[科普中國]-灌溉施肥

肥料隨同灌溉水進(jìn)入田間的過程叫做灌溉施肥。即滴灌、地下滴灌等在灌水的同時(shí)，按照作物生長各個(gè)階段對(duì)養(yǎng)分的需要和氣候條件等準(zhǔn)確將肥料補(bǔ)加和均勻施在根系附近，被根系直接吸收利用。1

優(yōu)點(diǎn)灌溉施肥可以提高肥料的利用率，節(jié)省肥料的用量；節(jié)省施肥勞力；靈活、方便、準(zhǔn)確掌握施肥時(shí)間和數(shù)量；養(yǎng)分吸收速度快；改善土壤的環(huán)境狀況；特別適合微量元素的應(yīng)用；發(fā)揮水、肥的最大效益；有利于保護(hù)環(huán)境。

類型灌溉施肥可分為地面灌溉和地下灌溉（即加壓灌溉）、注射灌溉三種。

地面灌溉地面灌溉可分為漫灌、溝灌、波涌灌三種。漫灌是傳統(tǒng)的將肥料撒在土壤表面然后水放到地里，水淹沒整個(gè)地面，這種方法由于費(fèi)水、費(fèi)肥，主要是小麥田和水稻田在用。溝灌是應(yīng)用最多的灌溉施肥方法，主要用于蔬菜、葡萄等作物，農(nóng)民先將肥料溶解在池子里或罐里在渠道灌水時(shí)將肥料加在水中進(jìn)行灌溉。波涌灌的原理是將灌涌水分為若干脈沖：第一個(gè)脈沖供應(yīng)大量的水并盡可能快地濕潤灌溉床或溝渠兩旁的土壤，而沒有產(chǎn)生侵蝕；第一個(gè)脈沖部分隔離了土壤上層以使下一個(gè)脈沖的流量較小且時(shí)間較長，這樣水分便可滲透到土壤的更深層?，F(xiàn)代波涌灌設(shè)計(jì)常采用自動(dòng)脈沖閥將水以振蕩脈沖送到預(yù)計(jì)的不同田間部位。漫灌和溝灌系統(tǒng)都可應(yīng)用波涌灌。波涌灌和土地平整可提高地面灌溉的效率達(dá)到加壓灌溉水平。

加壓灌溉加壓噴灌可在多種地形條件下應(yīng)用，如不能用地面灌溉的不平坦土地、陡峭土地等。出水器和噴嘴的多樣化有利于調(diào)節(jié)供水量和水分的滲透速率。在蔬菜大棚里通過加壓形成噴灌、微噴灌、滴灌指的是應(yīng)用細(xì)孔徑滴灌器的灌溉技術(shù)，微灌的流量小于200升/小時(shí)。微噴灌類型有可移動(dòng)時(shí)針式和線性移動(dòng)支管，噴灌和滴管技術(shù)可根據(jù)作物需水量和根系分布進(jìn)行最精確的供水和肥料。

肥料注入技術(shù)肥料注入技術(shù)可分為地面灌溉中的沖施肥技術(shù)、文丘里施肥器灌溉技術(shù)和樹木注射技術(shù)三種。沖施肥是常用的蔬菜灌溉施肥的一種方法，是將一定量的固體肥料或肥料溶液倒入水渠里，或是將肥料加入到肥料罐（池）中進(jìn)行的施肥灌溉。該系統(tǒng)較簡單、便宜，不需要用外部能源就可以達(dá)到較高的稀釋倍數(shù)。缺點(diǎn)是無法精確控制灌溉水中的肥料注入速率和養(yǎng)分濃度，每次灌溉之前都得重新將肥料裝入施肥罐內(nèi)，節(jié)流閥增加了壓力的損失使得該系統(tǒng)不能用于自動(dòng)化操作。

文丘里施肥器是通過水流經(jīng)狹窄流道產(chǎn)生的吸力吸取肥料的。水流經(jīng)狹窄部分時(shí)流速大，形成負(fù)壓，將肥料溶液從敞口肥料罐通過狹縫下的管道吸取上來。它的優(yōu)點(diǎn)是不需要外部能源，花費(fèi)少，吸肥量范圍大，操作簡單，磨損率低，安裝簡易，方便移動(dòng)，適于自動(dòng)化，養(yǎng)分濃度均勻且抗腐蝕性強(qiáng)。缺點(diǎn)是壓力損失大，吸肥量受壓力波動(dòng)的影響。

樹木注射技術(shù)是在樹木栽培過程中將營養(yǎng)液裝在容器中采用針頭注射的形式即施用營養(yǎng)又注入水分，這種方法適合于高檔的果樹栽培，施肥和灌溉均勻、穩(wěn)定、可以通過關(guān)閉滴水系統(tǒng)控制施肥量和灌水量，缺點(diǎn)是需要大量的注射器和容器，需要根據(jù)果樹的生長更換肥料的溶液和控制溶液的使用量。1

特性要求灌溉施肥的品種常用作灌溉施肥的氮肥品種有：硝酸銨、尿素、氯化銨、硫酸銨以及各種含氮溶液；鉀肥品種主要為氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀；磷肥品種有磷酸和磷酸二氫鉀以及高純度的磷酸二銨，各種微量元素肥料、氨基酸、腐植酸等。

對(duì)肥料特性的要求溶液中養(yǎng)分濃度高；田間溫度下完全溶于水；溶解迅速流動(dòng)性好；不會(huì)阻塞過濾器和滴頭；能與其他肥料混合與灌溉水的相互作用?。徊粫?huì)引起灌溉水pH值的劇烈變化；對(duì)控制中心和灌溉系統(tǒng)的腐蝕性小。

我國灌溉施肥技術(shù)的發(fā)展與展望我國位于大陸性季風(fēng)氣候地帶，旱災(zāi)頻繁, 降水分布不均，灌溉在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作用巨大。全國灌溉農(nóng)田面積 5 466.7萬 hm2，占耕地總面積的 43%，其余57%為雨養(yǎng)農(nóng)田。正常年份農(nóng)業(yè)缺水300多億m3，約 667萬 hm2 灌溉農(nóng)田得不到灌溉保障。近10年來，每年旱災(zāi)面積約2466.7 萬 hm2，減產(chǎn)糧食約300億kg，水資源短缺已成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的首要制約因素。據(jù)預(yù)測, 到 2030 年我國糧食需求量為 7億 t, 農(nóng)業(yè)缺水 500 億~700 億 m3。我國也是世界上最大的肥料生產(chǎn)國和消費(fèi)國, 化肥年消費(fèi)量 4 400多萬 t, 連續(xù) 5 年居世界首位。受人口和耕地的限制, 在未來相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)。我國肥料消費(fèi)量仍將繼續(xù)維持在一個(gè)較高的水平。灌溉和施肥技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用使我國成功地解決了13 億人口對(duì)食物的需求, 并有力地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)從以糧食為主到多樣化發(fā)展的戰(zhàn)略性結(jié)構(gòu)調(diào)整。

我國耕地面積1.224 億hm2, 就耕地質(zhì)量而言, 高肥力耕地占 27%, 中等肥力占 34%, 低肥力占 39%。也就是說, 我國 70%的土地需要施肥和灌溉。同時(shí), 我國農(nóng)業(yè)水資源和化肥的利用率并不高。灌溉水平均利用率只有 43%, 每立方米水的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出只有0.83 kg,比世界平均水平低 30%。20 世紀(jì)50年代我國使用化肥的糧食增產(chǎn)效益非常明顯, 但到 70 年代下降了40%, 90 年代與 50 年代相比則下降了 50%。每千克化肥的糧食增產(chǎn)量只有 6~8 kg, 約為世界平均水平的 50%。此外，我國農(nóng)業(yè)用水用肥中還普遍存在大水漫灌、盲目施肥現(xiàn)象，不僅造成水肥資源浪費(fèi)，還帶來了水環(huán)境惡化、水質(zhì)和土壤污染等問題。

國際上發(fā)達(dá)國家和地區(qū)高度重視水資源和肥料的高效利用，自20世紀(jì)60年代開始推廣應(yīng)用灌溉施肥一體化技術(shù)。灌溉施肥是將灌溉與施肥有機(jī)結(jié)合的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)新技術(shù)，主要是借助新型微灌系統(tǒng), 在灌溉的同時(shí)將肥料配兌成肥液一起輸入到農(nóng)作物根部土壤, 可以精確控制灌水量、施肥量和灌溉及施肥時(shí)間。由于微灌過程主要是根部灌溉, 肥料也隨水直被輸送到根系的周圍, 直接被作物吸收利用, 極大地減少灌溉用水和肥料的投入, 提高水資源和肥料的利用率。

灌溉施肥技術(shù)的發(fā)展大田作物灌溉施肥大田作物灌溉施肥最成功的例子是新疆的棉花膜下滴灌。1996年，新疆引進(jìn)了滴灌技術(shù)，經(jīng)過 3 年的試驗(yàn)研究, 成功地研究開發(fā)了適合大面積農(nóng)田應(yīng)用的低成本滴灌帶。1998年開展了干旱區(qū)棉花膜下滴灌綜合配套技術(shù)研究與示范，成功地研究了與滴灌技術(shù)相配套的施肥和栽培管理技術(shù) 。

蔬菜作物灌溉施肥滴灌施肥技術(shù)最初應(yīng)用于大棚蔬菜, 適用于單個(gè)大棚中的施肥設(shè)施有施肥罐、文丘里等。大面積滴灌施肥則是應(yīng)用加壓式的泵注施肥系統(tǒng), 一個(gè)大中型滴灌系統(tǒng)可以控制 10~50hm2 的面積。

果樹作物灌溉施肥根據(jù)不同的地形和水質(zhì),果樹作物的微灌設(shè)備有滴灌、微噴和小管出流3種模式。由于種植果樹的地方降水相對(duì)較多或水資源條件較好, 微灌設(shè)備主要用于干旱期的補(bǔ)充灌溉和關(guān)鍵生育期的施肥控制。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

魏大勇 - 副教授 - 西南大學(xué)