灌溉施肥

灌溉施肥
编辑
锁定
讨论
上传视频
特型编辑
肥料随同灌溉水进入田间的过程
本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目
审核
。
优点
灌溉施肥可以提高肥料的利用率，节省肥料的用量；节省施肥劳力；灵活、方便、准确掌握施肥时间和数量；养分吸收速度快；改善土壤的环境状况；特别适合微量元素的应用；发挥水、肥的最大效益；有利于保护环境。
类型
灌溉施肥可分为地面灌溉和地下灌溉（即加压灌溉）、注射灌溉三种。
地面灌溉
地面灌溉可分为漫灌、沟灌、波涌灌三种。漫灌是传统的将肥料撒在土壤表面然后水放到地里，水淹没整个地面，这种方法由于费水、费肥，主要是小麦田和水稻田在用。沟灌是应用最多的灌溉施肥方法，主要用于蔬菜、葡萄等作物，农民先将肥料溶解在池子里或罐里在渠道灌水时将肥料加在水中进行灌溉。波涌灌的原理是将灌涌水分为若干脉冲：第一个脉冲供应大量的水并尽可能快地湿润灌溉床或沟渠两旁的土壤，而没有产生侵蚀；第一个脉冲部分隔离了土壤上层以使下一个脉冲的流量较小且时间较长，这样水分便可渗透到土壤的更深层。现代波涌灌设计常采用自动脉冲阀将水以振荡脉冲送到预计的不同田间部位。漫灌和沟灌系统都可应用波涌灌。波涌灌和土地平整可提高地面灌溉的效率达到加压灌溉水平。
加压灌溉
加压喷灌可在多种地形条件下应用，如不能用地面灌溉的不平坦土地、陡峭土地等。出水器和喷嘴的多样化有利于调节供水量和水分的渗透速率。在蔬菜大棚里通过加压形成喷灌、微喷灌、滴灌指的是应用细孔径滴灌器的灌溉技术，微灌的流量小于200升/小时。微喷灌类型有可移动时针式和线性移动支管，喷灌和滴管技术可根据作物需水量和根系分布进行最精确的供水和肥料。
肥料注入技术
肥料注入技术可分为地面灌溉中的冲施肥技术、文丘里施肥器灌溉技术和树木注射技术三种。冲施肥是常用的蔬菜灌溉施肥的一种方法，是将一定量的固体肥料或肥料溶液倒入水渠里，或是将肥料加入到肥料罐（池）中进行的施肥灌溉。该系统较简单、便宜，不需要用外部能源就可以达到较高的稀释倍数。缺点是无法精确控制灌溉水中的肥料注入速率和养分浓度，每次灌溉之前都得重新将肥料装入施肥罐内，节流阀增加了压力的损失使得该系统不能用于自动化操作。
文丘里施肥器是通过水流经狭窄流道产生的吸力吸取肥料的。水流经狭窄部分时流速大，形成负压，将肥料溶液从敞口肥料罐通过狭缝下的管道吸取上来。它的优点是不需要外部能源，花费少，吸肥量范围大，操作简单，磨损率低，安装简易，方便移动，适于自动化，养分浓度均匀且抗腐蚀性强。缺点是压力损失大，吸肥量受压力波动的影响。
树木注射技术是在树木栽培过程中将营养液装在容器中采用针头注射的形式即施用营养又注入水分，这种方法适合于高档的果树栽培，施肥和灌溉均匀、稳定、可以通过关闭滴水系统控制施肥量和灌水量，缺点是需要大量的注射器和容器，需要根据果树的生长更换肥料的溶液和控制溶液的使用量。 
特性要求
灌溉施肥的品种
常用作灌溉施肥的氮肥品种有：硝酸铵、尿素、氯化铵、硫酸铵以及各种含氮溶液；钾肥品种主要为氯化钾、硫酸钾、硝酸钾；磷肥品种有磷酸和磷酸二氢钾以及高纯度的磷酸二铵，各种微量元素肥料、氨基酸、腐植酸等。
对肥料特性的要求
溶液中养分浓度高；田间温度下完全溶于水；溶解迅速流动性好；不会阻塞过滤器和滴头；能与其他肥料混合与灌溉水的相互作用小；不会引起灌溉水pH值的剧烈变化；对控制中心和灌溉系统的腐蚀性小。
我国灌溉施肥技术的发展与展望
我国位于大陆性季风气候地带，旱灾频繁, 降水分布不均，灌溉在农业生产中作用巨大。全国灌溉农田面积 5 466.7万 hm2，占耕地总面积的 43%，其余57%为雨养农田。正常年份农业缺水300多亿m3，约 667万 hm2 灌溉农田得不到灌溉保障。近10年来，每年旱灾面积约2466.7 万 hm2，减产粮食约300亿kg，水资源短缺已成为我国农业发展的首要制约因素。据预测, 到 2030 年我国粮食需求量为 7亿 t, 农业缺水 500 亿~700 亿 m3。我国也是世界上最大的肥料生产国和消费国, 化肥年消费量 4 400多万 t, 连续 5 年居世界首位。受人口和耕地的限制, 在未来相当长的一段时间内。我国肥料消费量仍将继续维持在一个较高的水平。灌溉和施肥技术的科学应用使我国成功地解决了13 亿人口对食物的需求, 并有力地促进了农业从以粮食为主到多样化发展的战略性结构调整。
我国耕地面积1.224 亿hm2, 就耕地质量而言, 高肥力耕地占 27%, 中等肥力占 34%, 低肥力占 39%。也就是说, 我国 70%的土地需要施肥和灌溉。同时, 我国农业水资源和化肥的利用率并不高。灌溉水平均利用率只有 43%, 每立方米水的农业产出只有0.83 kg,比世界平均水平低 30%。20 世纪50年代我国使用化肥的粮食增产效益非常明显, 但到 70 年代下降了40%, 90 年代与 50 年代相比则下降了 50%。每千克化肥的粮食增产量只有 6~8 kg, 约为世界平均水平的 50%。此外，我国农业用水用肥中还普遍存在大水漫灌、盲目施肥现象，不仅造成水肥资源浪费，还带来了水环境恶化、水质和土壤污染等问题。
国际上发达国家和地区高度重视水资源和肥料的高效利用，自20世纪60年代开始推广应用灌溉施肥一体化技术。灌溉施肥是将灌溉与施肥有机结合的一项农业新技术，主要是借助新型微灌系统, 在灌溉的同时将肥料配兑成肥液一起输入到农作物根部土壤, 可以精确控制灌水量、施肥量和灌溉及施肥时间。由于微灌过程主要是根部灌溉, 肥料也随水直被输送到根系的周围, 直接被作物吸收利用, 极大地减少灌溉用水和肥料的投入, 提高水资源和肥料的利用率。
灌溉施肥技术的发展
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，新疆引进了滴灌技术，经过 3 年的试验研究, 成功地研究开发了适合大面积农田应用的低成本滴灌带。1998年开展了干旱区棉花膜下滴灌综合配套技术研究与示范，成功地研究了与滴灌技术相配套的施肥和栽培管理技术 。
蔬菜作物灌溉施肥
滴灌施肥技术最初应用于大棚蔬菜, 适用于单个大棚中的施肥设施有施肥罐、文丘里等。大面积滴灌施肥则是应用加压式的泵注施肥系统, 一个大中型滴灌系统可以控制 10~50hm2 的面积。
果树作物灌溉施肥
根据不同的地形和水质,果树作物的微灌设备有滴灌、微喷和小管出流3种模式。由于种植果树的地方降水相对较多或水资源条件较好, 微灌设备主要用于干旱期的补充灌溉和关键生育期的施肥控制。