摘 要:介绍水肥一体化微灌技术的微灌系统的组成、施肥设备以及肥料在微灌系统中的应用。通过土壤、植株和水质分析,了解养分的吸收规律,制定出科学的灌溉施肥计划,达到增产、增收的目的。
关键词:水肥一体化;微灌技术;施肥设备;应用
中图分类号:S275.6 文献标识码:A
引言
水肥一体化微灌系统就是利用专门的灌水设备(滴头、微喷头、渗灌管和微管等),将带有可溶性肥料的有压水流变成细小的水流或水滴,均匀、定时、定量的湿润作物根部的灌水方法。其特点是灌水流量小,1次灌水时间长,需要工作压力较低,能够根据土壤养分含量和作物种类不同生长期的需肥规律,精确控制灌水量,具有节省施肥劳动力,节省水肥用量,提高肥料利用率,改善土壤环境,提高作物抵御风险的能力等显著优点。
1 微灌系统组成
微灌系统主要由首部系统,输配水管网系统,微灌器等组成(图1)。
图1 微灌系统组成示意
1-水源 2-水泵 3-压力表 4-主控阀门 5-止回阀6-调压阀 7-施肥罐 8-过滤器9-干管10-分控阀门 11-微喷支管 12-滴灌支管 13-滴灌毛管 14-滴头 15-微喷毛管 16-微喷头
1.1 首部系统
首部系统是微灌工程中非常重要的组成部分,主要由水源、水泵、施肥设备、过滤设备以及各种控制、测量、安全阀门等组成。施肥设备是将肥料直接注入压力管道系统之中,肥料需为可溶水性,施肥设备应设在过滤器之前,以防止肥料中固体颗粒进入管道,堵塞微灌设备。过滤设备是微灌系统中必不可少的。过滤设备种类有沉砂池、砂石过滤器、离心过滤器、网式(叠片)过滤器等。微灌系统过滤器类型和尺寸应根据水源水质和系统流量所定,由于微灌系统要求水质精度比较高,一般多选择多级组合过滤,过滤精度为80~150目。微灌系统中,若水源为池塘(河)水,主要含有微生物和絮状物,一般选择砂石和网式组合过滤器,若水源为井水,主要含有沙粒,一般选择离心和网式组合过滤器。
1.2 输配水管网系统
输配水管网主要包含干管、支管和毛管等。毛管多需要打孔安装微喷头或滴灌设备,故毛管一般选择低密度聚乙烯(LDPE)管,干管或支管多选用聚氯乙烯(U-PVC)给水管。输水管道有一定压力负荷范围,超过一定的压力容易引起管道破裂,所以要重视管道水流压力表、压力调节器作用,将水压控制在一定工作范围内。
1.3 微灌器
微灌器是微灌系统中关键部件,主要有微喷头、微喷带、滴头、滴灌带、渗灌管等,其出水孔径一般都很小。有些根据情况设置了特殊功能,例如压力补偿、抗堵塞等。
2 微灌系统中施肥设备
微灌施肥有肥液浓度不恒定施肥和肥液浓度恒定施肥2种方式,主要设备有施肥罐、文丘里施肥器和柱塞施肥泵等。
2.1 施肥罐
施肥罐又称压差式施肥罐,分别由进、出水管连接到带有调压阀的主管道上,由调压阀产生较小水压,使一部分水流流入施肥罐罐底,肥料溶液进入灌溉管网,将肥料带到作物根部(如图1)。开始施肥时流出肥料浓度高,随着施肥的进行,罐中肥料浓度越来越小,故此为肥液浓度不恒定施肥方式,多用在小块面积,不需要轮流灌溉区域场所。
2.2 文丘里施肥器
通过文丘里喉管(由大渐小再由小渐大的管道)形成一定负压,在喉管侧壁有一小口,可通过小管将肥料液从敞口肥液桶吸出进入水管中混合。文丘里(ALLTOP800)施肥器工作原理如图2。
图2 文丘里施肥器工作原理图
文丘里施肥器操作需要有一定压力来保证必要的压力损耗,施肥器入口稳定压力是养分浓度均匀保证。表1列出了压差和吸肥量关系。
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