水肥一体化技术培训20141114JH

水肥一体化技术刘良峰

电话机箱：jnnyjllf@126.com1一、水肥一体化的优点23可人为调控（水肥管理）难以调控4

肥料是作物的粮食5作物是如何吸收养分的？

6根系是吸收水分和养分最重要的器官7植物吸收养分的部位：

矿质养分（氮磷钾等）：根为主，叶也可，主要根部吸收气态养分（碳氢氧）：叶为主，根也可，主要叶部吸收根系和叶片就是植物的“嘴巴”8各种作物的根系形态910常规条件下土壤水的运动施肥后遇大雨或过量灌溉养分溶解后进入土壤被淋洗作物先表现为缺氮叶片发黄大雨或过量灌溉的情况11小雨或灌水不足小雨或灌溉不足，肥料没有完全溶解，浓度高过高浓度的肥料接触根表部分根系被“烧”死，作物生长受阻122014-05-08淋施液体肥100倍50倍25倍13

中雨或灌溉适宜水溶解肥料，肥料进入根区根系吸收肥料植物吸收肥料后生长加速14其它灌溉方式滴灌灌溉作物根部而非灌溉土壤15

施肥和灌溉是生产上耗工较多的两项田间作业，肥料成本是生产的重要成本。合理的灌溉计划及合理的施肥方案通常不容易制定。哪里有简单、实用、有效、低廉的水肥管理技术？16水肥一体化17

狭义讲，就是把肥料溶解在灌溉水中，由灌溉管道带到田间每一株作物。广义讲，就是水肥同时供应作物需要。根系在吸收水分的同时吸收养分什么是水肥一体化技术？182014-05-08通俗讲，水肥一体化就是灌溉和施肥同时进行19水肥一体化的其它叫法灌溉施肥加肥灌溉水肥耦合管道施肥随水施肥肥水灌溉20传统的灌溉和施肥是分开进行的作物处于“过饱”、“饱”、“饥饿”的循环之中。21水肥一体化则让作物一直处于“饱”的状态，不存在肥料“烧”根的问题。222014-05-08施肥不下田，轻松又省钱23水肥一体化施肥的现代化

现代农业----是广泛应用现代科学技术、现代工业提供的生产资料和科学管理方法进行的的社会化农业，包括技术装备现代化和经营管理现代化这样相辅相成的两个方面。土、肥、水、药和动力等投入的高效化是现代农业的重要特征。现代化自动化管道化施肥灌溉一体化24好处是：节水、节肥。省肥意味着省钱，环保，节省资源252014-05-08

水肥一体化可以在很短时间完成灌溉和施肥任务，可保证植株生长一致261、节工（节省施肥和灌溉的人工90%以上）2、节肥（节肥50%以上，是目前肥料利用率最高的施肥方法之一）3、节水（如采用滴灌，水分利用效率达80%以上）4、节药(作物生长健壮，抗病力提高）5、高效(施肥灌溉快速及时）6、高产（产量通常增加30%以上）7、优质（合理的水肥供应，品质改善）8、环保（大幅度减少硝态氮的淋溶损失）9、开发边缘土地（沙地、陡坡地、轻度盐碱地）水肥一体化技术应用效果27

一是有利于加快转变农业发展方式中国用9%的耕地，6%的淡水资源生产出占世界26%的农产品，养活20%的人口。“缺水”比“缺地”更严峻！中国化肥年用量5600万吨（折纯），居世界首位，利用率30%左右，低于发达国家20个百分点以上。肥料高耗低效，浪费严重！28二是有利于提高农业综合生产能力应用水肥一体化，粮食作物产量大幅提高20-50%，最高增产一倍。29我国农业水资源生产效率仅为0.8公斤/方，低于发达国家50%相当于在水资源上浪费了一半的粮食生产能力！应用水肥一体化，通过管道施用肥料，实现水、肥资源同步高效利用，达到即节水又增产的双重目标，水分生产效率可以提高到2公斤/方，大幅度提高农业综合生产能力！30三是有利于提高农业抗旱减灾能力每年旱灾发生面积3~4亿亩成灾2亿多亩绝收近5000万亩因旱损失粮食500亿公斤发展水肥一体化，用现代节水灌溉设备装备农业，可有效提高农业抗旱减灾能力。水肥一体化，节水40%以现有的农业灌溉水量，可以扩大灌溉面积3-4亿亩31四是有利于农业标准化、自动化、规模化和集约化发展标准化：灌水、施肥、打药都能标准化操作，均匀性高自动化：可方便配备自动控制设备，实现信息化管理规模化：为规模化经营提供技术支撑，1个人可管理100亩集约化：水肥药一体化管理，节省劳动力30%32五是有利于提高农业生态安全水平病害减少30%以上，农药用量减少25%以上。少农残，更安全。水分和肥料集中分布在作物根层，减少深层渗漏，既生态又环保。NN

沟灌冲肥渗漏严重!!!

水肥一体渗漏很少!!!33二、水肥一体化系统构成3435项目编号

产品描述单位数量单价小计￥说明No.

UNITQuantityPRICE￥SubTOTALEDT01自动反冲洗过滤器套148500.0048,500.00

02自动施肥机套178000.0078,000.00

03施肥桶个3200.00600.00

04BERMAD2"快速释压阀个11260.001,260.00

05空气阀1"AV-010BSP套8167.001,336.00

06空气阀2"DG-010个1560.00560.00

07滴灌管(20MM1.7L/H)米120001.3516,200.00

08滴灌管直接个2001.50300.00

091.5寸碟片过滤器个8180.001,440.00

10PE40外丝直接个88.5068.00

11PE40管米4005.602,240.00

12PE40堵头个107.5075.00

13PE40直接个215.0030.00

1416MM拉环旁通（工型垫）套1001.50150.00

1516mm滴灌管直接个501.5075.00

16DN80逆止阀个1220220.00

17'"昆特"阀2",AC角型，含调压器个810508,400.00

18水泵（30米扬程15方流量）变频器套142004,200.00

19pvc75*63异径三通个614.0084.00

21pvc90弯头个614.0084.00

3622pvc90法兰盘个832.00256.0023pvc75管米6018.001,080.0024pvc90阀门个185.0085.0025pvc63外丝直接个166.50104.0026pvc63内丝直接个16.506.5027pvc63弯头个207.50150.0028pvc63正三通个59.0045.0029pvc63*50变径个86.0048.0030pvc63管个4012480.0031pvc50弯头个86.0048.0032pvc50内丝直接个86.0048.0033pvc50管米209.00180.0034附件套1800.00800.0035电路改造及安装米18000.008,000.0036螺杆套5010.00500.0037水表个1220.00220.0038pvc32管米2612.0039pvc32内丝直接个17351.0040pvc63*32变径个177119.0041泵房建设。挖井。挖沟。回填。套150000.0050,000.0042运费和安装费套110000.0010,000.0043税套17500.007,500.0044

-

TOTALRMB243,578.50

总价37 设施设备通过综合分析当地土壤、地貌、气象、农作物布局、水源保障等因素，系统规划、设计和建设水肥一体化灌溉设备。

灌溉设备。应当满足当地农业生产及灌溉、施肥需要，保证灌溉系统安全可靠。

施肥设备。根据应用作物、系统设备、实施面积等选择施肥设备。主要包括压差式施肥罐、文丘里施肥器、施肥泵、施肥机、施肥池等。38首部控制枢纽水泵Pump39过滤设备Filtrationdevice12347568离心式过滤器CentrifugalFilter1.出水口Wateroutlet2.进水口waterinlet3.罐体tank4.接砂口sandinlet5.排砂口sandoutlet6.支架support7.接砂罐sand-inpot8.冲洗口flushingoutlet40CentrifugalFilter41网式过滤器ScreenFilter42离心网式过滤器组合UnitedCentrifugalFilterandScreenFilter43砂石过滤器SandFilter44施肥罐：FertilizerTank45

施肥罐法

优点：操作简单价格便宜

缺点：施肥不均匀罐体容积对控制面积有一定要求462014-05-08温室大棚用的塑料施肥罐47

优点

不足

低成本

按量施肥

低维护成本

浓度先大后小

操作简单易受水压变化的影响

适合液体和固体肥料产生水头损失

不需要外加动力不适宜自动化面积大时溶肥次数多施肥罐优缺点对比48目前大面积应用的主要施肥模式

泵吸施肥法492014-05-08

广东徐闻县大水桥农场进肥方向肥料池水这是目前普遍推广的施肥方式简单、实用、低廉、精确50泵注式系统优点：肥液浓度稳定，施肥质量好，效率高。缺点：需外加动力和设备，费用较高。512014-05-08泵注肥法52管道泵注肥技术53以色列产自动比例泵，型号为MixRite2504，价格3000左右54泵过滤器施肥罐首部系统主阀水表过滤器–至少120目(≤130µ)施肥机示意55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56开敞式肥料罐自压施肥法优点：用开敞容器，使用方便，造价低。缺点：压力小，由于开敞容器小，需频繁注水。57文丘里器施肥法

优点：可用敞开的容器施肥，构造简单，使用方便，造价低。

缺点：适合较小面积灌溉，对流量和水压有一定要求，水头损失较大58要素压力罐文丘里及肥料泵施肥过程肥料形式肥料注入自动化

肥料浓度控制水流通过肥料罐溶解肥料驱动机械吸取营养元素溶液固态或液态液态肥或固态肥料的溶解液定量施肥比例施肥不能可以59系统设计一是确定微灌施肥参数，包括作物需水量、微灌作物日耗水强度、土壤湿润比、灌水均匀度、微灌水有效利用系数等。二是确定微灌施肥制度，包括灌水定额、灌水周期、每次灌水时间、灌水次数与灌水总量。三是滴头的选择，据经验介绍，保护地蔬菜栽培宜采用内镶式薄壁滴灌管、滴灌带和迷宫式滴灌管，经济耐用、使用方便。果树多采用微喷头、小管出流、压力补偿式滴头。

60根据水源、地形、种植面积、作物种类，选择不同的滴灌施肥系统。大田果树或蔬菜栽培一般选择滴灌施肥系统，分为自然压差系统和动力压差系统。水源在田面高处可选用自然压差系统，特点是不受电力有无而约束，只要蓄水池有水，就可以进行滴灌施肥；其他情况则选用动力压差系统，滴灌水压力由加压泵来完成，同时要有缓冲池作为水源的调节；灌水器一般应用滴灌管；施肥装置一般选择压差式施肥罐或注肥泵。日光温室蔬菜或果树，除了以上两种系统可选择外，还可以在温室内建设小型蓄水池通过小型压力泵完成滴灌施肥作业。有条件的地方可以选择自动灌溉施肥系统。61滴灌管铺设

不同作物、作物生长的不同时期、不同的栽培方式，滴灌管离作物主干基部的距离应有所不同，合适的铺设距离对滴灌浇水施肥的效果影响较大。铺设的原则是：滴灌管上的滴点应在作物根系生长最集中的部位。根据这一原则，将几种类型作物的铺设情况介绍如下：低杆作物：如蔬菜，滴灌管应顺行铺设，离作物主干基部的距离5-15厘米（根据株高具体确定）；乔木类果树：因为其根系分布随着树龄的增加而向外扩张，主要集中分布在树冠的内侧，那么，对于幼树可采用顺行铺设；对于成龄树应沿每棵植株的树冠用两根管呈“8”字形或一根管呈环形铺设。葡萄的不同种植方式：篱架栽植应在两侧顺行铺设；棚架栽植应在棚下根据行距大小顺行铺设2-3根管，每根距离1-1.2米。以此类推。62微灌施肥类型滴灌微喷涌泉灌渗灌6364柱状滴头Columnardriptape微喷带

Micro

spraytape

压力补偿式滴头Pressurecompensatingdriptape微喷Micro-sprinkle65PVC干管PVCMainpipe66PE支管、辅管PESubmainLine

pipeandFeederLinepipe67水分管理。根据作物需水规律、土壤墒情、根系分布、土壤性状、设施条件和技术措施，制定灌溉制度，内容包括作物全生育期的灌水量、灌水次数、灌溉时间和每次灌水量等。灌溉系统技术参数和灌溉制度制定按相关标准执行。根据农作物根系状况确定湿润深度。蔬菜宜为0.2m-0.3m，果树因品种、树龄不同，宜为0.3m-0.8m。农作物灌溉上限控制田间持水量在85%-95%，下限控制在55%-65%。68水肥耦合按照肥随水走、少量多次、分阶段拟合的原则，将作物总灌溉水量和施肥量在不同的生育阶段分配，制定灌溉施肥制度，包括基肥与追肥比例、不同生育期的灌溉施肥的次数、时间、灌水量、施肥量等，满足作物不同生育期水分和养分需要。充分发挥水肥一体化技术优势，适当增加追肥数量和次数，实现少量多次，提高养分利用率。在生产过程中应根据天气情况、土壤墒情、作物长势等，及时对灌溉施肥制度进行调整，保证水分、养分主要集中在作物主根区。69维护保养每次施肥时应先滴清水，待压力稳定后再施肥，施肥完成后再滴清水清洗管道。施肥过程中，应定时监测灌水器流出的水溶液浓度，避免肥害。要定期检查、及时维修系统设备，防止漏水和堵塞。及时清洗过滤器，定期对离心过滤器集沙罐进行排沙。作物生育期第一次灌溉前和最后一次灌溉后应用清水冲洗系统。冬季来临前应进行系统排水，防止结冰爆管，做好易损部件保护。70

肥料养分浓度高，能完全溶于水中不会堵塞过滤器和滴头能与其它肥料混合与灌溉水的相互作用小不会引起灌溉水pH的剧烈变化对控制中心和灌溉系统的腐蚀性小肥料选择71使用于水肥一体化肥料种类主要有：高端水溶肥料。氨基酸、海藻酸、有机无机类等，主要用于蔬菜生产。常规水溶肥料。尿素、硝酸钾、磷酸二氢钾等广泛用于粮食生产。低端水溶肥料。碳酸氢铵等用于小麦玉米追肥。液体肥料。省内已开始生产72常见的水溶性肥料单质：尿素、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵钙、磷酸二氢钾、氯化钾、硝酸钾、工业级二铵和一铵、水溶性硫酸钾。复合型：水溶性氮磷钾复混肥（我国称为“大量元素水溶肥”）有机无机型：加入了氨基酸、黄腐植酸、海藻酸的氮磷钾复混肥73水溶性复混肥专为灌溉系统施用的复合肥，含杂质少，溶解速度快、养分种类多。74液体肥

营养元素作为溶质溶解于水中成为溶液（清液肥料）或借助悬浮剂的作用悬浮于水中成为悬浮液（悬浮肥料）。清液肥料

悬浮肥料752014-05-08部分水溶肥料

厂家76肥料混合表

硝铵

尿素

硫铵

一铵

×

氯化钾

硫酸钾

×

硝酸钾

××

×

硝酸钙

–可以混合

;×

–混合后会产生沉淀77肥料选择与使用建议

一、尽量选择水溶性微灌专用肥。二、增加磷肥基施比例。三、弱耐氯作物，增加钾肥（硫酸钾）基施比例。78滴灌专用肥79家庭小规模自制肥料氮肥：尿素磷肥：二铵基施，配合磷酸二氢钾微灌。或把二铵撒在滴头处。钾肥：水溶性硫酸钾。弱耐氯作物采用硫酸钾基施，配合氯化钾滴灌或者：用市场上的溶解性好的冲施肥，再利用尿素、氯化钾调整氮磷钾比例。80合理施用水溶肥料的一些要求少量多次符合植物根系不间断吸收养分的特点，减少一次性大量施肥造成的淋溶损失。每次每亩水溶肥料用量在2~6公斤/亩。一般为常规次数的3倍以上。养分平衡特别在滴灌施肥条件下，根系生长密集、量大，这时对土壤的养分供应依赖性减小，更多依赖于通过滴灌提供的养分。对养分的合理比例和浓度有更高要求。81施肥方案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82滴灌施肥时，首先应根据滴灌面积、作物种类、产量水平和各生育期养分吸收特点确定各时期化肥的施用种类和数量。简化起见，一般将每种作物生长期划分为2或3个生长阶段，分别计算出每个生长阶段氮、磷、钾肥料的施用量，以此制定出施肥方案。83合理利用水溶肥料的注意事项**避免过量灌溉，一般使土层深度20-60厘米保持湿润即可（蔬菜浅根、果树深根）。过量灌溉不但浪费水，严重的是养分淋失到根层以下，浪费肥料，作物减产。特别是水溶肥料中的尿素、硝态氮肥（如硝酸钾、水溶性复合肥）极容易随水流失。84过量灌溉会导致养分被淋溶（主要为尿素、硝态氮）合理灌溉时间保证养分停留在根区85

了解灌溉水的硬度和酸碱度，避免产生沉淀，降低肥效。特别是对于盐碱土壤及石灰岩地区，磷酸钙盐沉淀非常普遍，是肥效降低的重要原因。选用酸性肥料。对策：施肥之前先做小试验，主要是确定稀释倍数和溶液的酸碱度861、早春低温氮肥少用尿素、多用铵态氮肥、硝态氮肥，如碳铵、氯铵、硫铵、硝基磷铵。2、一般施肥前先让管道充满水，开始施肥，施肥时间原则上越长越好，施完肥滴20-30分钟清水，将管道内的肥液排除，防止藻类等低等植物生长，以免堵滴头。但雨季时施肥要快。873、好肥料带来高收益。要算的是投入和产出的比例，而非肥料花了多少钱。4、在一定范围内肥料的用量和产量成正比。产量越高，施肥量越大。5、少量多次是水溶肥应用最重要的指导原则，坚持它可以节省肥料，提高利用率，作物高产优质。否则适得其反。88

水溶肥关注的是作物对养分的吸收。根系没有吸收，什么好肥料都没用。促进吸收的关键措施有：肥料兑水施，施在根部，少量多次，用平衡肥。肥料的优劣核心内容是养分含量及形态，而非包装、产地和价格。89日光温室越冬茬黄瓜

——生长发育需水需肥特性

黄瓜需水量大，生长发育要求有充足的土壤水分和较高的空气湿度。黄瓜不同生育期对水分需求有所不同，幼苗期需水量少，结果期需水量多。黄瓜的产量高，收获时随着产品带走的水分数量也很多，这也是黄瓜需水量多的原因这一。黄瓜植株耗水量大，而根系多分布于浅层土壤中，对深层土壤水分利用率低，植株的正常发育要求土壤水分充足，一般土壤相对含水量80%以上时生长良好，适宜的空气相对湿度为80%～90%。黄瓜一生中对矿质营养的吸收以钾最多，氮次之，再次是钙、磷、镁等。黄瓜在生长初期，吸收氮素较多。磷对培育壮苗、促进根系发育效果显著。此后随着植株的生长，对钾的吸收量猛增。

90日光温室越冬茬黄瓜

——滴灌用水配肥制度

生育时期灌溉次数灌水定额（m3/亩·次）每次灌溉加入的纯养分量（kg/亩）NP2O5K2ON+P2O­+K2O定植前12215.015.015.045定植－开花291.41.41.44.2开花－坐果2112.12.12.16.3坐果－采收17121.71.73.46.8合计2226650.950.979.8181.691日光温室越冬茬西红柿

——生长发育需水需肥特性

西红柿植株生长茂盛，蒸腾作用较强，而根系发达，具有较强的吸水能力，既需要较多的水分，又具有半耐旱植物的特点。幼苗期应适当控制水分；第一花序坐果后至盛果期都需要较多的水分，应经常灌溉；在结果期，水分应均衡供应，不易缺水也不要过量。在西红柿的生育期中，需要从土壤吸收大量的矿质营养，各养分吸收量的顺序是K＞N＞P。定植后随生育期的推进吸肥增加，从第一花序开始结实膨大后，养分吸收量迅速增加，氮、钾、钙的吸收约占总吸收量的70%～90%；结果后期，可通过叶面追肥补充养分。92日光温室越冬茬西红柿

——滴灌用水配肥制度

生育时期灌溉次数灌水定额（m3/亩·次）每次灌溉加入的纯养分量（kg/亩）NP2O5K2ON+P2O­+K2O定植前12212.012.012.036苗期1143.62.32.38.2开花期1123.01.83.07.8采收期11162.90.74.37.9合计1422450.523.864.6138.993三、水肥一体化工程案例94

为了满足茄果类蔬菜的轮作，保证每一类蔬菜品种都能够利用好灌溉施肥设施，在灌溉施肥设施方面要标准化设计施工，要求所有茄果类蔬菜采用统一的种植行距（建议大小垄双行种植模式1.3米或者1.4米双行），株距根据作物的特点来确定。

每亩投资约（以色列进口滴灌管的约1850元/亩；国产滴灌管900-1500元/亩）95/108设施果菜类蔬菜水肥一体化方案96/108

棚架式栽培（20亩）

按照3米行距为例，滴灌采用单行双管的模式铺设，建议采用滴头间距30-40cm间距的滴灌管，流量1-2L/H为宜。起垄种植覆盖园艺地布。

每亩投资约（以色列进口滴灌管的约1250元/亩；国产滴灌管800-1000元/亩）97/108葡萄水肥一体化方案9798/10898

草莓属于浅根系作物，因此对肥水的要求更为敏感。建议采用起垄双行栽培模式，垄间距90cm,每垄种植双行，行间距20-25cm，中间铺设1行滴灌管，建议采用15-20cm间距的滴灌管，流量1-2L/H为宜。

每亩投资约（以色列进口滴灌管的约1350元/亩；国产滴灌管700-1200元/亩）99/108草莓水肥一体化方案100/108草莓水肥一体化田间管路及设备连接示意图（以居民自来水管道连接作为水源）首部枢纽：1、5、6、9、12.阀门2.水表3.水泵4.水龙头7.叠片过滤器8.比例式注肥泵10.网式过滤器11.压力表17.肥液容器18.主管道田间管路：13.堵头14~16.滴灌带旁通阀19.滴灌带

田间管路首部枢纽101设备简介102首部枢纽103图中1、5、6、9、12为DN15闸阀

图中1为总阀；5,6,9号阀门：在施肥时关闭6号阀门，开启5、9号，在仅需灌溉时，关闭5、9号阀门，开启6号阀门。

5号阀门6号阀门104图中2为DN15水表，用以计量水量。105

图中3为水泵。

由于试验地所用自来水处于管网末梢，水压不稳，所以在用水高峰时段采用水泵加压，水泵具体选型需根据实际情况确定扬程、流量等参数。

106图中4为水龙头，用于取水。

107

图中7、10为过滤器，用以过滤自来水及水肥溶液中的杂质，防止堵塞滴头。

7号过滤器10号过滤器108

图中11为压力表，量程0～1MPa，用以监测水压，防止水压过大导致滴灌带爆裂等。109

图中8为自动比例式施肥泵，17为肥料原液容器。（专门订做的可移动施肥架）110

自动比例泵型号为MixRite2504，产自以色列，它以流动水的压力作为动力，驱动比例泵将肥料溶液直接吸入并且溶于水流中，这款2504型号是可以调节肥料溶液和水的比率的，比例为0.4%～4%，即肥料溶液体积与进水体积的比值（可以通过水表来进行该比例核对）。

111田间管路112图中13为堵头

113

图中14、15、16为滴灌带旁通阀，用以分别控制每条滴灌带，分区滴肥。

114图为内镶式贴片滴灌带，优点是不易堵塞。115滴灌带尾端用堵头或作直接打结扎紧处理。

116右图为滴灌带直通，滴灌带爆裂时，直通可用来连接断开的滴灌带，起到修补作用。117操作流程1181.滴灌前后，记录水表读数，准确计量水量。119

2.首先打开各滴灌带上的控制阀门，在此基础上逐级打开上游阀门。

120

3.打开水泵后，观察压力表是否有读数（或打开水龙头查看），以保证管路中有水，防止水泵空转。121

4.压力调整。调整阀门把水压控制在0.2MPa以下（因为我们是逐条滴灌带分区滴肥），压力过大易造成滴灌带破裂。122

没有压力表时，可从滴灌带的运行上加以判断。若滴灌带呈近似圆形，水声不大，可认为压力合适（如左上图）。若滴灌带绷得太紧，水声太大，说明压力太大（如左下图），应予以调整。123

5.滴肥前，滴灌5-10分钟清水，使滴孔完全畅通。

6.按方案将称量配齐的肥料溶于容器中，搅拌使其完全溶解。1