如何建立果園灌溉系統(tǒng)

　　果園滴灌施肥技術(shù)概述

　　土壤與營養(yǎng)研究室 姜遠茂

　　水肥一體化技術(shù)狹義來講，就是通過灌溉系統(tǒng)施肥，作物在吸收水分的同時吸收養(yǎng)分。通常與灌溉同時進行的施肥，是在壓力作用下，將肥料溶液注入灌溉輸水管道而實現(xiàn)的。溶有肥料的灌溉水，通過灌水器（噴頭、微噴頭和滴頭等），將肥液噴灑到作物上或滴入根區(qū)。廣義講，就是把肥料溶解后施用，包含淋施、澆施、噴施、管道施用等。水肥一體化的前提條件就是把肥料先溶解。然后通過多種方式施用。如拖管淋施、噴灌施用、微噴灌施用、滴灌施用等。

　　其中滴灌施用由于延長了施肥時間，效果最好，最節(jié)省肥料。滴灌施肥是一種精確施肥法，只施在根部，顯著提高肥料利用率，與常規(guī)施肥相比，可節(jié)省肥料用量30～50%以上；大量節(jié)省施肥勞力，比傳統(tǒng)施肥方法節(jié)省90%以上；施肥速度快，千畝面積果園的施肥可以在1 天內(nèi)完成；靈活、方便、準確地控制施肥時間和數(shù)量；增強果樹抵御不良天氣的能力；有利于防止肥料淋溶至地下水而污染水體；有利于實現(xiàn)標準化栽培；由于水肥的協(xié)調(diào)作用，可以顯著減少水的用量，加上設(shè)施灌溉本身的節(jié)水效果，節(jié)水達50%以上；滴灌施肥可以減少病害的傳播，特別是隨水傳播的病害；滴灌施肥只濕潤根層，行間沒有水肥供應(yīng)，雜草生長也會顯著減少；滴灌可以滴入農(nóng)藥，對土壤害蟲、線蟲、根部病害有較好的防治作用；對于較粘重土壤，將滴灌管埋于一定土層深度，通過空氣壓縮機向土壤灌氣，解決根部缺氧問題；由于滴灌容易做到精確的水肥調(diào)控，在土層深厚的情況下，可以將根系引入土壤底層，避免夏季土壤表面的高溫對根系的傷害；滴灌施肥可以根據(jù)果樹的需肥規(guī)律施肥；滴灌施肥由于精確的水肥供應(yīng)，果樹生長速度快，可以提前進入結(jié)果期并顯著地增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)。

　　一、設(shè)施要求

　　在建立滴灌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，添加施肥裝置即可實現(xiàn)果園灌溉與施肥的一體化。根據(jù)滴灌系統(tǒng)布置的不同，可以采用多種施肥方法。常用的有重力自壓施肥法、泵吸肥法、泵注肥法、旁通罐施肥法、文丘里施肥法、比例施肥法等。具體采用何種施肥方法要咨詢專業(yè)人員或參考更詳細的資料。

　　滴灌的類型有壓力補償式（用于地勢高低不平地塊）和非壓力補償式（用于平地）兩種，滴灌管設(shè)置根據(jù)土壤類型和樹體大小，土壤疏松或樹體較大采用雙帶，否則采用單帶，對于喬化大樹可采用環(huán)繞式滴管帶。滴灌管懸掛高度不宜超過50 cm。

　　滴灌的關(guān)鍵是防堵塞。選擇合適的過濾器是滴灌成功的先決條件。常用的過濾器有砂石分離器、介質(zhì)過濾器、網(wǎng)式過濾器和疊片過濾器。前兩者做初級過濾用，后兩者做二級過濾用。過濾器有很多的規(guī)格，選擇什么過濾器及其組合主要由水質(zhì)決定。這是較專業(yè)的問題，最好由專業(yè)人士設(shè)計和選擇。

　　二、對水和肥料要求及原則

　　1、對水的要求

　　由于滴頭為精密部件，對灌溉水中的雜質(zhì)粒度有一定的要求，滴灌要求粒度不大于120 目，才能保證滴頭不堵塞。如果水源過濾措施和設(shè)備符合要求，井水、渠水、河水、山塘水等都可以用于滴灌。因此，水源過濾設(shè)備是滴灌系統(tǒng)的核心部件，大多數(shù)滴灌系統(tǒng)不能正常工作都是因過濾設(shè)備不符合要求或疏于清洗過濾器引起的。

　　2、對肥料的要求

　　

　　只要是能溶于水（最好是不溶性雜質(zhì)含量低于0.5%）的化肥都能夠通過滴灌系統(tǒng)來施用。最好選用水溶性復(fù)合肥，溶解性好，養(yǎng)分含量高，養(yǎng)分多元，見效快。部分有機肥，如雞糞、豬糞要經(jīng)過水漚腐，取其濾清液使用。肥料配比上要考慮可溶性肥料之間的相容性（參考表1）。根據(jù)“數(shù)量減半、少量多次、養(yǎng)分平衡”為原則，注入肥料總量為土壤施肥總量的50%左右。

　　肥料選擇與施用注意的幾個問題：

　　•選用溶解性好且養(yǎng)分純度高的微灌專用肥料。選擇好的肥料對延長設(shè)備壽命有重要作用。

　　•防止不同肥料混配產(chǎn)生不溶物沉淀?；炫浜螽a(chǎn)生沉淀的肥料可以采取分別分期注入的辦法。

　　•減少磷肥的注入量，磷肥量的大部分采取基施。

　　• K₂O 源肥料的施用：K₂O 可以由K₂SO4、KCl 和KNO₃ 共同提供， K₂SO₄ 一般作基肥， KCl 和KNO₃用作灌溉施肥；KCl 和KNO₃

　　用量以不超過0.6 kg/m³ 水為宜。

　　•微肥的施用：灌溉施硼肥的效果好于鋅肥(因為鋅肥容易被土

　　壤固定)；注射硼肥時，灌溉水中硼濃度控制在1 mg/L 以下。

　　三、水肥一體化方案

　　盛果期蘋果施肥比例N：P₂O₅：K₂O 為2:1:2～2.1，各個時期氮肥用量見表2，水肥一體化方案見表3。

　　

　　 四、水肥一體化技術(shù)應(yīng)用中的幾個常見問題解答

　　1、在滴灌施肥過程中如何避免過量灌溉？

　　滴灌施肥只灌溉根系和給根系施肥。因此一定要了解果樹根系分布的深度。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)張力計監(jiān)控灌溉的深度。

　　2、在雨季土壤不缺水，如何通過滴灌系統(tǒng)施肥？

　　在土壤不缺水的情況下，施肥要照常進行。一般等停雨后或土壤稍微干燥時進行。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。

　　3、肥料的濃度如何控制？

　　很多肥料本身就是無機鹽。當濃度太高時會“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1.0-3.0 ms/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，濃度可以稍高一點也沒有大的影響。

　　4、滴灌施肥的順序是什么？

　　一般先滴水，等管道完全充滿水后開始施肥，原則上施肥時間越長越好。施肥結(jié)束后要繼續(xù)滴半小時清水，將管道內(nèi)殘留的肥液全部排出。許多用戶滴肥后不洗管，最后在滴頭處生長藻類及微生物，導(dǎo)致滴頭堵塞。準確的滴清水時間可以用電導(dǎo)率儀監(jiān)控。

　　5、滴灌系統(tǒng)一般能用多少年？

　　滴灌管有多種規(guī)格，壁厚從0.2 毫米至1.2 毫米。很顯然越厚越抗機械損傷。所有滴灌管都加有抗老化材料。在沒有機械損傷的情況下，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械破損，導(dǎo)致漏水。從機械破損的角度，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)計年限為1～3 年的產(chǎn)品較為經(jīng)濟合理，而栽培密度小的果樹使用設(shè)計年限為8～10 年的產(chǎn)品較為經(jīng)濟合理。當然，使用壽命長，一次性投入的成本也會高一些。

　　6、滴灌施肥系統(tǒng)的價格是如何構(gòu)成的？

　　滴灌施肥系統(tǒng)的造價主要由設(shè)計費、設(shè)備材料費、安裝費等三部分組成。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、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)的實際情況，目前滴灌系統(tǒng)的價格在每畝400-1500元間變化。

　　7、以果樹為例，安裝滴灌是否劃算？

　　高標準建設(shè)的滴灌系統(tǒng)造價在1500 元/畝左右，設(shè)計壽命為10年，折合每年成本為150 元/畝。安裝滴灌后，一方面可以節(jié)省肥料開支，按省肥30%計算，每年可節(jié)約開支450 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%計算，每年可增收800元/畝，這還沒有考慮到節(jié)工和保障豐產(chǎn)等隱性價值?？梢?，果樹安裝滴灌是十分劃算的。

　　8、過濾裝置如何維護？

　　常用的過濾器有離心式過濾器、篩網(wǎng)式過濾器、疊片式過濾器、砂石過濾器等。要經(jīng)常檢查篩網(wǎng)過濾器內(nèi)的濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時修復(fù)或更換，灌溉季節(jié)結(jié)束時，應(yīng)取出篩網(wǎng)過濾器的濾芯，刷洗涼干后備用。

　　手工清洗：扳動手柄，放松螺桿，拆開壓蓋，取出濾芯，用刷子刷洗濾芯篩網(wǎng)。

　　自動沖洗：要求經(jīng)常打開排污閥看堵塞情況，經(jīng)常沖洗。

　　9、堵塞的原因是什么？

　　堵塞是指灌溉水中的泥沙、化學(xué)沉淀物或生物等物質(zhì)在滴灌系統(tǒng)的管道或者滴頭流道中依附和堆積，減小或者完全封堵過水斷面，造成灌水不正常的現(xiàn)象。

　　堵塞的發(fā)生是物理、化學(xué)和生物3 種因素相互作用的結(jié)果，控制好任何一個因素都可以減輕其他因素引起的堵塞。物理堵塞是由于水體中無法過濾掉的懸浮無機物質(zhì)顆粒( 如沙粒、淤泥或粘土等) 、有機物質(zhì)( 如動物的代謝物、蝸?；蛩芰纤槟┑? 和微生物殘體( 如藻類或原生動物等) 引起的。對于地下滴灌系統(tǒng)，在關(guān)閉的過程中由于系統(tǒng)中產(chǎn)生的負壓，會將毛管周圍的土壤顆粒通過滴頭出口吸入流道內(nèi)，造成灌水器堵塞。生物堵塞是指生物因素( 如藻類、細菌以及微生物分解物，還有一些植物根系等) 在流道壁面附著成長形成生物膜，流體中的其他雜質(zhì)往往會在細菌群落生長很好的流道拐角處與生物膜發(fā)生相互的黏附累積，最終導(dǎo)致灌水器堵塞。生物堵塞也包括地下滴灌植物根系入侵造成的直接堵塞。化學(xué)

　　堵塞是指溶于水中的化學(xué)物質(zhì)( 如可溶性鹽類、氫氧化物和硅酸鹽等) ，在一定條件下相互作用，變成難溶性物質(zhì)在流道內(nèi)沉淀，如富含重碳酸鹽和鈣離子的水質(zhì)易形成碳酸鈣沉淀造成灌水器的堵塞。

　　10、如何防止堵塞？

　?、賰?yōu)化設(shè)計灌水器流道內(nèi)部結(jié)構(gòu)是提高其抗堵塞能力的基礎(chǔ)：

　　可以通過改變流道和出口結(jié)構(gòu)提高灌水器的抗堵性能。流道轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)參數(shù)對滴頭抗堵塞性能的影響較大，其次是流道寬等，當流道轉(zhuǎn)角為60°時，灌水器流態(tài)指數(shù)相對較小，抗堵性能相對較強，建議迷宮流道灌水器設(shè)計時采用60°轉(zhuǎn)角，流道寬的合理取值為1.0～

　　1.2 mm。對于地下滴灌系統(tǒng)產(chǎn)生的負壓泥吸現(xiàn)象，一般采用在干管、支管以及滴灌管等局部高點處安裝真空破壞閥消除負壓，或在毛管末端安裝沖洗閥，有的學(xué)者還采用無紡布包扎滴頭等，這些方法都取得了較好的效果。另外，還可通過設(shè)計合理灌水器出口達到減小負壓堵塞的目的。改善灌水器結(jié)構(gòu)特征應(yīng)著眼于抗堵塞、易清洗這一目標，發(fā)展大流量、可拆卸、可降解、大流道和紊流型灌水器。如以色列Netafim 公司的Tiran 片式灌水器，采用了特殊的迷宮結(jié)構(gòu)，當額定流量為2 L/h 時，流道深度和寬度分別達到1 mm 和1.18 mm，而長度卻只有109 mm。

　?、趶娀|(zhì)管理：強化水質(zhì)處理是解決堵塞的前提，水質(zhì)處理辦法包括物理處理、化學(xué)處理和生物處理3 種類型。考慮到滴灌過程中水質(zhì)的變化，須在一年當中要選幾個時間對水質(zhì)進行抽樣檢查，根據(jù)水質(zhì)改變和相關(guān)規(guī)范調(diào)整處理方法。

　　物理處理：常用的過濾器有篩網(wǎng)式、砂石過濾、離心式以及疊片式過濾器，一般的用戶都采用單一的網(wǎng)式過濾，一些大的過濾站則采用多組過濾器聯(lián)合的方式。過濾器類型以及組合布設(shè)方式要根據(jù)水質(zhì)、灌水器流量、要求的水頭損失來選擇。當水中雜質(zhì)主要為泥沙時，采用工程措施結(jié)合過濾措施進行攔堵，過濾器多為離心式和網(wǎng)式過濾器的組合，篩網(wǎng)目數(shù)120 目即可滿足要求；水中雜質(zhì)主要為有機物、藻類或淤泥，過濾器選擇多為砂石過濾器和疊片過濾器的組合。

　　化學(xué)處理：化學(xué)處理是指在滴灌水源中加入一種或多種化學(xué)物質(zhì)以抑制生物的生長繁殖，或與水中某些化學(xué)離子相互反應(yīng)改變其性質(zhì)以達到預(yù)防滴頭堵塞的一種方法。使用該方法必須考慮水質(zhì)的化學(xué)成分、pH 值和溫度，否則達不到預(yù)期效果甚至起到相反的作用。

　　比如在氨含量高的污水中應(yīng)使用加氯的處理方法處理水質(zhì)，因為氯氣和氨反應(yīng)生成的氯胺在控制生物代謝生長方面比單一滴加氯氣的效果好80 倍。對于鐵含量較高的水源，加氯或加酸均不合適，因為水質(zhì)中的氧化鐵很快會被氧化成三氧化二鐵，造成更為嚴重的堵塞。

　　可以通過向水中加入硅酸鈉來絡(luò)合鐵離子，但這種處理方法僅限于鐵離子含量＜10 mg /L，且Ca、Mg 含量低的情況下，因為高pH 值的硅酸鹽溶液可能引起碳酸鹽的沉淀?；瘜W(xué)方法常用的藥劑為氯氣、次氯酸鹽、鹽酸、硫酸、專門的化合物和除草劑等，處理成本相對較低，但是該方法最大的缺點是其安全性差，有可能引起一系列化學(xué)污染和毒害作用。

　?、厶岣吖芾砭S護運行水平：提高管理運行水平是可控范圍內(nèi)最容易實現(xiàn)，也是代價成本最低的，是防止滴管系統(tǒng)堵塞的關(guān)鍵。

　　合理布設(shè)：為保證灌水的均勻度，各級管道應(yīng)設(shè)計適宜的縱坡，干、支、毛三級管道盡量相互垂直，以使管道長度和水頭損失最小。

　　地下滴管系統(tǒng)的滴管帶埋深間距和埋深深度對作物生育期內(nèi)生長特性指標有很大的影響，需要根據(jù)不同生育期做相應(yīng)的調(diào)整，布設(shè)時灌水器出水口應(yīng)盡量靠近作物根部。

　　定期清洗：安裝運行過程中要定時檢查水表流量是否均勻，如果有較大波動則認為過濾器堵塞，應(yīng)及時對其沖洗。沖洗的頻率要根據(jù)具體的水質(zhì)條件以及水質(zhì)標準進行設(shè)計安排的。對于薄壁可拆洗的滴管管，當使用污水灌溉且沖洗水流流速在0.5m/ s 以上時，沖洗的頻率為14 天一次，其抗堵塞效果很好。在極端的環(huán)境條件下，甚至可以每天都對滴灌系統(tǒng)進行沖洗。

本文標題：如何建立果園灌溉系統(tǒng)

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