在2016年首屆中國農業（博鰲）論壇上，中國工程院院士金湧發表演講，他表示我國是一個缺水的國家，每個人的水資源量只有世界平均的1/4，我們全國人均水資源排名在全世界排在110位，但我們卻有400個城市缺水。現在我們發展工業要水權轉讓，就要從農業裡節水，所以節水對於我國未來的發展是非常重要的，而利用水肥一體化技術可以節水50%。
另外水肥一體化可以在植物生長的全週期內按照不同植物的需求，改變肥料的配比，定時定量供給植物，這樣一方面可以改善農產品的質量，另一方面還可大幅度減少肥料的用量，一舉多得。
今天，有料兒菌就為大家講講水肥一體化的技術——滴灌技術。
說起滴灌，確實不是什麼稀罕物了，見過甚至用過的人不在少數，有些地方的農業項目還會為農戶免費安裝。但是真正用起來的有多少人？真正瞭解滴灌優勢的又有多少人？真正清楚一套滴灌設備的關鍵技術點的又有多少人？
今天，咱們就一次性講清楚說明白，也為咱們國家的資源節約做出一點貢獻。
滴灌施肥技術的原理
滴灌就是滴水灌溉技術，它是將具有一定壓力的水，由滴灌管道系統輸送到毛管，然後通過安裝在毛管上的滴頭、孔口或滴灌帶等灌水器，將水以水滴的方式均勻而緩慢地滴入土壤，以滿足作物生長需要的灌溉技術，它是一種局部灌水技術。
由於滴頭流量小，水分緩慢滲入土壤，因而在滴灌條件下，除緊靠滴頭下面的土壤水分處於飽和狀態外，其它部位均處於非飽和狀態，土壤水分主要藉助毛管張力作用入滲和擴散，若灌水時間控制得好，基本沒有下滲損失，而且滴灌時土壤表面溼潤面積小，有效減少了蒸發損失，節水效果非常明顯。
滴灌施肥技術是在灌水的同時可以把肥料均勻地帶到作物根部，實現了水肥一體化管理。其特點是灌水流量小，需要的工作壓力較低，能夠較精確地控制灌水量，把水和養分直接輸送到作物根部附近的土壤中，滿足作物生長髮育的需要，實現局部灌溉。
重力自壓施肥系統示意圖
泵吸施肥法示意圖
丘陵山地可選用簡單實用耐用、價格低廉的自重力滴灌施肥系統；在地形平坦地區則應用泵吸肥系統。實踐證明，這兩種施肥方法不僅操作方便，且可以控制施肥速度和施肥濃度。設施應用水泥磚結構，堅固耐用。
還可以將有機肥應用於滴灌施肥系統。有機肥經過漚腐過濾後滴施，滴施完後保證15分鐘以上的清水沖洗，滴頭和過濾器無任何堵塞，滴頭處也不會生長藻類青苔等植物，方便且省工。
安裝在柚園中的滴灌系統
可採用滴灌技術進行灌溉的作物種類很多，如葡萄、桃、梨、蘋果、板栗、柑橘、荔枝、龍眼、火龍果等水果，番茄、黃瓜、茄子等蔬菜，在花卉、苗圃等場合也有很好的應用前景，另外糧食作物如小麥、玉米、馬鈴薯及經濟作物如菸草、蘆筍等均可使用滴灌系統。
主要特點
1）水的利用率達到95%，比噴灌擁有更高的節水增產效果，同時結合施肥，提高肥效一倍以上；
2）灌水量小，灌水器每小時流量為2~12升，因此，一次灌水延續時間較長；
3）灌水週期短，可以做到小水灌溉，需要的工作電壓低，能夠較準確地控制灌水量，不會造成水的浪費。
滴灌的種類
1、地表滴灌，是通過安裝在水管上的滴頭，孔口或滴灌帶毛灌水器將水一滴滴地，均勻面緩慢地滴入作物根系附近的土壤灌土形成。
2、地下滴灌是將毛管和滴水器埋入地表下20-30釐米，灌溉水從灌水器滲出溼潤土壤。這種灌水方式可以減緩毛管和灌水器的老化，防止丟失，方便田間作業。但存在一旦灌水器堵塞，不便查找和清洗的問題。
滴灌工程系統
一個完整的滴灌工程系統通常由水源、首部控制樞紐，管網（輸配水管道）系統和灌水器四部分組成。
水源
水源是很豐富的，河流、湖泊、河渠、井泉都可能滴灌的水源。但含汙物過多的不宜作水源，否則將使水質淨化設備過於複雜化。甚至會引起滴灌系統的堵塞。
首部樞紐
滴灌工種的首部通常包括水泵，動力機、控制閥水質淨化裝置，施肥裝置，測量和保護設備。
管網系統
滴灌工程的管網一般由幹管、支管、毛管組成。
灌水器
灌水器是安裝在毛管或通過連接小管與毛管連接。
滴灌具有省工節水、降低能耗、保護土壤環境、增產增效等優點，是我國近年來大力推廣應用的一項先進適用技術，作為實現農業節水灌溉、打造節約型農業、助推農村節約型社會建設的一項有效手段，各地發展勢頭很猛。但在滴灌使用中很容易出現堵塞問題，嚴重影響滴灌性能甚至造成系統報廢，其原因是滴灌系統本身對灌溉的水質要求較高，尤其是內鑲式滴灌管，如系統設計缺陷，或使用不當，容易造成滴灌系統堵塞，需引起足夠的重視。
滴灌堵塞原因
物理堵塞
這是引起滴灌堵塞的主要原因。灌溉水質差，過濾系統又不完善，泥沙等雜物被水泵抽取進入管道及滴灌管後，在通過內鑲式滴頭鋸齒狀流道時，雜物將流道堵塞而使滴頭無法出水。
生物堵塞
作物的根系入侵滴灌出水孔，或灌溉水中藻類及其他微生物的生長而引起的堵塞。作物根系的向水性及不均衡灌溉，會導致根系向滴灌出水孔生長，並伸入出水孔造成堵塞。如果灌溉水中藻類等生物含量豐富，滴灌系統又經常結合施肥灌溉，肥料池等避光設施又不到位，容易造成微生物大量繁殖，將滴灌內壁覆蓋堵塞。
沉澱物堵塞
主要是化學肥料及水質沉澱造成。一是滴灌施肥後殘留在滴灌管中的有些肥料會發生沉澱，如硫酸鈣等，而將滴頭流道堵塞。二是如果滴灌水屬於硬水，碳酸鹽含量偏高，長期使用會在滴灌內管壁生成較多的水垢而堵塞滴頭。
解決方法及使用要求
滴灌水的預處理
這是防止堵塞的最經濟有效方法，預處理越嚴格，物理性堵塞發生的現象就越少。根據水質及流量，在水泵取水口處用鐵絲網作3道攔汙柵，安裝的攔汙柵目數由小到大，可分別為10-50目不等，攔去懸浮泥砂和雜物。或將河水引入蓄水池中，經沉澱泥沙後備用，並加蓋避光，防止雜物進入及藻類繁殖。
合理安裝過濾系統及滴灌管
首部根據經預處理的水質情況，要分別安裝砂石過濾器、疊片式、篩網式過濾器或組合使用，作過濾處理，水質一般才能達到滴灌水的使用標準。如在棚頭閥門後再安裝一個小流量的篩網式過濾器，作二級過濾處理，可大大提高滴灌系統防堵塞的安全性能。田間安裝滴灌管時，滴灌管上的滴孔朝上，可使水中的少量雜質沉澱在管子的底部，並防止根系入侵滴灌孔。
定期沖洗滴灌管、清洗過濾器
新安裝的滴灌管第一次使用時，要打開滴灌管未端的堵頭，充分放水沖洗，把管中雜質沖洗乾淨後才能開始使用，滴灌一般使用5次後要再次沖洗。灌水前要經常檢查過濾器，開啟過濾器反衝洗裝置去汙，及時清除過濾器濾網上積聚的雜質，防止過濾器堵塞，發現濾網損壞要及時更換。
正確使用滴灌施肥
一是要選用可溶性肥料，且施肥器必須安裝在過濾器之前。二是滴灌系統過濾設備正常才能進行施肥，施肥結束後要用清水對系統進行5分鐘左右的沖洗，防止管道中剩餘的肥料沉澱。
化學防堵
如滴灌發生肥料等化學堵塞，必要時可進行酸液清洗，可同時達到消毒、抑制和消滅水中的藻類和微生物的效果。常用高氯酸、硝酸、硫酸等酸，使用時將pH值調到5.5-6.0，處理時必須嚴格控制使用濃度，避免對作物造成危害。酸液清洗時注意調低系統灌溉壓力，以減緩流速，提高酸洗效果，結束後再用清水沖洗。
常見問題解析
滴頭一滴一滴的出水，出水量那麼小，能滿足作物水分需求嗎？
答：可以！其實滴頭流量有很多種選擇，常見的範圍在1.0~10.0升/小時。滴頭流量的選擇主要是由土壤質地決定的，通常質地越粘重，滴頭流量越小。滴頭每秒的出水量雖然很小，但是灌水時間長。以規格為2.3升/小時的滴頭為例，如每棵果樹安排兩個滴頭，灌水時間為2.5小時，每株果樹將得到11.5升水，灌溉5小時則出水23升。滴灌可以通過延長灌溉時間和增加滴頭數量來增加供水量，可以滿足作物在各種炎熱氣候下的需水量。
滴灌可施用有機肥嗎？
答：滴灌系統是液體壓力輸水系統，顯然不能直接使用固體有機肥。但我們可以使用有機肥漚制的沼液，經過沉澱、過濾後施用。雞糞豬糞等漚腐後過濾使用。採用三級過濾系統，先用20目不鏽鋼網過濾，再用80目不鏽鋼網過濾，最後用120目疊片過濾器過濾。通過滴灌系統施用液體有機肥，不僅克服了單純施用化肥可能導致的弊端，而且省工省事，施肥均勻，肥效顯著。
在滴灌施肥過程中如何避免過量灌溉？
答：滴灌施肥只灌溉根系和給根系施肥。因此一定要了解所管理的作物根系分佈的深度。最簡單的辦法就是用小鏟挖開根層查看溼潤的深度，從而可以判斷是否存在過量灌溉。或者地裡埋設張力計監控灌溉的深度。
在雨季土壤不缺水，如何通過滴灌系統施肥？
答：在土壤不缺水的情況下，施肥要照常進行。一般等停雨後或土壤稍微乾燥時進行。此時施肥一定要加快速度。一般控制在30分鐘左右完成。施肥後不洗管，等天氣晴朗後再洗管。如果能用電導率儀監測土壤溶液的電導率，可以精確控制施肥時間，確保肥料不被淋溶。
肥料的濃度如何控制？
答：很多肥料本身就是無機鹽。當濃度太高時會"燒傷"葉片或根系。通過灌溉系統噴肥或滴肥一定要控制濃度。最準確的辦法就是測定噴施的肥液或滴頭出口的肥液的電導率。通常範圍在1.0~3.0ms/cm就是安全的。或者水溶性肥稀釋400~1000倍，或者每方水中加入1~3公斤水溶性複合肥噴施都是安全的。對於滴灌，由於存在土壤的緩衝作用，濃度可以稍高一點也沒有壞處。
山地果園滴灌必需修建蓄水池嗎？
答：不一定。為了節省開支，果園地形高差在15米內的，安裝滴灌一般不需要修建蓄水池，只要選擇合適揚程和流量的水泵即可。對於地形高差在25米以上的，最好在果園最高處修建一個蓄水池，採用重力滴灌系統，較為省錢。
滴灌系統一般能用多少年？
答：滴灌管有多種規格，壁厚從0.2毫米至1.2毫米。很顯然越厚越抗機械損傷。所有滴灌管都加有抗老化材料。在沒有機械損傷的情況下，厚壁和薄壁滴灌管的使用壽命是一樣的。很多薄壁滴灌帶壽命短主要是機械破損，導致漏水。從機械破損的角度，越厚的滴灌管壽命越長。不同作物及栽培方式對使用年限要求不同。一般栽培密度大的作物（如草莓）使用設計年限為1—3年的產品較為經濟合理，而栽培密度小的果樹使用設計年限為8—10年的產品較為經濟合理。當然，使用壽命長，一次性投入的成本也會高一些。
為什麼滴灌專用PE管可以露在地面？
答：由於聚乙烯（PE）配料本身的理化性質容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發生降解，所以普通的PE管並不適合在露地使用。滴灌專用的PE管材由於加入了抗老化劑，露地條件下使用壽命可達10年以上。
為什麼說PE管不是越厚越好？
答：滴灌專用PE管材長壽的奧秘在於加入了抗老化劑，所以單純的增加管材的厚度並不能延長使用壽命。選用的PE原料是否是原生料對產品的使用壽命也有影響。由於在物理性質上差異不明顯，所以很難從肉眼判斷出滴灌PE管的使用壽命。
滴灌工程為什麼要有專業隊伍來設計安裝？
答：滴灌系統的設計涉及水力、土壤、氣候、作物栽培、植物營養等多方面的專業知識。通常用戶自身掌握不了這麼多專業知識。最好由專業人員設計安裝，能確保正確的使用和發揮其優點。專業設計安裝隊伍具有多年的設計經驗，能夠綜合考慮各方面的因素，設計的系統具有一定的擴展性，合理的設計可以最大限度地減輕日後系統升級和維護的成本。同時專業公司會提供技術服務。
滴灌施肥系統的價格是如何構成的？
答：滴灌施肥系統的造價主要由設計費、設備材料費、安裝費等三部分組成。具體價格取決於地形條件、高差、種植密度、土壤條件、水源條件、交通狀況、施肥設備類型、系統自動化程度、材料型號規格、系統使用壽命、技術服務等級等因素。因此滴灌系統不存在一個統一的價格。根據國內的實際情況，目前滴灌系統的價格在每畝400~1500元間變化。不管價格如何，其基本功能都是一致的，即均勻出水和均勻施肥。
以果樹為例，安裝滴灌是否划算？
答：高標準建設的滴灌系統造價在1000元/畝左右，設計壽命為10年，摺合每年成本為100元/畝。安裝滴灌後，一方面可以節省肥料開支，按省肥30%計算，每年可節約開支30—50元/畝；另一方面可以增加產量和品質，從而增加收入，以增收10%計算，每年可增收120—800元/畝，這還沒有考慮到節工和保障豐產等隱性的價值。可見，果樹安裝滴灌是十分划算的，我們不能因為滴灌一次性的投資大，不考慮綜合成本與效益而主觀認為不經濟。
每年需要多少電費？
答：由於微灌系統對壓力的要求較低，能夠最大限度的節約能源。以面積100畝的柑橘園滴灌系統為例，每年用電量約1200度，以現行電價計算，費用為732元，每畝能源投入只需7.32元。滴灌是最節能的灌溉及施肥方式。
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