山東臺兒莊水肥一體化技術在不同作物上的應用模式

趙士花，趙會俠，楊 寧

（1.山東省棗莊市臺兒莊區農業農村局，山東 臺兒莊 277400；2.棗莊市農業農機技術推廣中心，山東 棗莊 277800）

隨著臺兒莊區現代農業的快速發展，智能化、智慧化農業已經成為了農業發展的主導方向，水肥一體化技術作為供給作物營養的最有效方式，已經在全區新型農業經營主體中得到了大面積推廣應用。

一、水肥一體化技術主要組成

水肥一體化技術是由灌溉技術和施肥技術集成的一種農藝綜合集成技術。灌溉技術主要包括過濾器選擇、澆灌方式和灌溉制度；施肥技術主要包括施肥器選擇、水溶肥選擇和施肥制度。

1、灌溉技術

（1）過濾器

目前，在臺兒莊區應用的過濾器主要包括介質過濾系統、離心過濾系統、疊片過濾系統和網式過濾系統。介質過濾系統主要用于河流、水庫、池塘等水源，可以充分過濾水中的懸浮物質和藻類；離心過濾系統主要用于深水井的沙石過濾；疊片過濾系統井水、水庫水、河水都可以應用，但是價格比較昂貴，除了農業項目補貼配備以外，農戶很少應用；網式過濾器主要是應用在棚內支管前，只能起到簡單過濾作用。

（2）灌溉方式

臺兒莊區水肥一體化技術灌溉方式主要包括以下幾種：微滴灌、微噴灌、旋轉式噴灌、低壓軟管出流、小管出流、地埋式噴灌、噴水槍噴灌和三角支架噴灌。其中，微滴灌和微噴灌一般主要應用于設施蔬菜上、育苗棚內、懸吊式盆景；旋轉式噴灌主要應用于花卉、草坪景觀；低壓軟管出流主要應用在露地蔬菜種植上較多；小管出流主要在果樹果園內應用；地埋式噴灌和噴水槍噴灌、三角支架噴灌主要應用在大田糧食作物上。

2、施肥技術

（1）施肥器

壓差式施肥器是肥料罐與滴灌管道并聯連接，進水管和供肥液管之間的壓差，使灌溉水從進水管進入肥料罐，并將固體肥料溶解稀釋，再從供肥液管將肥液自動注入到調壓閥下游的灌溉管道。文丘里施肥器是指在高速流動的流體附近會產生低壓，從而產生吸附作用。電力驅動注射泵利用電力驅動的活塞泵將肥液注入到灌溉管道中。活塞式比例施肥器主要由上端的驅動活塞以及下端的吸肥活塞組成，驅動活塞利用水流的壓差推動活塞運動，活塞內部的彈簧換向裝置對水流進行換向，保證活塞的往復運動[1]。自動灌溉施肥系統能夠按照用戶預先編制好的灌溉施肥程序自動、準確、適時、適量地把肥料注入灌溉管道中，智能信息采集部分包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照輻射傳感器、pH 與CE 傳感器，水分傳感器。育苗棚配備全智能的移動式溫室噴灌機，包括機器帶和軌道。

（2）水溶肥選擇

可選液態或固態肥料。固態肥以粉狀或小塊狀為首選，要求水溶性強，含雜質少，一般不用顆粒狀復合肥。如果使用沼液或腐殖酸液肥，必須經過過濾，以免堵塞管道。考慮肥料的溶解性和相溶性的同時，也要考慮灌溉水的情況。盡量選用滴灌的水溶肥（即全水溶)，如果灌溉水硬度較大，在選用肥料時一定要選用酸性肥料。定期在灌溉系統中注入酸溶液溶解沉淀，防止滴頭堵塞。控制好灌溉水的電導率，防止作物受鹽漬化危害。

二、水肥一體化技術在不同作物上的應用模式

1、設施蔬菜作物水肥一體化技術應用模式

設施作物主要包括日光溫室和拱棚，應用模式是微滴和微噴。滴灌基本都是地表滴灌[1]，滴灌灌水器的流量為0.5～8.0 L/h。微噴灌是利用直接安裝在毛管上或與毛管連接的微噴頭，利用壓力將水以噴灑狀濕潤土壤。微噴頭為固定式，噴射范圍小、水滴小，流量通常為20 L/h 左右。日光溫室80%應用模式是微噴模式，20%是微滴模式；拱棚60%是微噴模式，10%是微滴模式。

日光溫室的水肥一體化應用模式又分為單井單棚滴灌施肥模式和恒壓變頻滴灌施肥模式。單井單棚滴灌施肥模式中，80%是棚外安裝1 套離心過濾器，棚內進水處加裝一套文丘里施肥器和1 套網式過濾系統；20%是在水泵前或者水泵后直接插管進行水溶肥輸送，然后在前面加裝1 套網式過濾系統。恒壓變頻滴灌施肥模式都是在多棚處建設1 間設備房，包括水泵、變頻器、三級過濾器（砂石過濾器、離心過濾器、疊片過濾器）、自動或者半自動施肥機。通過設備房內多管道輸出進入每個棚內進行澆水施肥。

拱棚水肥一體化應用模式70%是棚外安裝1 套離心過濾器，棚內進水處加裝1 套文丘里施肥器和1 套網式過濾系統；30%是在水泵前或者水泵后直接插管進行水溶肥輸送，前面加裝1 套網式過濾系統。

2、大田糧食作物水肥一體化技術應用模式

（1）卷盤式噴灌機

利用水的壓力通過水渦輪、變速箱以及傳動系統等的旋轉來帶動卷盤，從而帶動輸水管道的一端向主機方向的一端回卷，噴水行車在提前設定的速度下勻速前進噴水，噴頭將水流分散成均勻的水滴噴灑到作物上面[2]。卷盤式噴灌機既可以實現水肥一體化，也可以實現水肥藥一體化，能夠進行大面積灌溉，是農田節水灌溉最佳選擇。

（2）地埋式自動化、半自動化伸縮一體化噴頭噴灌

噴灌設備與輸水管道相連，噴灌設備由外至內包括順次套接的套管、一級伸縮管和二級伸縮管，以及升降式噴頭、旁通支管和彈簧。是將傳統噴灌系統中的豎管、立管、升降式噴頭集成于一體的噴灌設備。系統直接埋設在地下，噴灌作業前不需要安裝，噴灌后也不需要拆卸，大大減輕了田間勞動強度，灌溉時還省工省料，同時滿足經濟合理、經久耐用、便于推廣應用的需求。設備埋于地面40 cm 以下，利用水壓自動出地面直接進行噴灌，耕作時復位到地下即可。

（3）三角支架噴灌

三角支架噴灌相比地面灌溉，不需要修建專用的灌水溝渠，提高了土地利用率。因為直接在地里安裝支架灌溉，在部分山地丘陵區應用尤其適合。此模式噴灌比較均勻，減少了對土壤的沖刷破壞，使土壤的物理性得到保護，增加了土壤的透氣性，有利于植物生長。整套自動噴灌設備包括立桿、支架、三通、噴頭、水帶、水帶接頭、卡箍、方便體等。三角支架屬于半自動化作業，省錢、省時、省力，農戶普遍反映應用效果良好。

3、花卉、草坪景觀水肥一體化技術應用模式

花卉、草坪景觀主要集中在全區觀光旅游、道路兩旁，應用的水肥一體化技術模式主要是立桿旋轉式微噴灌[3]。旋轉式微噴灌利用直接安裝在毛管上或與毛管連接的微噴頭將壓力水以噴灑狀濕潤土壤。微噴頭是立桿旋轉式，噴射范圍較大，水滴也大，安裝間距較大。微噴頭的流量通常為250 L/h 左右。

4、果樹作物水肥一體化技術應用模式

果樹作物主要集中在西部丘陵山區的桃園等果樹種植區域，水肥一體化技術應用的主要模式是小管出流。小管出流水肥一體化技術是利用Φ44PVC 管與毛管上的穩流器連接作為灌水器，以細流狀局部濕潤作物附近土壤，小管灌水器的流量為22～250 L/h。高大果樹通常圍繞樹干修一滲水小溝，以分散水流，均勻濕潤果樹周圍土壤。

三、結語

臺兒莊區自2016 年開始大力推廣水肥一體化技術在不同作物上的應用；2018 年實施了省級水肥一體化示范工程項目和棗莊市水肥一體化技術推廣項目；2019 年實施了糧食綠色高質高效創建項目，主要針對大田作物水肥一體化技術的應用推廣。截至目前，全區共推廣水肥一體化應用面積達4.28 萬畝，通過現代農業示范區的灌溉施肥智能化遠程管理技術引領，進一步拓展水肥一體化技術在臺兒莊區各種作物上的技術應用，真正實現以點帶面的水肥一體化技術應用推廣模式。