温室专用水肥药一体化滴灌技术

王 彦，王国强，刘 娜，齐新洲，李 胜

2010年以来，新疆设施园艺占地总面积稳定在6.7万hm2左右，2011年以来，新疆设施农业产品总产量连续3年保持在300万t以上。温室大棚的数量每年还在不断增加，预计到2020年，将达到13.3万hm2。

新疆大部分地区降水量小于200 mm，为干旱区，全疆有94%的耕地为灌溉农业，春季缺水15亿～20亿m3，所以节水灌溉是新疆农业的必由之路，是缓解新疆水资源紧缺，提高水资源利用率，实现水资源高效可持续利用，农业持续发展的关键。发展节水灌溉，使用微灌、滴灌等灌溉系统需要配套相应的控制首部［1，2］，灌溉首部主要是实现节水的同时将可溶性肥料、农药加入灌溉系统中，减轻农民的劳动强度，提高肥料、农药的施加均匀性等。当前水肥一体化灌溉设备大多为国外技术，价格昂贵，操作、维修等都非常困难。

温室专用水肥药一体化精量灌溉技术的研究是针对新疆高寒、高海拔特殊的地理环境及新疆维吾尔自治区独特的人文环境而开发和研究的。水肥药一体化精量灌溉技术与装备在新疆设施农业上的应用，不仅可以节约水资源和减少化肥、农药的使用，而且可以使新疆广大的维吾尔族农民能够种植出品质好、产量高的设施蔬菜，从而提高维吾尔族农民的劳动热情和收入水平。

1　水肥药一体化滴灌技术要点

使用水肥药一体化技术首先要根据种植作物的需水量和作物生长期的土壤含水量确定灌水定额［3］。使用滴灌技术灌溉比大水漫灌可以减少用水量，并且可以根据作物的需水规律、土壤墒情确定灌水时间和灌水次数［4］。

1.1　水肥药一体化滴灌技术与传统施肥技术存在明显的差别

水肥药一体化滴灌技术是将灌溉与施肥融为一体的农业灌溉技术，其核心是借助压力滴灌系统将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起均匀、准确地输送到作物有效根部土壤［5，6］。采用滴灌施肥技术可按照作物生长需求进行全生育期需求设计，把水分、养分和药物定量、定时按比例直接提供给作物［7］。好的滴灌施肥制度应首先根据种植作物的需肥量、土地原有的肥力水平及目标产量确定总施肥量，按照不同作物生长期的需肥量确定施肥次数和每次的施肥量。

1.2　水肥药一体化系统与传统施肥比较

两种方式施用底肥是相同的，通常温室蔬菜生产中常用且用量较大的粪肥是鸡、猪粪。猪粪含有较多的有机质和氮磷钾养分，质地较细，容易腐熟，可补充土壤的氮、磷、钾和有机质及一些微量元素等［8］，是用于温室蔬菜生产中均衡优质的有机肥料种类。滴灌追肥肥料种类必须是可溶性肥料，符合国家标准或行业标准的尿素、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾、氯化钾等肥料，纯度较高、杂质较少、溶于水后不会产生沉淀的肥料均可用作追肥。追肥补充微量元素一般采用磷酸二氢钾等可溶性肥料，补充微量元素肥料一般不能与追施磷肥同时进行，以免形成不溶性磷酸盐沉淀，堵塞滴头。

1.3　水肥药一体化系统对病虫害的防治

作物很多病害是土传病害，随流水传播。药物溶解在水中后用来灌溉作物可以直接有效地控制土传病害的发生。滴灌能有效地提高灌溉水温，减轻病害的发生。还可根据不同的作物采用地膜覆盖技术形成膜下滴灌，从而减少药物的挥发，增长药物的作用时间，充分发挥节水节肥、用药优势，达到提高作物产量、改善作物品质的目的。

2　水肥药一体化滴灌技术实施效果

2.1　省水

省水是滴灌技术的第一要务，通过滴头的滴水灌溉可减缓水分的下渗和蒸发，充分提高水的利用率。可通过少量多次的灌溉方式来满足作物所需的水分。在相同条件下，不同作物微灌与大水漫灌相比节水率达30%～40%。

2.2　节约用肥

水肥药一体化技术实现了可根据作物的需肥量精准配肥，肥料通过灌水均匀直达作物根部，减少肥料和药物的挥发和流失以及养分过剩或被土壤固定等造成的损失，具有施肥简单、供肥精准、用药集中、作物容易吸收、肥料药物的利用率高等优点［9］。在作物产量相近或相同的情况下，水肥药一体化与传统技术施肥相比节肥40%～50%。

2.3　水肥药均匀使用

使用水肥药一体化技术灌溉可实现水肥药按所需比例均匀混合，通过滴头向整块土地均匀灌溉，还能做到灌水、施肥、施药精准控制，使作物能在需要的时候获得合适的水、肥、药［10］。

2.4　改善小区域生态环境

温室栽培采用水肥药一体化技术可降低温室内空气湿度，滴灌施肥与常规畦灌施肥相比空气湿度可降低10%～15%。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少了通风降湿而降低棚内温度的次数，从而保持了温室内温度。相同情况下的温室采用滴灌与畦灌相比，温室内温度一般高2～4℃，有利于作物的生长。滴灌施肥比常规畦灌施肥地温高2～3℃，有利于增强土壤微生物活性促进作物对养分的吸收。

畦灌由于水流重力、冲击力、频繁的田间作业造成微生物特别是好氧性微生物减少，往往还会使土壤板结，影响农作物的生长。滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板结，使土壤孔隙度增加，减少土壤养分淋失，减少地下水的污染。使用滴灌后，土壤表面较为干燥，不易滋生杂草。

2.5　减少病害，节约用药

大多数病虫害是田间湿度过大而引起的。水肥药一体化技术的应用有效控制了环境湿度，减少了病虫害的发生，土传病害得到有效控制，在很大程度上抑制了作物病害的发生，减少了农药的投入和防治病害的劳力投入，可以减少农药用量15%～30%，节省劳动力10～15人次。

2.6　提高品质，高效生产

多数作物会因为土壤中的水分多少而影响生长，水肥药一体化滴灌技术则能使作物根部水分始终保持在作物生长所需水肥的最佳状态，使作物在整个生长周期保持持续、旺盛的生长。

3　结论

水肥药一体化滴灌技术是现代农业生产中最重要的一项综合管理技术措施，具有显著节水、节肥、节能、省工、高效、环保等诸多特点和优点。它的合理应用将有利于从根本上改变传统设施农业的用水方式，大幅度提高水资源利用率；有利于从根本上改变设施农业的生产方式，提高设施农业综合生产能力［11］；有利于从根本上改变传统设施农业结构，增强设施农业竞争力，实现设施农业增效和农民增收的目的。

参考文献：

［1］ 王云爱，于海欧，徐菊敏.现代农业“水肥药一体化”技术［J］.中国农业信息，2013（1）：89.

［2］崔天时，杨广林，刘 磊，等.基于模糊控制的温室灌溉控制系统的研究［J］.农机化研究，2010，32（3）：84－86.

［3］王智乾，柯建宏.基于PLC模糊控制的温室灌溉控制策略研究［J］.浙江农业科学，2011（6）：1428－1432.

［4］周亮亮，柯建宏.基于模糊控制的温室灌溉施肥控制系统［J］.浙江农业科学，2012（12）：1648－1652.

［5］李加念，洪添胜，冯瑞珏，等.基于模糊控制的肥液自动混合装置设计与试验［J］.农业工程学报，2013，29（16）：22－30.

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［7］ 李 静.土壤有机质测定方法比对分析［J］.绿色科技，2012（5）：203－204.

［8］马丽娟，李明思，李东伟，等.小滴头流量下灌水频率对膜下土壤湿润区的影响［J］.灌溉排水学报，2011，30（6）：100－114.

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［11］单志杰，蔡焕杰，陈新明，等.无压灌溉埋管深度的机理性研究及大田试验［J］.中国农村水利水电，2007（3）：44－52.