山東臺(tái)兒莊水肥一體化技術(shù)在不同作物上的應(yīng)用模式

趙士花，趙會(huì)俠，楊 寧

（1.山東省棗莊市臺(tái)兒莊區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東 臺(tái)兒莊 277400；2.棗莊市農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣中心，山東 棗莊 277800）

隨著臺(tái)兒莊區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，智能化、智慧化農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為了農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向，水肥一體化技術(shù)作為供給作物營養(yǎng)的最有效方式，已經(jīng)在全區(qū)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體中得到了大面積推廣應(yīng)用。

一、水肥一體化技術(shù)主要組成

水肥一體化技術(shù)是由灌溉技術(shù)和施肥技術(shù)集成的一種農(nóng)藝綜合集成技術(shù)。灌溉技術(shù)主要包括過濾器選擇、澆灌方式和灌溉制度；施肥技術(shù)主要包括施肥器選擇、水溶肥選擇和施肥制度。

1、灌溉技術(shù)

（1）過濾器

目前，在臺(tái)兒莊區(qū)應(yīng)用的過濾器主要包括介質(zhì)過濾系統(tǒng)、離心過濾系統(tǒng)、疊片過濾系統(tǒng)和網(wǎng)式過濾系統(tǒng)。介質(zhì)過濾系統(tǒng)主要用于河流、水庫、池塘等水源，可以充分過濾水中的懸浮物質(zhì)和藻類；離心過濾系統(tǒng)主要用于深水井的沙石過濾；疊片過濾系統(tǒng)井水、水庫水、河水都可以應(yīng)用，但是價(jià)格比較昂貴，除了農(nóng)業(yè)項(xiàng)目補(bǔ)貼配備以外，農(nóng)戶很少應(yīng)用；網(wǎng)式過濾器主要是應(yīng)用在棚內(nèi)支管前，只能起到簡(jiǎn)單過濾作用。

（2）灌溉方式

臺(tái)兒莊區(qū)水肥一體化技術(shù)灌溉方式主要包括以下幾種：微滴灌、微噴灌、旋轉(zhuǎn)式噴灌、低壓軟管出流、小管出流、地埋式噴灌、噴水槍噴灌和三角支架噴灌。其中，微滴灌和微噴灌一般主要應(yīng)用于設(shè)施蔬菜上、育苗棚內(nèi)、懸吊式盆景；旋轉(zhuǎn)式噴灌主要應(yīng)用于花卉、草坪景觀；低壓軟管出流主要應(yīng)用在露地蔬菜種植上較多；小管出流主要在果樹果園內(nèi)應(yīng)用；地埋式噴灌和噴水槍噴灌、三角支架噴灌主要應(yīng)用在大田糧食作物上。

2、施肥技術(shù)

（1）施肥器

壓差式施肥器是肥料罐與滴灌管道并聯(lián)連接，進(jìn)水管和供肥液管之間的壓差，使灌溉水從進(jìn)水管進(jìn)入肥料罐，并將固體肥料溶解稀釋，再從供肥液管將肥液自動(dòng)注入到調(diào)壓閥下游的灌溉管道。文丘里施肥器是指在高速流動(dòng)的流體附近會(huì)產(chǎn)生低壓，從而產(chǎn)生吸附作用。電力驅(qū)動(dòng)注射泵利用電力驅(qū)動(dòng)的活塞泵將肥液注入到灌溉管道中?；钊奖壤┓势髦饕缮隙说尿?qū)動(dòng)活塞以及下端的吸肥活塞組成，驅(qū)動(dòng)活塞利用水流的壓差推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞內(nèi)部的彈簧換向裝置對(duì)水流進(jìn)行換向，保證活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)[1]。自動(dòng)灌溉施肥系統(tǒng)能夠按照用戶預(yù)先編制好的灌溉施肥程序自動(dòng)、準(zhǔn)確、適時(shí)、適量地把肥料注入灌溉管道中，智能信息采集部分包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照輻射傳感器、pH 與CE 傳感器，水分傳感器。育苗棚配備全智能的移動(dòng)式溫室噴灌機(jī)，包括機(jī)器帶和軌道。

（2）水溶肥選擇

可選液態(tài)或固態(tài)肥料。固態(tài)肥以粉狀或小塊狀為首選，要求水溶性強(qiáng)，含雜質(zhì)少，一般不用顆粒狀復(fù)合肥。如果使用沼液或腐殖酸液肥，必須經(jīng)過過濾，以免堵塞管道?？紤]肥料的溶解性和相溶性的同時(shí)，也要考慮灌溉水的情況。盡量選用滴灌的水溶肥（即全水溶)，如果灌溉水硬度較大，在選用肥料時(shí)一定要選用酸性肥料。定期在灌溉系統(tǒng)中注入酸溶液溶解沉淀，防止滴頭堵塞?？刂坪霉喔人碾妼?dǎo)率，防止作物受鹽漬化危害。

二、水肥一體化技術(shù)在不同作物上的應(yīng)用模式

1、設(shè)施蔬菜作物水肥一體化技術(shù)應(yīng)用模式

設(shè)施作物主要包括日光溫室和拱棚，應(yīng)用模式是微滴和微噴。滴灌基本都是地表滴灌[1]，滴灌灌水器的流量為0.5～8.0 L/h。微噴灌是利用直接安裝在毛管上或與毛管連接的微噴頭，利用壓力將水以噴灑狀濕潤土壤。微噴頭為固定式，噴射范圍小、水滴小，流量通常為20 L/h 左右。日光溫室80%應(yīng)用模式是微噴模式，20%是微滴模式；拱棚60%是微噴模式，10%是微滴模式。

日光溫室的水肥一體化應(yīng)用模式又分為單井單棚滴灌施肥模式和恒壓變頻滴灌施肥模式。單井單棚滴灌施肥模式中，80%是棚外安裝1 套離心過濾器，棚內(nèi)進(jìn)水處加裝一套文丘里施肥器和1 套網(wǎng)式過濾系統(tǒng)；20%是在水泵前或者水泵后直接插管進(jìn)行水溶肥輸送，然后在前面加裝1 套網(wǎng)式過濾系統(tǒng)。恒壓變頻滴灌施肥模式都是在多棚處建設(shè)1 間設(shè)備房，包括水泵、變頻器、三級(jí)過濾器（砂石過濾器、離心過濾器、疊片過濾器）、自動(dòng)或者半自動(dòng)施肥機(jī)。通過設(shè)備房內(nèi)多管道輸出進(jìn)入每個(gè)棚內(nèi)進(jìn)行澆水施肥。

拱棚水肥一體化應(yīng)用模式70%是棚外安裝1 套離心過濾器，棚內(nèi)進(jìn)水處加裝1 套文丘里施肥器和1 套網(wǎng)式過濾系統(tǒng)；30%是在水泵前或者水泵后直接插管進(jìn)行水溶肥輸送，前面加裝1 套網(wǎng)式過濾系統(tǒng)。

2、大田糧食作物水肥一體化技術(shù)應(yīng)用模式

（1）卷盤式噴灌機(jī)

利用水的壓力通過水渦輪、變速箱以及傳動(dòng)系統(tǒng)等的旋轉(zhuǎn)來帶動(dòng)卷盤，從而帶動(dòng)輸水管道的一端向主機(jī)方向的一端回卷，噴水行車在提前設(shè)定的速度下勻速前進(jìn)噴水，噴頭將水流分散成均勻的水滴噴灑到作物上面[2]。卷盤式噴灌機(jī)既可以實(shí)現(xiàn)水肥一體化，也可以實(shí)現(xiàn)水肥藥一體化，能夠進(jìn)行大面積灌溉，是農(nóng)田節(jié)水灌溉最佳選擇。

（2）地埋式自動(dòng)化、半自動(dòng)化伸縮一體化噴頭噴灌

噴灌設(shè)備與輸水管道相連，噴灌設(shè)備由外至內(nèi)包括順次套接的套管、一級(jí)伸縮管和二級(jí)伸縮管，以及升降式噴頭、旁通支管和彈簧。是將傳統(tǒng)噴灌系統(tǒng)中的豎管、立管、升降式噴頭集成于一體的噴灌設(shè)備。系統(tǒng)直接埋設(shè)在地下，噴灌作業(yè)前不需要安裝，噴灌后也不需要拆卸，大大減輕了田間勞動(dòng)強(qiáng)度，灌溉時(shí)還省工省料，同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)合理、經(jīng)久耐用、便于推廣應(yīng)用的需求。設(shè)備埋于地面40 cm 以下，利用水壓自動(dòng)出地面直接進(jìn)行噴灌，耕作時(shí)復(fù)位到地下即可。

（3）三角支架噴灌

三角支架噴灌相比地面灌溉，不需要修建專用的灌水溝渠，提高了土地利用率。因?yàn)橹苯釉诘乩锇惭b支架灌溉，在部分山地丘陵區(qū)應(yīng)用尤其適合。此模式噴灌比較均勻，減少了對(duì)土壤的沖刷破壞，使土壤的物理性得到保護(hù)，增加了土壤的透氣性，有利于植物生長。整套自動(dòng)噴灌設(shè)備包括立桿、支架、三通、噴頭、水帶、水帶接頭、卡箍、方便體等。三角支架屬于半自動(dòng)化作業(yè)，省錢、省時(shí)、省力，農(nóng)戶普遍反映應(yīng)用效果良好。

3、花卉、草坪景觀水肥一體化技術(shù)應(yīng)用模式

花卉、草坪景觀主要集中在全區(qū)觀光旅游、道路兩旁，應(yīng)用的水肥一體化技術(shù)模式主要是立桿旋轉(zhuǎn)式微噴灌[3]。旋轉(zhuǎn)式微噴灌利用直接安裝在毛管上或與毛管連接的微噴頭將壓力水以噴灑狀濕潤土壤。微噴頭是立桿旋轉(zhuǎn)式，噴射范圍較大，水滴也大，安裝間距較大。微噴頭的流量通常為250 L/h 左右。

4、果樹作物水肥一體化技術(shù)應(yīng)用模式

果樹作物主要集中在西部丘陵山區(qū)的桃園等果樹種植區(qū)域，水肥一體化技術(shù)應(yīng)用的主要模式是小管出流。小管出流水肥一體化技術(shù)是利用Φ44PVC 管與毛管上的穩(wěn)流器連接作為灌水器，以細(xì)流狀局部濕潤作物附近土壤，小管灌水器的流量為22～250 L/h。高大果樹通常圍繞樹干修一滲水小溝，以分散水流，均勻濕潤果樹周圍土壤。

三、結(jié)語

臺(tái)兒莊區(qū)自2016 年開始大力推廣水肥一體化技術(shù)在不同作物上的應(yīng)用；2018 年實(shí)施了省級(jí)水肥一體化示范工程項(xiàng)目和棗莊市水肥一體化技術(shù)推廣項(xiàng)目；2019 年實(shí)施了糧食綠色高質(zhì)高效創(chuàng)建項(xiàng)目，主要針對(duì)大田作物水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用推廣。截至目前，全區(qū)共推廣水肥一體化應(yīng)用面積達(dá)4.28 萬畝，通過現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)的灌溉施肥智能化遠(yuǎn)程管理技術(shù)引領(lǐng)，進(jìn)一步拓展水肥一體化技術(shù)在臺(tái)兒莊區(qū)各種作物上的技術(shù)應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)以點(diǎn)帶面的水肥一體化技術(shù)應(yīng)用推廣模式。