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1、 烟田水肥一体化技术 主要内容 一 水肥一体化是烟叶生产的发展方向二 滴灌是烟田最优灌溉方式之一1 滴管系统的的设施与设计2 节水灌溉技术在烟草上的应用3 烟田水肥一体化技术要点 一 水肥一体化是烟叶生产的发展方向 有收无收在于水 多收少收在于肥 水肥一体化是将灌溉与施肥融为一体现代农业技术 又称 灌溉施肥 技术 fertigation 即fertilization和Irrigationg的组合 自以色列耐特菲姆 Netafim 在1965年发明滴灌技术以后 水肥一体化大面积应用成为现实 我国是1974年从墨西哥引进滴灌设备开始 到1981年我国滴灌设备开始规模化生产 到90年代中期 设备和配
2、套技术基本形成 根据全国农业技术推广中心统计 截至到2014年底 全国推广施肥灌溉技术 水肥一体化技术 已达7000万亩 中国化肥用量超世界总量30 2013年全国化肥产量达到8070万吨不到世界10 的耕地 用了占世界化肥总量 2 25亿吨 的1 3还要多 国际公认的化肥施用安全上限是225千克 公顷 每亩15千克 但目前我国农用化肥单位面积平均施用量达到434 3千克 公顷 29千克 亩 是安全上限的1 93倍 化肥的去向 朱兆良 不合理施肥 我国农业用水概况 目前 我国年供水能力约5600亿m3 其中 工业用水量约1000亿m3农业用水量约4000亿m3生活用水量约600亿m3 农业用水
3、量占全国总用水量的70 其中90 的用于农田灌溉 灌溉面积0 55亿hm2 8 25亿亩 用了3600亿m3的水 全国灌溉水利用系数平均为0 43 旱作农业区降雨水利用率56 除蒸发量 26 仅仅有30 干旱灾害 秦岭淮河已北 十年九旱 以春夏旱为主长江中下游 夏旱或夏秋连旱 以夏旱为主长江上游及西南地区 春夏连旱 以春旱为主华南地区 冬 春旱 以春旱为主 部分夏旱和秋旱 2000年全国干旱比较严重 因旱粮食减产600亿kg 占全年粮食总产量13 经济作物损失511亿元 2014年河南夏旱严重 烟叶减产40 以上 质量受到严重影响2012 2013年 贵州连续2年干旱 烟叶产量质量下降 传统的
4、大水漫灌 粗放施肥方式 大量浪费肥料 人工和水电 土壤板结 不透气 湿度过高不可控 病虫害及杂草滋生 水传病害 灾害性的面源污染事故 2015年1月 农业部农业部提出到2020年 我国农业要实现 一控两减三基本 控制农业用水总量 减少化肥 农药使用量 化肥 农药用量实现零增长 其中要求 肥料利用率提高到40 以上基本实现畜禽养殖排泄物资源化利用 病死畜禽全部实现无害化处理 基本实现农作物秸秆资源化利用 秸秆露天焚烧现象得到有效控制 基本实现农业投入品包装物及废弃农膜有效回收处理 2013年3月农业部办公厅印发 水肥一体化技术指导意见 意见提出我国水肥一体化发展目标 到2015年 我国水肥一体化
5、技术推广总面积达到8000万亩 新增推广面积5000万亩 1 水肥一体化是提高肥效的有效途径因为土壤水分 介质中养分浓度 植物根系是影响作物吸收营养元素的主要因素 施入肥料只有溶于水后 成为离子态才能被根吸收 水分是养分达到根表的移动介质 扩散与质流 水肥一体化将水肥耦合成为现实 土壤介质中养分浓度必须与烟草烟草生长和吸肥规律相吻合 水肥一体化能有效的保证不同时期适宜的养分浓度 微灌技术对能有效的保护土壤团粒结构 土壤中的水 气 热处于最优状态 有利于根毛形成与根系生长 促进对养分的吸收 传统的水肥管理模式 传统生产模式中 施肥和灌溉是分开进行的 是耗工较多的两项田间作业 也是影响能否增收的关
6、健 传统农业向现代农业转变 更简便 精准 有效 灌溉施肥能显著提高肥料利用率滴灌结合施肥非常方便 很容易做到少施 勤施 养分可以根据作物消耗直接施到作物根系附近 均匀的肥料分布可以最大限度地避免肥料被淋洗到根系以下 环保 同样的产量 滴灌所需的肥料比其他灌溉方法大大减少 30 滴灌能保证养分停留在根系区 漫灌土壤养分下渗严重 滴灌3次 每次结合追肥 叶片数平均多了1片 叶长叶宽都增加 亩产量增加50公斤 亩产值增加1000多元 效益十分显著 2 滴灌是烟草节水灌溉最优的方式之一 滴灌是微灌技术的一种 微灌就是利用灌水设备将有压水流变成细小水流或水滴 湿润作物根部土壤的灌水方法 因灌水器的流量小
7、 故称微灌 主要包括 滴灌 微喷灌 泉涌灌溉 渗灌 滴灌 droppingirrigation 系统将具有一定压力的水 通过安装在毛管 滴灌管 上的滴头或孔口 将水以水滴的方式均匀而缓慢的滴入土壤 是一种局部灌溉技术 灌溉不是浇地 是浇作物 研究结果表明 与逐沟灌相比 每公顷烟地交替隔沟灌 喷灌和滴灌的水分利用率分别提高了10 57 16 64 和21 41 每单位耗水产值分别提高了1 34 20 73 和31 90 喷灌和滴灌不但能够减少烟田灌溉用工和灌水量 而且可以增加经济效益 其中以滴灌的产值最高 是烟田较优的灌溉选择 滴灌技术的优点 节约用水 提高水分生产效率比地面灌溉节水40 60
8、比喷灌省水10 20 只湿润作物根系活动区 减少了水分下渗损失只湿润部分地表 大幅度减少了地面蒸发没有象喷灌那样水分的飘移损失和喷洒过程中的蒸发滴水速度小于水分土壤入渗速度 无地表径流对水源少和缺水的山区实现水利化开辟了新途径 滴灌对地形适应能力较强由于滴管比较柔软 且滴头有压力补偿装置 对压力变化灵敏度较小 可以安装在具有一定坡度的耕地上 一般不会影响滴头的出水均匀性 特别适宜丘陵山地 对土壤质地要求不严 不破坏土壤结构 无土壤板结现象 滴灌操作简单 省工 易于实现自动控制滴灌系统比其它任何灌溉系统更便于实现自动化控制 在经济作物种植区和劳力紧张地区 自动化节省劳力 提高效率 比地面灌溉节省
9、土地7 15 节省能源 减少投资滴灌系统为低压灌水系统 比喷灌更易实现自压灌溉 由于要求压力小 对管道的管径和材料要求不高 投资低滴灌系统流量小 降低泵站能耗 减少运行费用 膜下滴灌更能发挥作用 提高地温 节水 减少杂草 减少病虫害 河南农业大学滴灌教学设备 灌溉施肥一体机 1 干旱是影响烟叶产量和质量稳定性的主要因素之一 2 烟草平衡施肥技术研究 取得很大成就 但肥料利用率不高问题没有得到解决 3 烤烟优化灌溉项目理论研究取得很大进展 但技术物化程度不高 4 现代烟草农业的发展改变了烟叶生产方式 两头工厂化 中间机械化和专业化基本普及 但烟田水肥管理依然是传统技术 5 烟水配套和水源工程投入
10、很多 建设成效显著 但由于水资源利用的配套设施与技术还不健全 没有很好的发挥应有的作用 水肥一体化技术的成熟为解决上述问题带来了的曙光 烟草现代农业的发展呼唤水肥一体化烟水配套 水源工程建设与水肥一体化结合才能发挥更大作用 一 滴灌系统的组成与设备 1 水源工程 2 首部系统 3 输水管道系统 4 滴头或滴水器 带 滴灌系统的设计布局 首部系统 输水管道系统 止回阀 压力表 水阀 干管 支管 毛管 二 烟草水肥一体化的技术要点 施肥罐 器 1 压差施肥罐 由两根细管与主管连接 一长一短 两个细管间设置一个节制阀 球阀 以产生一个较小的压力差 水流经过肥料罐 再经出口进入主管道 进水管 出水管
11、施肥罐 器 2 文丘里施肥器 水流通过一个由大渐小后在由小渐大的管道时 文丘里管喉部 水流经狭窄处时流速加大 压力下降 前后形成压力差 喉部有一小管径的入口 形成负压 将肥料从罐中吸上来 进入主管道 将泵体安装在供水管路中 串联或并联 利用水泵输出的压力 将浓溶液按照设定好的比例吸入泵体 与水混合后被输送到下游管路 比例施肥器不管供水管路上的水量和压力发生什么变化 所注入浓缩液的剂量与进入比例泵的水量始终成比例 3 泵注肥法 或比例施肥器 滴灌条件下的追肥方法 比例施肥法 按照设定的比例将肥料均匀的添加到水中 而不受系统压力和流量的影响 控制施肥浓度相对稳定 保证垄体内肥料分布的均匀性 过滤器
12、 1 离心式过滤器 由高速旋转的水流产生离心力 将砂石和较重的杂质与水分开 主要用于初级过滤 2 筛网式过滤器 内装筛网100 150目 主要用于末级过滤 叠片式过滤器水流流经叠片 利用片壁和凹槽来聚集及截取杂物 自动反冲洗叠片过滤器 滴水器 滴头 压力水流由毛管进入滴头 经过滴头的减压 以稳定 均匀的低流量施入土壤 逐渐润湿作物根层 种类有很多 压力补偿式滴头 贴片式滴头 涡流式滴头 迷宫式滴灌管等等 压力补偿式滴头 借助水流压力使弹性硅胶片改变出水口断面 调节流量 迷宫式滴灌管 压力补偿式滴头 内镶贴片式滴灌带 迷宫式滴灌管 微灌还有微喷灌 渗灌等 渗灌 微喷 喷灌技术的局限性 1 受风影
13、响较大 2 飘移蒸发损失大 3 设备投资高 4 能耗多 运行成本高 5 表面湿润 深层湿润不足 适合于浅根密植作物 移动式喷灌系统 水肥一体化技术在大田作物应用发展速度相对较慢 主要限制性因素是 灌溉设备成本较高 对肥料水溶性的要求较高 农产品价格较低以及水源和动力等问题 为解决这些问题 科技人员和灌溉设备企业做了大量的工作 使得水肥一体化设备在成本大大降低 目前已经达到可以进入大田作物生产使用的程度 但在应用中还存在以下问题 田间设计不合理 造成灌溉施肥不均匀技术无规程 造成病害发生设备不配套 先进设备的功能不能充分发挥作用 二 节水灌溉技术在烟草上的应用 1 河南省滴灌发展过程 2011年
14、河南许昌引入了新疆的滴灌技术 开始在烟草上应用2012年许昌市烟草公司对滴灌的应用做了调查总结2013开始进行研究 并在我校育种试验田开始应用 2014 2015年在省烟草公司的领导下 加大扶持 逐步推广 2015年在河南推广面积近10万亩 主要目的是节水灌溉 2 滴灌技术在烟草移栽中的应用 A 直接栽烟 CK B 先浇水0 5Kg 再栽烟C 先栽烟 再浇水0 5Kg D 先浇水0 25Kg 再栽烟 再浇水0 25KgE 先浇水0 5Kg 再栽烟苗再浇水0 5Kg 2014年河南烟叶6 8月干旱 产量损失40 效益损失50 以上 凡是利用节水灌溉的烟田仍然获得了丰收 3 节水灌溉在烟叶生产中的
15、应用 以河南烟区为例 正常烟田全生育期平均灌水4次 追肥1次 灌溉施肥用工4个 总用水量约120方 亩以上 总投入约500元 亩左右 用滴灌 当年投入400元 亩 灌水4次 可以随水施肥 用水约50方 亩 一天可浇地20 30亩 平均每亩用工不足0 5个 亩 滴灌提高烟叶质量和产量 亩增效益在500元左右 全国节水灌溉面积2014年达到7000万亩 2015年河南烟田滴灌面积10万亩 三 烟田水肥一体化技术要点 1 滴灌设施的田间设计要规范确保田间灌水和施肥的均匀性 95 影响因素较多 主要有出水口流量 滴灌带种类与铺设长度等 机械移栽 可在栽后铺设滴灌带或膜下滴灌人工移栽 常规施肥条件下 可
16、在揭膜培土后铺设滴灌带 依据烟草生长特点 需水规律和土壤水分确定灌溉定额 1 伸根期 栽后20天内 原则不滴灌 2 旺长前和旺长期要灌溉施肥同时进行 3 园顶后和烟叶成熟期适时滴灌 在水肥一体条件下 烟草的第一次灌溉施肥应该在移栽后20 25天之间 各地有差异 这次灌溉主要以施肥为主 灌水为辅 滴灌时间不超过2个小时 滴头流量2L h 灌水量4 5方 亩为宜 旺长期灌溉一般灌水量8 10方 亩为宜 约4个小时 在水肥一体条件下 旺长期灌溉施肥一般要进行3次 35 45 55天 或更多 前期以氮肥为主 后期以钾肥为主 烟叶成熟期灌溉依据土壤水分状况 滴灌一般在2小时左右即可 2 烟草不同生育期田间的滴灌定额 确定滴灌定额的理论依据是 最大灌水定额 mm Mmax 0 001 z p max min 土壤容重 g cm3 z 土壤计划湿润深度 cm p 设计土壤湿润比 max 适宜土壤含水量 min 干旱土壤含水量 假定 土壤容重1 35g cm3 湿润深度25cm 土壤湿润比60 3 滴灌条件下的施肥方法施肥方法包括 施肥量 基追比 追肥时期与方法连续2年试验证明 化肥N用量减少20 在
