水溶肥滴灌技術

微灌施肥技術李濤山東省土壤肥料總站2013年4月·濱州

什么叫微灌施肥？微灌施肥（Fertigatinon）是借助微灌系統(tǒng)，將微灌和施肥結合，利用微灌系統(tǒng)中的水為載體，在灌溉的同時進行施肥，實現(xiàn)水和肥一體化利用和管理，使水和肥料在土壤中以優(yōu)化的組合狀態(tài)供應給作物吸收利用。在我國微灌施肥又稱為“水肥一體化技術”。主要內容一、國內外微灌發(fā)展概況二、微灌設備簡介三、微灌施肥技術的特點四、微灌施肥制度的設計五、簡化版微灌施肥制度六、微灌肥料的選擇一、國內外微灌發(fā)展概況1國外微灌技術發(fā)展上世紀60年代初隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，以色列開始發(fā)展滴灌。60年代末開始應用灌溉施肥技術。目前以色列果園、溫室、農田、綠化已全面應用。從世界范圍看，微灌技術在干旱缺水國家以及經濟發(fā)達國家應用比較廣泛。柑橘園溫室草莓溫室花卉施肥裝置大田露地草莓庭院賓館前世界各國微灌面積占灌溉面積的比例69.754.745.516.916.812.98.695.14.913.973.973.152.961.691.441.391.251.10.460.3701020304050607080以色列約旦塞浦路斯南非西班牙澳大利亞法國美國哥倫比亞葡萄牙中國臺灣埃及意大利墨西哥泰國摩洛哥中國巴西印度日本1.5%世界平均2我國微灌發(fā)展歷程引進、試點時期引進、研發(fā)快速發(fā)展時期自行研制緩慢發(fā)展時期3我國已形成的微灌技術應用模式長江以南：大棚微灌為主，其次為果樹微灌華北、東北：溫室蔬菜、果樹微灌并重西北：以棉花、果樹為主，其次為荒漠化治理、荒山和道路綠化山東主推模式1、設施蔬菜單井單棚滴灌施肥模式首部安裝文丘里或壓差式施肥罐，篩網或疊片過濾器。適合分散農戶、淺水井。2、設施蔬菜恒壓變頻滴灌施肥模式首部安裝恒壓變頻設備、疊片過濾器，分棚施肥。適合大棚集中、深井供水區(qū)，組織管理健全。3、設施蔬菜重力滴灌施肥模式棚內建水池或安裝蓄水桶二次供水、重力（加壓）適合分散農戶、供水存在問題的。4、果園輪灌微灌（滴灌、微噴）施肥模式首部安裝注肥泵、過濾器。適合規(guī)模種植大戶或園藝場。5、果樹微灌（滴灌、微噴）施肥模式首部安裝文丘里或壓差式施肥罐，篩網或疊片過濾器。適合分散農戶面積較少的果園。（細分為壓力補償和非壓力補償2種）二、微灌施肥設備簡介1微灌及分類微灌是利用微灌設備組裝成微灌系統(tǒng)，將有壓水輸送分配到田間，通過灌水器以微小的流量濕潤作物根部附近土壤的一種局部灌水技術。微灌可以按不同的方法分類，按所用的設備(主要是灌水器)及出流形式不同，分為：滴灌：流量2～12L/h微噴灌：流量20～250L/h涌泉灌（小管出流灌）流量80～250L/h2微灌系統(tǒng)的組成水源首部樞紐：水泵、過濾器、施肥器、控制設備和儀表等輸配水管網灌水器逆止閥

閥

壓力表

閥

閥閥

壓力表

流量表

進排氣閥

排水口

過濾器

施肥罐水源來水

電磁閥

壓力調節(jié)器

支管

毛管

干管

灌水單元1

灌水單元微灌系統(tǒng)組成示意圖溫室內部支毛管和首部布置溫室群干管布置溫室大棚群滴灌系統(tǒng)，在水源處還應設有系統(tǒng)首部樞紐，由于各個溫室大棚中蔬菜種植品種各異，灌溉制度不同，溫室大棚群一般為隨機供水灌溉，因此在系統(tǒng)首部應安裝壓力罐或采用恒壓變頻供水。3微灌施肥設備灌水設備－灌水器水處理設備－過濾設備注肥設備－自動注肥裝置灌水器1、滴頭

通過流道或孔口將毛管中的壓力水流變成滴狀或細流狀的裝置稱為滴頭。其流量一般不大于12L/h滴頭的分類：管上式滴頭插針式滴頭迷宮紊流滴壓力補償?shù)晤^

2、滴灌帶滴頭與毛管制造成一整體，兼具配水和滴水功能的滴灌管稱為滴灌帶。滴灌帶的分類：內鑲式滴灌帶薄壁滴灌帶3、微噴頭微噴頭是將壓力水流以細小水滴噴灑在土壤表面的灌水器。單個微噴頭的噴水量一般不超過250L/h，射程一般小于7m。微噴頭的分類：射流式折射式過濾器用途：保證微灌系統(tǒng)正常運行、延長灌水器使用壽命和保證灌水質量。過濾灌溉水中所含的物理、化學和生物等三類污物及雜質。分類篩網過濾器水砂分離器砂石過濾器疊片過濾器滴頭流道大小與過濾器

過濾介質孔徑的關系滴灌：10/1微噴灌：7/1篩網過濾器疊片式過濾器

水砂分離器砂過濾器壓差式施肥罐優(yōu)點：是加工制造簡單，造價較低，不需外加動力設備。缺點：溶液濃度變化大，無法控制。施肥器文丘里施肥器優(yōu)點：造價較低，不需外加動力設備。缺點：水頭損失大。電力驅動注射泵比例施肥器優(yōu)點：不需外加動力設備，施肥均勻。缺點：價格較貴。三、微灌施肥技術的特點傳統(tǒng)的灌溉和施肥是分開完成的作物處于“過飽”

“飽”

“饑餓”的循環(huán)之中我國主要作物肥料利用率單位：%

NP205K2011980年代30-3515-2035-5021999-200021.818.159.932001-200526.1-28.310.7-13.130.3-32.44測土配方施肥25.9-3412-16.919-385果樹25.45.542.36露地蔬菜15-3012-1526.937保護地蔬菜10-15

<10

<25

微灌施肥技術特點

相當于地面灌溉而言，微灌條件下的土壤水肥運行規(guī)律與大水漫灌條件下有很大的不同，其灌溉和施肥的理論及方法發(fā)生了革命性的變化，成為一種全新的灌溉和施肥技術，其主要特點表現(xiàn)為：小流量、長時間、高頻率局部灌溉第一次灌水前灌水后（1）灌水前灌溉后土壤水庫水分變化過程灌水后（1）灌水后（2）濕潤寬度黃瓜化肥利用率番茄化肥利用率辣椒化肥利用率微灌施肥技術的優(yōu)點節(jié)水：節(jié)約水資源，有利于保護環(huán)境，通常節(jié)水30-40%。節(jié)肥：提高化肥利用率，節(jié)省肥料30-50%?？蓽蚀_的控制養(yǎng)分比例、施肥數(shù)量。有利于應用微量元素。增產：提高作物產量，改善農產品品質，增加農民收入。省工：節(jié)省施肥、灌溉勞動力。不影響土壤的通氣性，不明顯影響土壤溫度?？杉涌熳魑锷L，使大棚作物提早上市。不需要平地，不影響田間管理與收獲活動?？梢允棺魑镌谶呺H土壤條件下正常生長。提高作物抵御風險的能力，有利于實現(xiàn)標準化栽培。辛苦的勞作悠閑的耍錢果實均勻商品性好

節(jié)地--充分利用土地

利用自然地形種植戈壁膜下滴灌西瓜農戶調查結果

農戶最滿意的是省工省時，方便田間作業(yè)

（省澆水、打藥、整地人工，每畝省25多個）文登村民宋協(xié)江說：“原來澆一次水得兩個人忙活半天多，灌水后兩三天不能進棚干活，澆水能省工20多個”蔬菜種植大戶崔秀濤：“番茄種植期9月到次年5月，通常每7天打一次藥，共打32次，應用滴灌施肥技術每10-12天打一次藥，共打藥24次，減少打藥次數(shù)8次，減少1/4?！鞭r民認可增產、節(jié)肥效果農民肯定病害少、果實整齊、上市早效果微灌施肥土壤水分特點1、土壤的濕潤深度、濕潤面積減少。（蔬菜常規(guī)濕潤深度0.5m以上，果樹1-1.5m。微灌蔬菜0.2-0.3m，果樹0.8-1.2m，蔬菜濕潤面積60-90%，果樹30-60%。）2、灌水均勻度大為提高，可達到80-90%以上。3、土壤含水量變化幅度少，維持在作物適宜含水量的時間長。（常規(guī)為田持的100-50%，微灌95-60%。）微灌施肥土壤養(yǎng)分特點1、養(yǎng)分的淋洗和深層滲漏減少。氮素在地面灌溉條件下蔬菜0.5-0.8m深度的土壤堿解氮含量是耕層含量的67%，而微灌0.5-0.8m深度的土壤堿解氮含量僅為耕層含量的30-50%。2、磷素和鉀素在主要根系活動層的上下分布趨于一致。蔬菜地亞耕層有效磷含量僅為耕層的37%，速效鉀含量為耕層的61%，而微灌條件下亞耕層有效磷、速效鉀含量與耕層差異很少，基本一致。3、作物主要根系活動層的土壤養(yǎng)分能夠保持一定的供應水平和時間。微灌施肥的局限性一次性投資較大。對管理和技術要求較高。對肥料有較高要求。長期應用微灌施肥，容易造成濕潤區(qū)邊緣的鹽分積累。施肥通常只濕潤部分土壤，根系生長可能只局限在濕潤區(qū)域，可能造成限根效應。農戶調查結果不足之處1、農民對滴灌設施節(jié)水性能不感興趣，因灌水費用按照水泵的耗油量或耗電量計算，水成本低，灌水量隨意確定。2、農戶對肥料搭配和施肥量把握不準，部分農戶滴灌設施節(jié)肥技術效果沒達到最理想水平。3、擔心滴灌設施的使用年限太短。4、滴灌專用肥價格高，農戶更喜歡采用優(yōu)質復合肥和沖施肥代替滴灌專用肥。5、灌水器堵塞現(xiàn)象較多。不采用的原因1、受前幾年應用微灌效果不好的負面影響。2、一次性投入偏高。推廣中存在的主要問題1、灌溉技術與施肥技術脫節(jié)。2、微灌施肥技術研究與技術培訓不足。3、缺乏復合型技術人員。4、不成功的先例影響普及推廣。5、滴灌專用肥價格高。6、微灌施肥設備市場購買渠道少。技術服務不到位使用不當?shù)暮蠊r民渴望灌溉施肥技術！隔窗而聽四、微灌施肥制度的設計（微灌施肥核心技術）微灌施肥制度概念：微灌施肥制度是微灌條件下灌溉制度與施肥制度的擬和集成，主要包括灌溉的方式，生育期內的灌水次數(shù)、每次的灌水時期、灌水定額，以及每次通過微灌系統(tǒng)施肥的肥料品種、養(yǎng)分配比和施肥數(shù)量等內容。此外還包括基肥的使用種類和數(shù)量。制定微灌施肥制度的依據理論依據：是作物的需水、需肥規(guī)律及技術本身的特點。實踐依據：試驗、示范數(shù)據。農民長期積累的經驗。

掌握需水規(guī)律相關資料制定果樹與蔬菜的灌溉制度，就要了解其需水規(guī)律，掌握作物的水分臨界期，各個時期水分對生長發(fā)育的影響，以及各個時期的日需水強度等情況。這些資料和數(shù)據可以通過查閱資料、試驗測定或依靠傳統(tǒng)經驗獲得。

蔬菜需水規(guī)律幼苗期和接近成熟期需水較少，生育中期，即生長旺盛期，需水最多，一般是全生育期中對缺水最敏感、影響產量最大的需水臨界期。

果樹需水規(guī)律在春季萌芽前，樹體需要一定的水分才能發(fā)芽，此期若水分不足，常延遲萌芽期或萌芽不整齊，影響新梢生長?；ㄆ诟珊祷蛩诌^多，常引起落花落果，降低坐果率。新梢生長期需水量最多，對缺水反應最敏感，為需水臨界期，如果水分供給不足，則削弱生長，甚至早期停止生長?；ㄑ糠只谛杷鄬^少，如果水分過多則削弱分化。果實發(fā)育期也需一定水分，但過多易引起后期落果或造成裂果，還易造成果實病害。需水強度數(shù)據測定需水強度可用利用蒸發(fā)皿（中式蒸發(fā)皿規(guī)格為直徑20cm，深10cm）測定獲得日蒸發(fā)量，并經換算獲得。日光溫室蔬菜的需水量可直接使用蒸發(fā)皿測定的水面蒸發(fā)量數(shù)據，蒸發(fā)皿可固定在蔬菜植株頂部位置。果樹日需水強度為蒸發(fā)皿測定的數(shù)值乘以蒸發(fā)皿系數(shù)，蒸發(fā)皿系數(shù)在華北蘋果微灌條件下，3月份采用0.09、4月0.27、5-6月0.33、7-9月0.45、10月0.20、11月0.15，果樹蒸發(fā)皿放在1m高左右的水平墩上。觀測蒸發(fā)量觀測土壤水分

掌握需肥規(guī)律相關資料果樹與蔬菜需肥規(guī)律是制定施肥的基礎，要掌握作物各個時期對不同營養(yǎng)元素的需求量和養(yǎng)分比例，作物的營養(yǎng)臨界期和營養(yǎng)最大效率期等。獲取途徑：查閱資料、田間試驗、調查總結經驗資料。

果樹需肥規(guī)律是自萌芽、展葉、新梢開始生長階段對氮素營養(yǎng)的需求十分突出。自新梢總體生長速度變緩、多數(shù)短枝及部分中枝停止生長之后的各個階段，對氮素要求迅速減少，對磷、鉀及鈣、鎂、鋅、鐵等元素的需求增強。幼樹時期以營養(yǎng)生長、迅速擴大樹冠、迅速形成有效葉幕為主，這一階段的前期以氮素需求為主，磷、鉀等元素配合為輔，后期除氮素之外，增加磷、鉀元素及其他營養(yǎng)元素供給是關鍵。盛果期的營養(yǎng)生長階段，要保證足量的氮素營養(yǎng)供應，全年氮素的60-80%要在這個時期使用，萌芽期與新梢迅速生長期是施肥的關鍵時期。中、后期（果實膨大期）以吸收鉀肥為主，而對磷的吸收，生長期內比較平穩(wěn)。

蔬菜需肥特點1、蔬菜需肥量大，蔬菜是喜肥作物，蔬菜莖葉及食用器官中氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素含量均比大田作物高，其吸收量隨產量增加而增加，大田作物這種相關性不明顯。2、吸肥強度大，蔬菜作物根系鹽基代換量大，根系吸收能力強，適宜的土壤溶液濃度高。3、蔬菜對某些養(yǎng)分有特殊需求：喜硝態(tài)氮，對鉀、鈣需求量大，對硼和鉬比較敏感。計算方法1.計算養(yǎng)分需求量制定施肥制度：確定作物目標產量計算實現(xiàn)目標產量養(yǎng)分理論需求量調整養(yǎng)分理論需求量根據養(yǎng)分施吸比計算應施入的肥料量按作物各個生長階段需肥規(guī)律配置養(yǎng)分計算養(yǎng)分需求量確定施肥制度步驟1確定作物目標產量依據：作物品種、種植密度、土壤肥力氣候和設施條件、上季產量水平目標產量：與上季正常產量、或相同肥力土壤同種作物產量持平(或+10%左右)擬訂方案實例:

番茄目標產量為10000kg/667m2。步驟2計算實現(xiàn)目標產量養(yǎng)分理論需要量資料：1000kg番茄需要

N:3.18kgP2O5：0.74kgK2O：4.83kg生產10000kg番茄：

N：31.80kgP2O5：7.40kgK2O：48.30kg

合計：87.50kg沒有資料的可通過分析獲得步驟3調整養(yǎng)分理論需求量依據：土壤養(yǎng)分含量分析結果上季投入的化肥數(shù)量與產量水平作物長勢以及對施肥的反應有機肥施用數(shù)量無參考資料，對養(yǎng)分理論需要量不作調整。步驟4根據養(yǎng)分施吸比計算應施入肥料量

養(yǎng)分施/吸(亦稱保證系數(shù))=肥料使用量/作物形成產量部分的吸收量設施蔬菜栽培灌溉施肥條件下，氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）三者的施吸比范圍值分別為：1.54-1.82，2.86-3.33，1.25-1.43。肥料(純)施用量=某養(yǎng)分理論需求量×施吸比計算實現(xiàn)番茄目標產量應施入的純養(yǎng)分量：

N=31.8×1.67=53.12kgP2O5

22.20kgK2O64.13kg

合計：132.00kg各地在生產中，應根據當?shù)卦囼灚@得養(yǎng)分施/吸比來計算實際需肥量。如果缺乏試驗資料，也可借用條件相近地區(qū)的試驗所獲得的養(yǎng)分施/吸比參數(shù)，但應該在實踐中逐步對其進行校核和校正。如果沒有施/吸比資料可參考，在根據栽培作物需肥規(guī)律調整氮、磷、鉀養(yǎng)分施用比例后，按照作物相同產量，使用微灌施肥技術，一般可以比傳統(tǒng)栽培方法減少1/3-1/2的肥料用量來確定。步驟5按作物各個生育期需肥規(guī)律配置養(yǎng)分茄果類蔬菜生育期：(移栽后)苗期開花期結果-采收(初期-中期-后期)茄果類蔬菜不同生長階段的需肥特點:1、苗期需肥量少,自開花至結果需肥量逐漸增加，采收期養(yǎng)分吸收量約占全生育期養(yǎng)分量的60%以上。2、移栽-第5周，吸氮量高于鉀；第6～10周，吸鉀量逐漸增加(吸鉀量大于吸氮量),自結果早期（10

周）開始達到恒定K2O/N比。3、結果后期養(yǎng)分吸收量逐漸減少,K2O/N也趨于降低。4、全生育期需磷量保持穩(wěn)定低水平；前期(苗期-開花

-初果)是需磷關鍵期。番茄日光溫室越冬栽培施肥制度（產量104kg/667m2）生育時期NP2O5K2ON+P2O5+K2O定植前數(shù)量kg12121236占總量%235218苗期數(shù)量kg3.602.72.78.45占總量%7104開花-結果數(shù)量kg3.01.83.09.60占總量%7106

采收期數(shù)量kg33.206.8845.8085.88占總量%632872合計52.4722.9464.72140.132.制定灌溉制度灌溉制度是指種植前及全生育期內的灌水次數(shù)，灌水周期、一次灌水的延續(xù)時間、灌水定額以及灌溉定額。制定灌溉制度主要依據查閱作物需水規(guī)律資料生育期內日耗水量灌溉上限與下限、濕潤比調查總結當?shù)剞r民灌溉模式步驟1

確定灌水定額I=0.1*(βmax-β0)*r*p*H/ηI=灌水定額(mm)βmax=作物土壤含水量上限,以重量百分%計;β0=灌前土壤含水量,作物土壤含水量下限,以重量百分%計;r=土壤容重(g/cm3或者t/m3);p=土壤濕潤比；

H=計劃土層濕潤深度(m);η=微灌水的利用系數(shù),取η=0.95—0.98。確定灌水定額使用的主要參數(shù)濕潤比：地表以下20-30cm處的平均濕潤面積與作物種植面積的百分比。微灌設計中的濕潤比：果樹滴灌25-40%，微噴40-60%；葡萄滴灌30-50%，微噴40-70%；蔬菜滴灌60-90%，微噴70-100%；糧、棉、油滴灌60-90%，微噴100%；作物指標苗期上限下限花期-結果上限下限采收期上限下限黃瓜田持%--kPa907014.027.0806019.039.07012.427.0番茄田持%--kPa6014.039.05519.046.36012.439.0青椒田持%--kPa7014.027.06014.039.07014.039.0西葫蘆田持%--kPa6019.039.05519.046.36014.039.0日光溫室主要蔬菜不同生育期土壤水分指標計劃濕潤深度：不同作物不同生育階段的計劃濕潤深度不一樣，各種作物的適宜深度為：蔬菜0.2-0.3m，果樹0.8-1.2m，大田作物0.3-0.6m。一般而言，常規(guī)灌溉條件下上述作物的根系深度大于上述經驗值，但絕大多數(shù)的毛根分布于此深度內。以番茄日光溫室栽培滴灌為例

番茄結果采收期適宜的土壤含水量為田間持水量的72%～95%，計劃濕潤深度30cm。通過灌水量公式計算：M=0.1×90×30×1.49×25%（95%-72%）/0.95=24.3(mm)將灌水量單位轉化為立方米為16.2，取整數(shù)為16m3。即從11月下旬至4月下旬進入結果采收期，每次灌水量16m3。步驟2

確定灌水時期

灌水時期的確定依據，依據生育期需水規(guī)律進行分配根據作物的生育期日耗水量。依據氣候狀況進行調整。根據墑情監(jiān)測結果或土壤墑情的表觀特征、作物長勢、群眾經驗。以番茄日光溫室栽培滴灌為例番茄結果采收期需水強度前3個月取2mm/d，后2個月取3mm/d。通過灌水時間間隔公式計算：T1=16×(3/2)/2=12(d)T2=16×(3/2)/3=8(d)1次灌水延續(xù)時間，通過公式計算：t=16×(3/2)×0.3×0.7/（0.95×1.65）=3.2即從11月下旬至4月下旬進入結果采收期，前3個月每12天灌水一次，后2個月每8天灌水一次，每次灌水時間3.2h。步驟3

灌溉制度與施肥制度擬和灌溉制度和施肥制度擬合原則：一般采用肥服從水、分階段結合法，把作物各生育期的施肥量分配到每次灌水中。完整的微灌施肥方案還應包括肥液的配制、灌溉水養(yǎng)分濃度和酸度的調節(jié)、根外追肥的應用、以及中量元素肥料和微量元素肥料的使用方法與數(shù)量等內容。使用說明略使用微灌施肥制度的注意事項

通常微灌施肥制度的擬定是在一定區(qū)域內，根據已有的經驗數(shù)據及區(qū)域內的總體情況或平均水平來計算設計的。在實際操作時，首先要對實施區(qū)的施肥水平、產量水平和管理水平進行詳細的調查，依據作物的需肥規(guī)律，調整氮磷鉀使用比例，依據節(jié)肥的經驗數(shù)據對農民施肥量進行適當調整，盡量避免大幅度改變農民的施肥習慣，以免農民不接受，或引起減產等糾紛，以后逐年根據生產情況進行合理調整。微灌施肥制度的調整調整依據：土壤情況、氣候條件、作物長勢。灌溉制度的調整內容：一是土壤質地，土壤質地偏砂或偏粘時，就要把灌水定額適當減少或增加，將灌水周期適當縮短或延長。二是氣候狀況，設施蔬菜如遇到氣溫較低、空氣濕度大或光照較弱，就要減少灌水量或推遲灌水時期，反之，要增加灌水量或提前灌水。露天果樹如遇連續(xù)降水，但為了施肥，可減少灌水量。

施肥制度的調整：土壤條件主要包括土壤類型、養(yǎng)分狀況等。根據作物長勢隨時調整施肥種類和數(shù)量。如黃瓜植株徒長、花芽分化延遲、出現(xiàn)“花打頂”就要減少氮肥用量，出現(xiàn)“大肚瓜”