高效節(jié)水灌溉區(qū)水肥一體化分析

鹽池縣水務(wù)局 馮其春

一、水肥一體化概述

農(nóng)田水利灌溉技術(shù)發(fā)展對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要價(jià)值。隨著可持續(xù)型農(nóng)業(yè)觀點(diǎn)的提出，在農(nóng)業(yè)灌溉中需要重視高效節(jié)水效果，在促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)的同時(shí)有效解決資源。水肥一體化方法能夠依托節(jié)水方法和有效的灌溉設(shè)備，根據(jù)農(nóng)作物對(duì)水和肥的需求進(jìn)行科學(xué)配比[1]。通過采用高效節(jié)水灌溉設(shè)備，合理布置灌溉所用的管道和滴頭等，能夠保證在農(nóng)作物灌溉過程中，保持水肥需求與供給的平衡，這樣既能夠節(jié)約水肥資源，又能夠很好地促進(jìn)農(nóng)作物健康生長(zhǎng)。我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中建立了很多高效節(jié)水灌溉區(qū)，這些區(qū)域在灌溉實(shí)踐中，積極引入了水肥一體化方法。

水肥一體化方法應(yīng)用中，主要的過程是通過對(duì)肥料狀態(tài)的改進(jìn)，從固態(tài)肥料轉(zhuǎn)化為液態(tài)肥料，這種液態(tài)肥料可以通過水肥一體化系統(tǒng)，根據(jù)農(nóng)作物灌溉和施肥需求，通過管道傳輸?shù)骄唧w的農(nóng)作物種植區(qū)域。水肥一體化不僅能夠提高灌溉和施肥效率，還有助于肥料與土壤的充分結(jié)合。液肥可以較好地滲透到土壤深層，對(duì)于改善土壤的肥力有著積極效果。液肥可以通過水肥一體化系統(tǒng)到達(dá)農(nóng)作物根系部位，農(nóng)作物能夠提高肥料養(yǎng)分的吸收率。這種灌溉和施肥方式，使得農(nóng)作物施肥量較傳統(tǒng)方法大大降低[2]。傳統(tǒng)方法由于肥料難以被有效吸收，需要增加用肥數(shù)量來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)，而水肥一體化方法的應(yīng)用，能夠通過對(duì)農(nóng)作物肥料需求的預(yù)測(cè)和判斷，控制好肥料使用量，這個(gè)過程中的肥料浪費(fèi)非常小，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)約的目的。農(nóng)作物施肥過程中對(duì)于環(huán)境的影響較大，在綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展中，利用水肥一體化節(jié)約灌溉施肥資源的同時(shí)，對(duì)于生態(tài)環(huán)境也起到較好的保護(hù)作用。

水肥一體化灌溉方法對(duì)于灌溉用水也起到較好的節(jié)約效應(yīng)。水源對(duì)于農(nóng)作物生長(zhǎng)是非常關(guān)鍵的，由于農(nóng)作物吸收的水分是有限的，如果在灌溉中不能有效地進(jìn)行控制，多余的水就會(huì)從農(nóng)田排出，浪費(fèi)水資源[3]。水肥一體化系統(tǒng)通過對(duì)農(nóng)作物所需水分的掌握，可以通過設(shè)備控制供水灌溉量以及灌溉時(shí)間等，當(dāng)農(nóng)作物灌溉飽和后，水肥一體化系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)水的目的。水肥一體化系統(tǒng)可以同時(shí)為灌溉和施肥提供支持，能夠提高農(nóng)作物田間管理的效果，幫助農(nóng)戶實(shí)現(xiàn)高效節(jié)約和增產(chǎn)增收的目標(biāo)。

二、高效節(jié)水灌溉區(qū)水肥一體化實(shí)施要點(diǎn)

（一）水肥一體化設(shè)備使用要點(diǎn)

高效節(jié)水灌溉區(qū)在水肥一體化實(shí)施過程中，需要關(guān)注相關(guān)設(shè)備的使用要點(diǎn)。水肥一體化功能的實(shí)現(xiàn)，需要以灌溉設(shè)備作為基礎(chǔ)和保障，灌溉系統(tǒng)的規(guī)劃布局和設(shè)備安裝都必須符合當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物種植的條件和要素，如高效節(jié)水灌溉區(qū)所處地理位置、氣候條件、水文情況、土壤性質(zhì)等，這些因素都會(huì)影響水肥一體化系統(tǒng)的使用情況。水肥一體化設(shè)備使用，應(yīng)當(dāng)與高效節(jié)水灌溉區(qū)的農(nóng)作物生產(chǎn)需求相一致，設(shè)備規(guī)模過大會(huì)增加水肥一體化成本投入，造成成本浪費(fèi)，設(shè)備規(guī)模過小則難以滿足灌溉施肥的要求，影響到農(nóng)作物生長(zhǎng)。水肥一體化設(shè)備包括施肥器、泵機(jī)、肥料液化池等，灌溉方面則需要配備灌溉噴嘴、傳輸管道等。水肥一體化設(shè)備，需要結(jié)合農(nóng)作物種植面積以及地貌特征、灌溉水源位置等來(lái)規(guī)劃布局，構(gòu)建設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。水肥一體化設(shè)備之間的距離等都要經(jīng)過嚴(yán)格測(cè)算，距離過近和過遠(yuǎn)都會(huì)影響高效節(jié)水灌溉的效果。例如，在丘陵地區(qū)，由于地貌不平坦，設(shè)備以及配套的管道需要沿著丘陵走勢(shì)來(lái)安裝，而且應(yīng)當(dāng)保證灌溉覆蓋范圍涵蓋整個(gè)農(nóng)業(yè)種植區(qū)域。不同農(nóng)作物的灌溉需求不同，在設(shè)備使用方面，需要結(jié)合農(nóng)作物特點(diǎn)，選擇不同類型的灌水器和噴嘴等[4]。另外，土壤性質(zhì)也會(huì)影響水肥一體化設(shè)備的使用，如果土壤為沙化土壤，土壤本身含水量較低，如果仍然按照普遍方式在一定區(qū)域內(nèi)只鋪設(shè)一條灌溉管道，往往難以滿足農(nóng)作物灌溉需要。因此，在沙化土壤等含水量較低的區(qū)域，可以適當(dāng)增加一條灌溉管道。對(duì)于農(nóng)作物灌溉區(qū)種植不規(guī)則的情況，需要采用盤繞式方法來(lái)使用水肥一體化設(shè)備，這樣可以兼顧到所有農(nóng)作物，保持灌溉均衡程度滿足需求。

（二）水肥一體化水分處理要點(diǎn)

水肥一體化實(shí)施過程中，對(duì)于水分的處理是十分關(guān)鍵的。水分處理是灌溉的重要基礎(chǔ)，在水分處理時(shí)，需要結(jié)合灌溉區(qū)的實(shí)際情況，對(duì)于土壤含水度、水源距離等因素進(jìn)行綜合考慮。通過科學(xué)合理的計(jì)算，根據(jù)水肥一體化設(shè)備覆蓋情況，對(duì)每日的灌溉次數(shù)、灌溉量進(jìn)行預(yù)測(cè)和設(shè)定。水肥一體化的水分處理中，需要從水分灌溉目標(biāo)入手進(jìn)行設(shè)定，也就是灌溉后需要水分滲入到多深的土壤，進(jìn)而來(lái)設(shè)置具體的灌溉參數(shù)[5]。水分處理實(shí)施中，對(duì)于農(nóng)作物根系特點(diǎn)要有效把握，根系茂盛的農(nóng)作物需求的水量也較多，在考慮灌溉要素時(shí)也需重視，對(duì)于根系深扎于土壤當(dāng)中的農(nóng)作物，在水肥一體化灌溉時(shí)，水分浸入到土壤的深度也要適當(dāng)增加。

（三）水肥一體化養(yǎng)分處理要點(diǎn)

水肥一體化養(yǎng)分處理中，需要對(duì)肥料進(jìn)行有效選擇。由于水肥一體化實(shí)施中，需要對(duì)肥料進(jìn)行液態(tài)處理后才能夠基于灌溉系統(tǒng)的管道輸送到農(nóng)作物種植區(qū)域，因此肥料應(yīng)當(dāng)具有較好的水溶性，也就是在水肥一體化實(shí)施中能夠快速?gòu)氐椎匾夯?，顆粒物質(zhì)占比應(yīng)當(dāng)控制在一個(gè)較小的范圍內(nèi)。由于肥料會(huì)通過管道傳輸，因此肥料不能帶有腐蝕性。很多肥料的一些化學(xué)成分會(huì)在長(zhǎng)期接觸后腐蝕管道材質(zhì)，這對(duì)于水肥一體化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)會(huì)造成破壞。此外，還要避免養(yǎng)分輸送時(shí)出現(xiàn)結(jié)塊堆積現(xiàn)象，如果是多種肥料復(fù)合施肥，還需要肥料之間具有較好的相容性[6]。由于農(nóng)作物在不同生長(zhǎng)周期，以及不同品種所需要的肥料不同，進(jìn)行水肥一體化施肥時(shí)，需要靈活調(diào)整肥料，根據(jù)施肥需求，在入料口配合好肥料的比例，保證農(nóng)作物能夠較好地吸收。水肥一體化養(yǎng)分處理方面，要結(jié)合調(diào)配、輸送和實(shí)施過程，利用水肥一體化系統(tǒng)來(lái)綜合控制施肥，把握好施肥的養(yǎng)分配比、間隔和肥量等。

（四）水肥一體化水肥耦合要點(diǎn)

水肥一體化的特點(diǎn)，就是水肥的融合實(shí)施。在高效灌溉過程中，肥料會(huì)隨著水走，也就是液態(tài)肥會(huì)融于水中，通過水分灌溉來(lái)完成施肥目的。施肥效果與水肥耦合程度密切相關(guān)，在水肥一體化實(shí)施中，要重視水肥耦合效果，掌握農(nóng)作物對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，提高水肥配比科學(xué)性。在施肥以及灌溉實(shí)施過程中，考慮到水肥一體化的優(yōu)勢(shì)，匹配好水和肥的實(shí)施量、時(shí)間等。如灌溉次數(shù)一般會(huì)多于施肥次數(shù)，以水體灌溉為基礎(chǔ)，在灌溉周期分析和提煉出施肥時(shí)間，從而在特定的灌溉過程中加入肥料，這樣能夠保持灌溉與施肥的同步，避免重復(fù)操作，提高灌溉施肥效率，也能夠降低農(nóng)戶田間管理的工作量[7]。在水肥耦合時(shí)，需要考慮農(nóng)作物種植生長(zhǎng)的實(shí)際情況，在少雨干旱季節(jié)可以適當(dāng)增加灌溉量和灌溉次數(shù)，當(dāng)土壤養(yǎng)分缺乏時(shí)，可以適當(dāng)實(shí)施基肥或者進(jìn)行追肥，有了水肥一體化系統(tǒng)，農(nóng)作物所需的養(yǎng)分和水分都能夠以最佳方式得到補(bǔ)充。

（五）水肥一體化維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)

水肥一體化實(shí)施需要進(jìn)行有效的維護(hù)保養(yǎng)，確保相關(guān)功能能夠持續(xù)正常使用。高效節(jié)水灌溉區(qū)的水肥一體化系統(tǒng)，需要基于使用注意事項(xiàng)進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)，避免出現(xiàn)故障和問題。水肥一體化管道設(shè)施需要長(zhǎng)期為水肥輸送提供支持，水肥在通過管道時(shí)會(huì)存在一定程度的污染，使得管道內(nèi)壁形成沉積物，在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)需要重點(diǎn)對(duì)管道進(jìn)行清洗。水肥一體化系統(tǒng)日常清潔無(wú)需拆開管道，只需要調(diào)整水肥實(shí)施的順序，如在水肥實(shí)施過程中，可以在施肥前進(jìn)行灌溉，灌溉會(huì)沖刷管道壁，同時(shí)等待系統(tǒng)壓力穩(wěn)定之后進(jìn)行施肥，可以減少液肥在管道內(nèi)壁上的殘留[8]。維護(hù)保養(yǎng)工作中，需要進(jìn)行有效的監(jiān)控。為了能夠確定管道的清潔情況，可以通過灌溉水流出后的成分檢測(cè)方式，確定含有的肥料成分占比，如果其中的肥料成分占比超出正常范圍，就需要及時(shí)進(jìn)行清潔處理，避免肥料危害水肥一體化系統(tǒng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

水肥一體化是高效節(jié)水灌溉區(qū)發(fā)展的重要方向，通過水肥一體化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)⑥r(nóng)作物灌溉和施肥結(jié)合在一個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行，避免了農(nóng)作物種植時(shí)需要重復(fù)搭建系統(tǒng)的情況。水肥一體化具有較好的網(wǎng)絡(luò)布局特點(diǎn)，能夠依據(jù)灌溉區(qū)域需求合理設(shè)置灌溉點(diǎn)，保證了農(nóng)作物灌溉的效果，同時(shí)也能夠有效減少水源和肥料的浪費(fèi)。