在1.0~10.0升/小時。滴頭流量的選擇主要是由土壤質(zhì)地決定的，通常質(zhì)地越粘重，滴頭流量越小。滴頭每秒的出水量雖然很小，但是灌水時間長。以規(guī)格為2.3升/小時的滴頭為例，如每棵果樹安排兩個滴頭，灌水時間為2.5小時，每株果樹將得到11.5升水，灌溉5小時則出水23升。滴灌可以通過延長灌溉時間和增加滴頭數(shù)量來增加供水量，可以滿足作物在各種炎熱氣候下的需水量。
滴灌可施用有機(jī)肥嗎？
答：滴灌系統(tǒng)是液體壓力輸水系統(tǒng)，顯然不能直接使用固體有機(jī)肥。但我們可以使用有機(jī)肥漚制的沼液，經(jīng)過沉淀、過濾后施用。雞糞豬糞等漚腐后過濾使用。采用三級過濾系統(tǒng)，先用20目不銹鋼網(wǎng)過濾，再用80目不銹鋼網(wǎng)過濾，最后用120目疊片過濾器過濾。通過滴灌系統(tǒng)施用液體有機(jī)肥，不僅克服了單純施用化肥可能導(dǎo)致的弊端，而且省工省事，施肥均勻，肥效顯著。
在滴灌施肥過程中如何避免過量灌溉？
答：滴灌施肥只灌溉根系和給根系施肥。因此一定要了解所管理的作物根系分布的深度。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?；蛘叩乩锫裨O(shè)張力計(jì)監(jiān)控灌溉的深度。
在雨季土壤不缺水，如何通過滴灌系統(tǒng)施肥？
答：在土壤不缺水的情況下，施肥要照常進(jìn)行。一般等停雨后或土壤稍微干燥時進(jìn)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(dǎo)率儀監(jiān)測土壤溶液的電導(dǎo)率，可以精確控制施肥時間，確保肥料不被淋溶。
肥料的濃度如何控制？
答：很多肥料本身就是無機(jī)鹽。當(dāng)濃度太高時會"燒傷"葉片或根系。通過灌溉系統(tǒng)噴肥或滴肥一定要控制濃度。最準(zhǔn)確的辦法就是測定噴施的肥液或滴頭出口的肥液的電導(dǎo)率。通常范圍在1.0~3.0ms/cm就是安全的?；蛘咚苄苑氏♂?00~1000倍，或者每方水中加入1~3公斤水溶性復(fù)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(diǎn)也沒有壞處。
山地果園滴灌必需修建蓄水池嗎？
答：不一定。為了節(jié)省開支，果園地形高差在15米內(nèi)的，安裝滴灌一般不需要修建蓄水池，只要選擇合適揚(yáng)程和流量的水泵即可。對于地形高差在25米以上的，最好在果園最高處修建一個蓄水池，采用重力滴灌系統(tǒng)，較為省錢。
滴灌系統(tǒng)一般能用多少年？
答：滴灌管有多種規(guī)格，壁厚從0.2毫米至1.2毫米。很顯然越厚越抗機(jī)械損傷。所有滴灌管都加有抗老化材料。在沒有機(jī)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(jī)械破損，導(dǎo)致漏水。從機(jī)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(shè)計(jì)年限為1—3年的產(chǎn)品較為經(jīng)濟(jì)合理，而栽培密度小的果樹使用設(shè)計(jì)年限為8—10年的產(chǎn)品較為經(jīng)濟(jì)合理。當(dāng)然，使用壽命長，一次性投入的成本也會高一些。
為什么滴灌專用PE管可以露在地面？
答：由于聚乙烯（PE）配料本身的理化性質(zhì)容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解，所以普通的PE管并不適合在露地使用。滴灌專用的PE管材由于加入了抗老化劑，露地條件下使用壽命可達(dá)10年以上。
為什么說PE管不是越厚越好？
答：滴灌專用PE管材長壽的奧秘在于加入了抗老化劑，所以單純的增加管材的厚度并不能延長使用壽命。選用的PE原料是否是原生料對產(chǎn)品的使用壽命也有影響。由于在物理性質(zhì)上差異不明顯，所以很難從肉眼判斷出滴灌PE管的使用壽命。
滴灌工程為什么要有專業(yè)隊(duì)伍來設(shè)計(jì)安裝？
答：滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及水力、土壤、氣候、作物栽培、植物營養(yǎng)等多方面的專業(yè)知識。通常用戶自身掌握不了這么多專業(yè)知識。最好由專業(yè)人員設(shè)計(jì)安裝，能確保正確的使用和發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。專業(yè)設(shè)計(jì)安裝隊(duì)伍具有多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，能夠綜合考慮各方面的因素，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有一定的擴(kuò)展性，合理的設(shè)計(jì)可以最大限度地減輕日后系統(tǒng)升級和維護(hù)的成本。同時專業(yè)公司會提供技術(shù)服務(wù)。
滴灌施肥系統(tǒng)的價格是如何構(gòu)成的？
答：滴灌施肥系統(tǒng)的造價主要由設(shè)計(jì)費(fèi)、設(shè)備材料費(fèi)、安裝費(fèi)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、交通狀況、施肥設(shè)備類型、系統(tǒng)自動化程度、材料型號規(guī)格、系統(tǒng)使用壽命、技術(shù)服務(wù)等級等因素。因此滴灌系統(tǒng)不存在一個統(tǒng)一的價格。根據(jù)國內(nèi)的實(shí)際情況，目前滴灌系統(tǒng)的價格在每畝400~1500元間變化。不管價格如何，其基本功能都是一致的，即均勻出水和均勻施肥。
以果樹為例，安裝滴灌是否劃算？
答：高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的滴灌系統(tǒng)造價在1000元/畝左右，設(shè)計(jì)壽命為10年，折合每年成本為100元/畝。安裝滴灌后，一方面可以節(jié)省肥料開支，按省肥30%計(jì)算，每年可節(jié)約開支30—50元/畝；另一方面可以增加產(chǎn)量和品質(zhì)，從而增加收入，以增收10%計(jì)算，每年可增收120—800元/畝，這還沒有考慮到節(jié)工和保障豐產(chǎn)等隱性的價值?？梢姡麡浒惭b滴灌是十分劃算的，我們不能因?yàn)榈喂嘁淮涡缘耐顿Y大，不考慮綜合成本與效益而主觀認(rèn)為不經(jīng)濟(jì)。
每年需要多少電費(fèi)？
答：由于微灌系統(tǒng)對壓力的要求較低，能夠最大限度的節(jié)約能源。以面積100畝的柑橘園滴灌系統(tǒng)為例，每年用電量約1200度，以現(xiàn)行電價計(jì)算，費(fèi)用為732元，每畝能源投入只需7.32元。滴灌是最節(jié)能的灌溉及施肥方式。
