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面對肥料市場的問題,水肥一體化可以做什么呢?
春季一次性施肥是北方大田經(jīng)濟(jì)和糧食作物的傳統(tǒng)施肥方式,水肥一體化與傳統(tǒng)施肥的區(qū)別是由一次性施肥與多次按需施肥,該技術(shù)可以將傳統(tǒng)的一次性肥料需求變成多次需求,延長肥料的供應(yīng)時間,降低疫情下農(nóng)村肥料供應(yīng)壓力。
國家研發(fā)專項項目"養(yǎng)分原位監(jiān)測與水肥一體化施肥技術(shù)及其裝備"的多家單位(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、新疆農(nóng)墾科學(xué)院、新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院、石河子大學(xué)、新疆天業(yè)、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙古農(nóng)牧科學(xué)院等單位)研發(fā)出滴灌春玉米、馬鈴薯、棉花、甜菜等作物水肥一體化技術(shù)模式及相關(guān)設(shè)備。其中東北春玉米全生育施肥料50kg/畝,多數(shù)為一次性施肥,水肥一體化模式下,將基施肥降低到10-15kg/畝;鉀肥我們主要是新疆的羅布泊、青海的格爾木以及國外進(jìn)口,這個原料在哪里,但是需要加工運輸。內(nèi)蒙古馬鈴薯全生育施肥55kg/畝,水肥一體化下僅需要基肥12-13kg/畝;新疆滴灌棉花全生育期需肥40-50kg/畝,現(xiàn)有技術(shù)僅需要出苗水1-2公斤磷肥或者改良劑;甜菜全生育期需肥40-50kg/畝,現(xiàn)有技術(shù)僅需要種肥8kg/畝。
因此,水肥一體化技術(shù)如果合理施用,可以將春耕時的基肥需求量降低到原來用量的三分之一以下(簡單講原來全村需要10噸肥料,現(xiàn)在先備夠三噸就可以先播種了),這樣有效緩解春播前肥料企業(yè)的生產(chǎn)壓力,肥料運輸壓力和農(nóng)戶的備肥壓力;(六)動力條件項目區(qū)內(nèi)需電力380伏保證,才可以滿足整個灌溉要求。通過后期水肥一體化技術(shù)模式,實現(xiàn)水肥同步,讓農(nóng)民抗擊疫情同時作物不減產(chǎn)
我國農(nóng)業(yè)用水量約占總用水量的80%左右,由于農(nóng)業(yè)灌溉效率普遍低下,水的利用率僅為45%,而水資源利用率高的國家已達(dá)70%~80%。特別是我國北方各省水資源缺乏,然而多年來使用傳統(tǒng)方式為植株澆水不僅效率低、成本高而且浪費十分嚴(yán)重,因而,解決農(nóng)業(yè)灌溉用水的問題,對于緩解水資源的緊缺是非常重要的。在這種背景下,我們的智能澆灌控制系統(tǒng)應(yīng)運而生了。可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的PH值和EC值,對肥液PH值和EC值進(jìn)行調(diào)節(jié)。智能水肥一體化澆灌控制系統(tǒng)不僅可以提高水資源利用率,緩解水資源日趨緊張的矛盾,還可以提高灌溉管理水平,改變?nèi)藶椴僮鞯碾S意性,同時能夠減少灌溉用工,降低管理成本,顯著提益。因此,推廣實施智能水肥一體化系統(tǒng),改變目前普遍存在的粗放方式,提高灌溉水利用率,是有效解決灌溉節(jié)水問題的必要措施之一。
智能水肥一體化澆灌控制系統(tǒng)涉及到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、無線通信技術(shù)等多種高新技術(shù),這些新技術(shù)的應(yīng)用使我國的農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)的勞動密集型向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變奠定了重要的基礎(chǔ)。由傳統(tǒng)的充分灌溉向非充分灌溉發(fā)展,該水肥一體化系統(tǒng)主要面向農(nóng)田,園林,溫室農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的日常灌溉控制和管理而設(shè)計,并通過現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)手段,達(dá)到降低人力成本,提高自動化生產(chǎn)效率,節(jié)約水資源的目的?!芭偃チ鬓D(zhuǎn)費用,成本主要是在用水和肥料這一塊兒,以前給地里澆水都是拉出管子用水漫灌,肥料也是靠人工撒施,費時又費力,還浪費水,我這2400多畝的地,需要半個多月才能全部澆完。該水肥一體化系統(tǒng)具有實用性和良好的展示性,水肥一體化系統(tǒng)硬件具備良好的穩(wěn)定性,以及防水、防潮、抗高溫的能力。
水肥一體化技術(shù)中常用到的施肥設(shè)備主要有:壓差施肥罐、文丘里施肥器、泵吸肥法、泵注肥法、自壓重力施肥法、施肥機(jī)等。
一、壓差施肥罐
1.基本原理
壓差式施肥罐,由兩根細(xì)管(旁通管)與主管道相接,在主管道上兩條細(xì)管接點之間設(shè)置一個節(jié)制閥(球閥或閘閥)以產(chǎn)生一個較小的壓力差(1~2米水壓),使一部分水流流入施肥罐,進(jìn)水管直達(dá)罐底,水溶解罐中肥料后,肥料溶液由另一根細(xì)管進(jìn)入主管道,將肥料帶以作物根區(qū)(圖1-1~圖1-3)。圖1-1 壓差施肥罐示意圖圖1-2 立式金屬施肥罐圖1-3 立式塑料施肥罐肥料罐是用抗腐蝕的陶瓷襯底或鍍鋅鑄鐵、不銹鋼或纖維玻璃做成,以確保經(jīng)得住系統(tǒng)的工作壓力和抗肥料腐蝕。在低壓滴灌系統(tǒng)中,由于壓力低(約10米水壓),也可用塑料罐,固體可溶肥料在肥料罐里逐漸溶解,液體肥料則與水快速混合。隨灌溉進(jìn)行,肥料不斷被帶走,肥料溶液不斷被稀釋,養(yǎng)分越來越低,后肥料罐里的固體肥料都流走了(圖1-4)。該系統(tǒng)較簡單、便宜,不需要用外部動力就可以達(dá)到較高的稀釋倍數(shù)。來不及發(fā)展水肥一體化工程,甚至滴灌帶都來不及生產(chǎn)的背景下,我們的水肥一體化不是減弱,而是應(yīng)該轉(zhuǎn)身后的加強。然而,該系統(tǒng)也存在一些缺陷,如無法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,而且該系統(tǒng)不能用于自動化操作。肥料罐常做成10~300升的規(guī)格。一般溫室果樹大棚小面積地塊用體積小的施肥罐,露地果樹輪灌區(qū)面積較大的地塊用體積大的施肥罐。
水肥一體化是一項綜合技術(shù),涉及到農(nóng)田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面,其主要技術(shù)要領(lǐng)須注意以下四方面:
一、在設(shè)計方面,要根據(jù)地形、田塊、單元、土壤質(zhì)地、作物種植方式、水源特點等基本情況,設(shè)計管道系統(tǒng)的埋設(shè)深度、長度、灌區(qū)面積等。
二、水肥一體化的方式可采用管道灌溉、噴灌、微噴灌、泵加壓滴灌、重力滴灌、滲灌、小管出流等。
三、特別忌用大水漫灌,這容易造成氮素?fù)p失,同時也降低水分利用率。四、在田間要設(shè)計為定量施肥,包括蓄水池和混肥池的位置、容量、出口、施肥管道、分配器閥門、水泵肥泵等。