水肥一体化技术培训

水肥一体化技术培训耿军平2013.4.19铜川主要内容什么是水肥一体化技术实施水肥一体化技术的意义我国水肥一体化技术的研究应用现状推广水肥一体化技术存在的主要问题水肥一体化技术的几个关键环节概念狭义：微灌施肥（Fertigatinon）是借助微灌系统，将微灌和施肥结合，利用微灌系统中的水为载体，在灌溉的同时进行施肥，实现水和肥一体化利用和管理，使水和肥料在土壤中以优化的组合状态供应给作物吸收利用。在我国微灌施肥又称为“水肥一体化技术”。广义：随水施肥234水肥一体化的其它叫法FERTIGATION=FERTILIZATION+IRRIGATION灌溉施肥加肥灌溉水肥耦合管道施肥随水施肥肥水灌溉156意义农业生产的最基本生产资料土地：我国50年代耕地面积30亿亩现在的耕地保护红线18亿亩30亿亩耕地当初承载不足5亿人口现在的人口数量已过13亿7%的耕地养育了全球21%的人口肥料7%的耕地使用了超过全世界35%的肥料不合理的施肥带来了一系列的环境问题水资源我国的水资源人均占有量仅为世界平均水平的6%。水利设施的基本功能：保障人畜用水防洪减灾工业用水农业用水农业用水紧缺这一矛盾不可能得到缓解结论节水节肥是发展环境友好现代农业的根本要求水肥一体化技术是实现这一目标有力措施历程与现状0.00060.44.615.2621.5427.876701020304050607080197019751980198519901995200020052010年份万公顷世界各国微灌面积占灌溉面积的比例69.754.745.516.916.812.98.695.14.913.973.973.152.961.691.441.391.251.10.460.3701020304050607080以色列约旦塞浦路斯南非西班牙澳大利亚法国美国哥伦比亚葡萄牙中国台湾埃及意大利墨西哥泰国摩洛哥中国巴西印度日本1.5%世界平均世界各国微灌面积占灌溉面积的比例世界各国微灌面积占灌溉面积的比例前景2012年5月23号在济南召开的全国测土配方肥工作会上提出“今后的测土配方施肥工作要服务于水肥一体化技术”水肥一体化技术是节水农业的一号技术今年我国在东北及内蒙四省启动了“节水增粮”工程，投资280亿元我省设施蔬菜面积将达300万亩应用推广中的问题政策层面投资与技术脱节，注重基础建设投入，实用技术跟进不够技术层面水肥一体化技术是一项全新的技术，有别于传统农业生产，打破传统观念不是一蹴而就技术人员知识更新农民群众认知水平经济层面设备投资、肥料价格商业层面规模效益问题，产品加工储运销售水肥一体化技术基本理念根系在吸收水分的同时吸收养分质流扩散水肥一体化的植物营养学理论基础根系是怎么吸收养分的？扩散——由于植物根系对养分离子的吸收，导致根表离子浓度下降，从而形成土体-根表之间的浓度差，使离子从浓度高的土体向浓度低的根表迁移的过程。质流——土壤中养分通过植物的蒸腾作用而随土壤溶液流向根部到达根际的过程。是土壤养分向植物根部迁移的一种方式这些肥料在没有溶解的情况下都不能被作物吸收。水肥一体化技术是一种全新的施肥理念以喂养婴儿的方式喂养作物，“水分养分同时供应，少量多餐，营养平衡”。(照片来自耐特菲姆）由给土壤施肥变为给作物施肥浇地给作物浇水几个关键问题设施设备与主要生产模式1、设施蔬菜单井单棚滴灌施肥模式首部安装文丘里或压差式施肥罐，筛网或叠片过滤器。适合分散农户、浅水井。2、设施蔬菜恒压变频滴灌施肥模式首部安装恒压变频设备、叠片过滤器，分棚施肥。适合大棚集中、深井供水区，组织管理健全。3、设施蔬菜重力滴灌施肥模式棚内建水池或安装蓄水桶二次供水、重力（加压）适合分散农户、供水存在问题的。4、果园轮灌微灌（滴灌、微喷）施肥模式首部安装注肥泵、过滤器。适合规模种植大户或园艺场。5、果树微灌（滴灌、微喷）施肥模式首部安装文丘里或压差式施肥罐，筛网或叠片过滤器。适合分散农户面积较少的果园。（细分为压力补偿和非压力补偿2种）微灌分类微灌可以按不同的方法分类，按所用的设备(主要是灌水器)及出流形式不同，分为：滴灌：流量1.5～12L/h微喷灌：流量20～250L/h涌泉灌（小管出流灌）流量80～250L/h微灌系统的组成水源首部枢纽：水泵、过滤器、施肥器、控制设备和仪表等输配水管网灌水器逆止阀阀压力表阀阀阀压力表流量表进排气阀排水口过滤器施肥罐水源来水电磁阀压力调节器支管毛管干管灌水单元1灌水单元微灌系统组成示意图水肥一体化的田间场景：以色列果园的自动化施肥装置及肥料桶水肥一体化的田间场景：砂糖桔果园的施肥场面，广东高要目前大面积应用的主要施肥模式混肥池蓄水池主要应用于丘陵山地果园、茶园、林地等的施肥，应用普及。重力自压式施肥法旁通罐示意图1旁通罐施肥法施肥器进水管出肥管通过蝶阀控制施肥速度旁通罐施肥法立式和卧式施肥罐的比较施肥罐上要安装空气阀，进水时排气和放水时减压空气阀目前施肥罐存在的主要问题：1、大田罐偏小，200-300升较合适。2、立式罐操作难度大，不方便。3、普遍不装空气阀。4、进水管与出肥管偏小，无法调控施肥速度。5、没有操作说明300升施肥罐操作过程先在旁通罐中放入肥料盖紧盖子启动灌溉系统,关上阀门产生一定压差水流入罐肥料溶解形成营养液流入主管然后由滴头进入根区优点不足低成本按量施肥低维护成本浓度先大后小操作简单易受水压变化的影响适合液体和固体肥料产生水头损失不需要外加动力不适宜自动化面积大时溶肥次数多施肥罐优缺点对比2、文丘里施肥器高压区低压区储肥桶优点不足低成本水头损失大(达30%以上)低维护费用对压力波动变化大浓度均一无须外部动力重量轻，易移动必须条件肥料桶不用密封，施肥看得见为补偿水头损失，系统中要求较高的压力适宜自动化为获得稳压，需要配置增压泵。文丘里施肥器的优点与不足优点不足低成本肥料要运到最高处施用低维护成本不适宜自动化操作简单适合液体和固体肥料不需要外加动力施肥浓度均一自压重力施肥法优缺点对比目前大面积应用的主要施肥模式泵吸施肥法广东徐闻县大水桥农场进肥方向肥料池水这是目前华南地区大力推广的施肥方式简单、实用、低廉、精确泵吸肥法的其它形式优点不足低成本低维护成本操作简单适合液体和固体肥料不适宜自动化适合对地面水源加压的情况，不适合用于潜水泵不需要外加动力施肥浓度均一施肥看得见泵吸肥法优缺点对比泵注肥法泵注肥法的好处施肥速度和浓度均匀，肥料浓度容易控制，前后一致劳动效率高，操作方便，施肥看得见。（当轮灌区面积大，施肥多时更方便）克服井水低温对肥料溶解的影响，提前蓄水升温设施坚固耐用，造价低适于在井灌区及有压水源使用定量施肥器，以色列产采用杜塞泵按比例施肥•精确而稳定的剂量•养分浓度与灌溉水量总是成比例的,不受主流管水压及出水速率变化的影响优点不足按比例施肥昂贵计量精确，浓度均匀高维护费用(活动部件易磨损)不受水压变化的影响操作复杂没有水头损失有些型号需要动力驱使设备可以移动适于自动化肥料泵优缺点对比过滤器用途：保证微灌系统正常运行、延长灌水器使用寿命和保证灌水质量。过滤灌溉水中所含的物理、化学和生物等三类污物及杂质。分类筛网过滤器水砂分离器砂石过滤器叠片过滤器滴头流道大小与过滤器过滤介质孔径的关系滴灌：10/1微喷灌：7/1筛网过滤器叠片式过滤器砂过滤器灌水器1、滴头通过流道或孔口将毛管中的压力水流变成滴状或细流状的装置称为滴头。其流量一般不大于12L/h滴头的分类：管上式滴头插针式滴头迷宫紊流滴压力补偿滴头2、滴灌带滴头与毛管制造成一整体，兼具配水和滴水功能的滴灌管称为滴灌带。3、微喷头微喷头是将压力水流以细小水滴喷洒在土壤表面的灌水器。单个微喷头的喷水量一般不超过250L/h，射程一般小于7m。微喷头的分类：射流式折射式微灌施肥制度的设计1.相关的基础知识微灌施肥制度是微灌条件下灌溉制度与施肥制度的拟和集成，主要包括灌溉的方式，生育期内的灌水次数、每次的灌水时期、灌水定额，以及每次通过微灌系统施肥的肥料品种、养分配比和施肥数量等内容。此外还包括基肥的使用种类和数量。制定微灌施肥制度的依据理论依据：是作物的需水、需肥规律及技术本身的特点。实践依据：试验、示范数据。农民长期积累的经验。掌握需水规律相关资料制定果树与蔬菜的灌溉制度，就要了解其需水规律，掌握作物的水分临界期，各个时期水分对生长发育的影响，以及各个时期的日需水强度等情况。这些资料和数据可以通过查阅资料、试验测定或依靠传统经验获得。蔬菜需水规律幼苗期和接近成熟期需水较少，生育中期，即生长旺盛期，需水最多，一般是全生育期中对缺水最敏感、影响产量最大的需水临界期。果树需水规律在春季萌芽前，树体需要一定的水分才能发芽，此期若水分不足，常延迟萌芽期或萌芽不整齐，影响新梢生长。花期干旱或水分过多，常引起落花落果，降低坐果率。新梢生长期需水量最多，对缺水反应最敏感，为需水临界期，如果水分供给不足，则削弱生长，甚至早期停止生长。花芽分化期需水相对较少，如果水分过多则削弱分化。果实发育期也需一定水分，但过多易引起后期落果或造成裂果，还易造成果实病害。需水强度数据测定需水强度可用利用蒸发皿（中式蒸发皿规格为直径20cm，深10cm）测定获得日蒸发量，并经换算获得。日光温室蔬菜的需水量可直接使用蒸发皿测定的水面蒸发量数据，蒸发皿可固定在蔬菜植株顶部位置。果树日需水强度为蒸发皿测定的数值乘以蒸发皿系数，蒸发皿系数在华北苹果微灌条件下，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，果树蒸发皿放在1m高左右的水平墩上。观测蒸发量观测土壤水分掌握需肥规律相关资料果树与蔬菜需肥规律是制定施肥的基础，要掌握作物各个时期对不同营养元素的需求量和养分比例，作物的营养临界期和营养最大效率期等。获取途径：查阅资料、田间试验、调查总结经验资料。蔬菜需肥特点1、蔬菜需肥量大，蔬菜是喜肥作物，蔬菜茎叶及食用器官中氮、磷、钾等营养元素含量均比大田作物高，其吸收量随产量增加而增加，大田作物这种相关性不明显。2、吸肥强度大，蔬菜作物根系盐基代换量大，根系吸收能力强，适宜的土壤溶液浓度高。3、蔬菜对某些养分有特殊需求：喜硝态氮，对钾、钙需求量大，对硼和钼比较敏感。果树需肥规律是自萌芽、展叶、新梢开始生长阶段对氮素营养的需求十分突出。自新梢总体生长速度变缓、多数短枝及部分中枝停止生长之后的各个阶段，对氮素要求迅速减少，对磷、钾及钙、镁、锌、铁等元素的需求增强。幼树时期以营养生长、迅速扩大树冠、迅速形成有效叶幕为主，这一阶段的前期以氮素需求为主，磷、钾等元素配合为辅，后期除氮素之外，增加磷、钾元素及其他营养元素供给是关键。盛果期的营养生长阶段，要保证足量的氮素营养供应，全年氮素的60-80%要在这个时期使用，萌芽期与新梢迅速生长期是施肥的关键时期。中、后期（果实膨大期）以吸收钾肥为主，而对磷的吸收，生长期内比较平稳。2.制定施肥制度确定作物目标产量计算实现目标产量养分理论需求量调整养分理论需求量根据养分施吸比计算应施入的肥料量按作物各个生长阶段需肥规律配置养分步骤1确定作物目标产量依据：作物品种、种植密度、土壤肥力气候和设施条件、上季产量水平目标产量：与上季正常产量、或相同肥力土壤同种作物产量持平(或+10%左右)拟订方案实例:番茄目标产量为10000kg/667m2。步骤2计算实现目标产量养分理论需要量资料：1000kg番茄需要N:3.18kgP2O5：0.74kgK2O：4.83kg生产10000kg番茄：N：31.80kgP2O5：7.40kgK2O：48.30kg合计：87.50kg没有资料的可通过分析获得步骤3调整养分理论需求量依据：土壤养分含量分析结果上季投入的化肥数量与产量水平作物长势以及对施肥的反应有机肥施用数量无参考资料，对养分理论需要量不作调整。步骤4根据养分施吸比计算应施入肥料量养分施/吸(亦称保证系数)=肥料使用量/作物形成产量部分的吸收量设施蔬菜栽培灌溉