田间水肥一体化地面灌溉系统介绍.doc
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1、田间水肥一体化地面灌溉系统介绍刘玉春1,姜红安2,夏辉1*(1. 河北农业大学城乡建设学院,河北 保定 071001;5102. 保定中法供水有限公司,河北 保定 071501)摘要:目前水肥一体化喷灌和滴灌系统耗能高、投资高、对水质要求高,而地面灌溉仍然是大田作物应用的主要灌水技术,针对以上现实本文提出田间水肥一体化地面灌溉系统。田间水肥一体化地面灌溉系统由进水管、施肥器、田间输水管和地面灌溉灌水器四部分组成,其中施肥器是无压施肥装置,地面灌溉灌水器是田间分水软管和出水口为一体、在生产过程中一次性成型的地面灌溉灌水设施。田间水肥一体化地面灌溉系统不仅能够实现水肥一体化,且具有低碳环保、灌水效
2、率高、便于与农业机械化相结合的优点,适宜在大田作物生产中大面积推广应用。关键词:地面灌溉;水肥一体化;灌水器;施肥器中图分类号:S275.315Introduction of surface fertigation systemLiu Yuchun1, Jiang Hongan2, Xia Hui1(1. Hebei Agricultural University, HeBei BaoDing 071001;2. Baoding Sino French Water Supply Co. Ltd, HeBei BaoDing 071501)2025303540Abstract: At prese
3、nt surface irrigation is still the main irrigation technology application for fieldcrop. And the fertigation system of sprinkling or drip irrigation system has the defect of highenergy consumption, high investment and high water quality requirements. A surface fertigationsystem is put forward in thi
4、s paper based on the above actuality in crop irrigation. The surfacefertigation system is composed of four parts, intake pipe, fertilizer applicator, water delivery pipeand surface irrigation watering device. The fertilizer applicator is a kind of pressureless fertilizerapplicator suitable for surfa
5、ce irrigation. The surface irrigation watering device is a kind ofdistributive hose with several water outlets in a fixed spacing, is linked with water delivery pipeand is used to distribute water to furrow field or irrigation ditch. The surface fertigation systemcan realize irrigation and fertiliza
6、tion simultaneously, has the advantage of low carbon and highirrigation efficiency, and facilitates with agricultural mechanization. The surface fertigationsystem is worth extensive application in field crop production.Keywords: surface irrigation; fertigation; watering device; fertilizer applicator
7、0 引言水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术,具有肥效快,养分利用率高的特点,既有利于节水节肥、提高作物的产量和品质,也有利于农田环境保护。面对我国日益加深的水环境危机,农业水肥一体化技术是我国农业发展的战略方向已经成为共识。1 问题的提出目前水肥一体化技术多针对喷灌和微灌系统而言,需要的压力大,灌水器对水质要求高,田间灌水器密集不便于田间机械化作业,系统投资也较高。因此水肥一体化喷灌和微灌系统大多应用于设施农业栽培、果园栽培以及经济效益较好的其他作物,在我国常年灌溉地带的西北内陆地区棉花等大田经济作物栽培中应用较广。受系统压力要求高、投资高的制约,水基金项目:国家自然科学基金(3
8、1171495; 41101338); 河北省自然科学基金(E2012204079; E2011204108;C2012204054); 农业部科技成果转化基金项目(2012GB2A200028); 高校博士点基金项目(2012302110001)作者简介:刘玉春,(1971-),女,博士,副教授,从事节水灌溉理论与技术方面的研究。E-mail:liuyuchun5-1-肥一体化喷灌和滴灌系统在我国不稳定灌溉地带和水稻灌溉地带,在大田作物生产中的应用还很有限,而且这种状况在我国会一直延续下去。4550556065707580与喷灌和滴灌技术相比,地面灌溉技术仍然是当今世界各国应用最普遍的农田灌
9、溉技术,根据 FAO 统计数据1,美国 2005 年总灌溉面积 2472.2 万公顷,地面灌溉面积 1077.4万公顷,占总灌溉面积的 43.6%;我国 2006 年总灌溉面积 6293.8 万公顷,地面灌溉面积 5933.8万公顷,占总灌溉面积的 94.3%。地面灌溉具有供水压力低、灌水流量大,灌水速度快,更适宜与农业机械化生产相结合的优点。但地面灌溉技术也存在以下问题亟需改进:(1)田间灌水施肥设施贫乏,地面灌溉技术仍沿用传统的田间开挖临时毛渠引水入畦、入沟的灌水方式,施肥也大多采用人工撒肥的方式施肥,灌溉系统最后一公里缺乏田间配套设施,如此的“毛细血管”不足,尽管“骨骼”强壮,却也削弱了
10、渠道防渗等节水灌溉工程效益的发挥。由此导致田间水肥利用效率较低,据研究我国地面灌溉条件下平均田间灌溉水利用效率为 52%2,肥料利用效率在 9%72%之间,平均 35%3。改进地面灌溉施肥技术具有较大的节水节肥潜力。(2)地面灌溉灌水劳动强度大,用工多、而我国的劳动力成本日益增长,从而灌水成本也提高了,成为制约农业生产的一大瓶颈,2012 年河北省易县约 2 万亩麦田出现季节性的抛荒,浇水难和浇水贵是原因之一4。针对地面灌溉仍然是大田作物主要灌水技术的现实,水肥一体化喷灌和滴灌系统耗能高、投资高、对水质要求高的问题,本文提出了一种田间水肥一体化地面灌溉系统,通过无压施肥器和地面灌溉灌水器实现地
11、面灌溉的水肥一体化。2 田间水肥一体化地面灌溉系统的组成目前美国和澳大利亚等国在渠灌和管灌系统中采用虹吸管和闸管等地面灌溉配水设备,其中田间闸管灌溉系统由移动软管和管道上配置的多个供水闸门组成,可以替代毛渠完成田间输配水过程,国家节水灌溉北京工程技术研究中心十五期间在引进国外先进技术和设备的基础上,自主研制开发了田间闸管灌溉系统5,具有节水、节能、省地、投资少等优点,但未考虑与施肥的结合,因此需要进一步研发相关配套设备以实现畦灌和沟灌的水肥一体化。北京市农业技术推广站与沟灌技术相结合,开发了一套简易沟灌施肥装置6 ,将覆膜沟灌水肥一体化技术应用在果树和蔬菜的灌溉中,目前正在试验中。李石开和李波
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