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耕地保护与质量提升之水肥一体化技术
时间:2022-02-10 来源:农牧业生态与资源保护中心 作者:刘俊梅
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水肥一体化技术

1.定义:指灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差),将可溶性固体或液体肥料,按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点,配兑成的肥液与灌溉水一起,通过可控管道系统供水、供肥,使水肥相融后,通过管道和滴头形成滴灌,把水分、养分定时定量,按比例直接提供给作物。

2.水肥一体化技术的理论基础

植物有两张“嘴巴”,根系是它的大嘴巴,叶片是小嘴巴。大量的营养元素是通过根系吸收的。叶面喷施只能起补充作用。我们施到土壤中的肥料怎样才能到达植物的嘴边呢?通常有两个过程。一个叫扩散过程,肥料溶解后进入土壤溶液,靠近根表的养分被吸收,浓度降低,远离根表的土壤溶液浓度相对较高,结果产生扩散,养分向低浓度的根表移动,最后被吸收。另一个过程叫质流。植物在有阳光的情况下叶片气孔张开,进行蒸腾作用,导致水分损失,根系必须源源不断的吸收水分供叶片蒸腾耗水。靠近根系的水分被吸收了,远处的水就会流向根表,溶解于水中的养分也跟着到达根表,从而被根吸收。因此,肥料一定要溶解才能被吸收。常用的水肥一体化措施有叶面喷施、浇施、托管淋施(喷水带,南方,香蕉)、喷灌(适合密植浅根作物,草坪、叶菜、茶园)、微喷灌(果树茶园)、滴灌、树干注射,其中,滴灌效果最好,最节省肥料。

3.水肥一体化的优点

(1)滴灌施肥是一种精准施肥法,只施用在根部,显著提高肥料利用率,与常规施肥相比,可节省肥料用30-50%以上。因为使用水肥一体化技术,可以轻松实现少量多次施肥,可以按照作物需肥规律施肥,其次,可以减少因挥发、淋洗而造成的肥料浪费,从而大大地提高肥料利用效率。

(2)大量节省施肥劳力,比传统施肥方法节省90%以上。不用下地,不用开沟,不用覆土,施肥速度快,千亩面积的施肥可以在1天内完成。

(3)灵活、方便、准确的控制施肥时间和数量。

(4)有利于防止肥料淋溶至地下水而污染水体,尤其是硝态氮的淋溶。

(5)有利于实现标准化栽培。

(6)由于水肥的协调作用,可以显著减少水的用量,加上设施灌溉本身的节水效果,节水达50%以上。

(7)滴管施肥可以减少病害的传播,特别是随水传播的病害,因为滴管是单株灌溉的,滴灌时水分向土壤入渗,地面相对干燥,降低了株行间湿度,发病也会显著减轻。另外,可以提高抵御自然灾害风险的能力。

(8)滴灌施肥只湿润根层,行间没有水肥供应,杂草生长也会显著减少。

(9)滴灌可以滴入农药,对土壤害虫、线虫、根部病害有较好的防止作用。

(10)改善土壤环境状况。灌水均匀,克服板结,可以保持良好的水气状况,基本不破坏原有的土壤结构,由于土壤蒸发量小,保持土壤湿润的时间长,土壤微生物生长旺盛,有利于土壤养分的转化。

4.水肥一体化的常用肥料

氮肥:尿素、硝酸钾、硝酸铵、碳酸氢铵。

磷肥:磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、液体磷铵。

钾肥:氯化钾、硝酸钾、硫酸钾。

复合肥:水溶性复合肥。

有机肥:水溶性商品有机肥、沤腐后的有机液肥。

5.滴灌缺点

(1)易引起堵塞

灌水器的堵塞是当前滴灌应用中最主要问题,严重时会使整个系统无法正常工作,甚至报废。引起堵塞的原因可以是物理因素、生物因素或化学因素。如水中的泥沙、有机物或是微生物以及化学沉淀物等。因此,滴灌时水质要求较严,一般均应经过过滤,必要时还需经过沉淀和化学处理。

(2)可能引起盐分积累

当在含盐量高,降水少蒸发量大的地区,盐分可能不能随水下渗到底层而积累到地表。

(3)成本较高,管理要求精细

滴灌要求水电条件便利,首次安装成本较高,建立一些必要的基础设施。