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1、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,水肥一体化的其它叫法 FERTIGATION=FERTILIZATION+IRRIGATION,灌溉施肥,加肥灌溉,水
2、肥耦合,管道施肥,随水施肥,肥水灌溉,1,5,6,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,世界各国微灌面积占灌溉面积的比例,1
3、.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
4、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,质流和扩散需要水做媒介，没有水这两个过程不能完成，所以根系吸收不到养分。,通俗讲，就是肥料必须要溶解于水根系才能吸收。不溶解的肥料是无效的。,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
5、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
6、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1.512L/h 微喷灌：流量20250L/h 涌泉灌（小管出流灌）流量80250L/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,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,主要应用于丘陵山地果园、茶园、
7、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,施肥罐优缺点对比,2、文丘里施肥器,文丘里施肥
8、器的优点与不足,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,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,国
9、外自动化的施肥设备,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12 L/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。 滴灌带的分类： 内镶式滴灌
10、带 薄壁滴灌带,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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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：1000 kg 番茄需要N:3.18kg P2O5：0.74 kg K2O：4.83kg 生产10000 kg 番茄：N： 31.80kgP2O5： 7.40 kgK2O： 48.30 kg 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
16、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施肥条件下，氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）三者的施吸比范围值分别为：1.54-1.82，2.86-3.33，1.25-1.43。肥料(纯)施用量=某养分理论需求量施吸比,计算实现番茄目标产量应施入的纯养分量：N=31.8 1.67 = 53.12 kgP2O5 22.20 kgK2O 64.13 kg 合计： 132.00 kg,各地在生产中，应根据当地试验获得养分施/吸比来计算实际需肥量。 如果缺乏试验资料，也可借用条件相近地区的试验所获得的养分施/吸比参数，但应该在实践中逐步对其进行校核和校正。 如果没有施/吸比资料可参考，在根据栽培作物需肥规律调整氮、磷、钾养分施用比例后，按照作物相同产量，使用微灌施肥技术，一般可以比传统栽培方法减少1/3-1/2的肥料用量来确定。,
