灌溉施肥技术方案

灌溉施肥技术方案

（一）灌溉技术

灌溉施肥技术可与任何一种灌溉技术结合，但是不同的

灌溉方法（如地面灌溉、非加压灌溉和加压灌溉）的养分分

布均匀度和有效性不同。

1.地面灌溉

地面灌溉是世界上最常见的灌溉方法，全球2.5亿公顷

的灌溉面积有90%以上是用地面灌溉。通常认为这是一种非

节水型的灌溉方法，只有30%到70%的水留在根系分布区。彩

色插图4为中国的一片漫灌田地。而较为先进的灌溉方式如

平面灌溉和波涌灌的水利用率可达90%。

选用地面灌溉的具体方式时需要考虑到以下因素：气

候、土壤类型、地形、种植技术、可利用水量和水质以及设

施的分布、农民的管理技能和传统习惯。土壤的性质需要考

虑的有土壤结构、质地、地面龟裂性、渗透性、从田间持水

量到永久萎焉点的有效水范围、土层的紧实度和通气状况。

有关的气候因素有生长季节里的降雨量和蒸发速率。当所有

的这些因素都考虑到，并采用最好的管理方式，那么这种系

统的水利用率将高出平均值而且还可获得高产量和高品质。

漫灌

(1)块漫灌：水平畦床(宽哇床或者稻田)类似一个

浅的宽沟渠，宽4~18米，筑在堤旁，横向倾斜角为零，纵向

倾斜不超过1%。通过打开畦床前部的闸门或者启运虹吸管，

水就会从渠道或者水沟流到畦床。这个方法需要平整土壤而

且水的流量要较大。灌溉时间短，可减少水分渗到根系下面

的土层。该系统的运行可通过调节不同时间炎的进流量和出

流量来控制。水稻、香蕉、棉花、紫苜蓿和其他大田作物采

用这种灌溉方式。

(2)分级畦块漫灌：在地势不很平的地方可采用这种

方法。分级畦块使一个畦床内的高度差达到最小以提高水分

分布的均匀度。

(3)等高线间平床漫灌：除了边界是等高线以外，这

种方法与分级畦块漫灌相似。这个规划方案是地势不平的地

方惟一可行的灌溉方式。

(4)绝对水平漫灌：可以应用激光传感器进行高精度

土地平整来实现水平设置。这种调协的灌溉效率比前面3种

高得多，它要求的畦宽为100~150米。

沟灌

在田间，水通过很多小沟渠分布到各个地块。每年沟渠

可供应1或2行作物，为了最大限度提高水的利用率，可分两

步来供水。先用大流量的水快速湿润沟渠附近的土壤表面，

再较长时间用小流量的水湿润土壤的根系分布层。

波涌灌

波涌灌和土地平整可提高地面灌溉的效率达到加压灌

溉水平。漫灌和沟灌系统都可应用波涌灌。波涌灌的原理是

将灌涌水分为若干脉冲：第一个脉冲供应大量的水并尽可能

快地湿润灌溉床或沟渠两旁的土壤，而没有产生侵蚀；第一

个脉冲部分隔离了土壤上层以使下一个脉冲的流量较小且

时间较长，这样水分便可渗透到土壤的更深层。现代波涌灌

设计采用自动脉冲阀将水以振荡脉冲送到预计的不同田间

部位。

（图：插图4中国的大水漫灌）

2.加压灌溉

喷灌

喷灌（彩色插图5）可在多种地形条件下应用，如不能

用地面灌溉的不平坦土地、陡峭土地等。出水器和喷嘴的多

样化有利于调节供水量和水分渗透速率。

（图：插图5喷灌（纳安公司，以色列））

田间水分分布均匀、供水量精确控制和高质量的管理配

件可提高水的利用率。喷灌受风的影响，风会降低水分在土

壤表面的分布均匀度并降低水的利用率。喷灌会增加隐花植

物叶子和果实的疾病。如供应水中盐分浓度过高会灼烧叶

片。

设施灌溉系统和自动推进式灌溉系统的应用可减少所

需劳力。而当资金短缺、劳动力便宜时可大面积采用人工移

动式灌溉，这种系统的初期投资较少且操作简单、可靠，操

作者只需要进行短期培训即可。

所有的喷灌系统都适用于灌溉施肥。应用喷灌需注意避

免金属组分与腐蚀性肥料接触而产生腐蚀作用及避免腐蚀

性肥料与树冠接触而烧焦叶片。

喷头可用金属和塑料制作，用强化型塑料制造的移动部

件和喷头比金属产品磨损少。喷头安装在不同高度的支撑杆

上，实际高度可根据采用的技术和作物的生长特性来确定。

在种植密集的情况下，如大田作物和蔬菜，需要使水分

分布到整个土壤表面。这就需要支管之间以及支管上的喷头

之间有适当的间距，并确保有足够的重叠。另一方面，在果

园里，由于树冠的干扰，无法实现地面全被浸透，而且实际

上也没有必要这么做。所以果园里通常把喷头安置在树冠

下，而且喷头之间没有全部重叠。这种情况下，每棵树的灌

水量都应相同，并且水在土壤中的分布应与根系的空间分布

一致。

喷头进水口要有足够的压力，范围是「10巴，这是喷头

正常工作的前提。喷头由水压驱动并且每种类型都有相应的

工作压力范围，从喷嘴射出的水流可激活喷头的移动部件。

彩色插图6显示了几种喷头类型。

(图：插图6喷头种类(纳安公司，以色列))

(1)摇臂式喷头：从喷嘴射出的水流撞击冲击臂，使

它沿逆时针方向转动直到弹簧将它拉回。撞击使喷头主体部

分沿反方向旋转。摇臂喷头安装有1个、2个或3个喷嘴。有

许多种喷头类型可以采用。在应用喷灌的大田作物和果园

里，水流的喷射角度应在15。〜30o。若果园采用树冠下喷灌,

则推荐的喷射角度为4oo~7o。摇臂喷头的可信度较好，但需

要严格的日常维护以确保长期的使用。

(2)旋涡冲击式喷头：齿轮被水流移动从而撞击冲击

臂，冲击臂反过来使喷头旋转。旋涡冲击喷头由塑料制作，

可用于喷射流量较小的果园、蔬菜和花园。

(3)大流量喷头：这些都是铜制的大号冲击喷头，配

有2〜3个喷嘴，工作压力为4〜8巴，流量为6〜60米3/小时。大

流量喷头通常用于牧草和大田作物的设施灌溉或作为移动

喷射枪的个别单元使用。大多数的冲击喷头是半圆类型的，

这样就可以灌溉湿润圆的部分区域。

(4)地埋式喷头：地埋式喷头通常用于灌溉草坪和休

养期间的牧场。灌溉开始时喷头弹出地面，灌溉结束后落回

地下并盖上套，它会一直处于备用状态直到下一次灌溉开

始。地埋式喷头有多种类型，包括半圆式喷头。可根据具体

情况设置弹出高度。

（5）折射式喷头：由铜或硬质塑料制成，没有移动部

件。主要用于花园的全圆或半圆灌溉。湿润范围比旋转式喷

头小。

喷灌技术

（1）人工移动法：喷灌支管直径为50~70毫米，相邻两

个移动位置之间的距离为6米或12米。每条支管在一个灌溉

循环中都可移动到若干个位置。在下一个灌溉循环开始时，

支管沿着分布线前进到终点，然后又返回到起点。这种方法

叫做“时钟法”并得到广泛应用。人工移动法通常用于小面积

的大田作物、蔬菜和果园，也用于不适合纤路方法的田地。

此法需要较多的人工和体力。

（2）纤路法：由拖拉机将支管从一个位置拖到下一个

位置。拖动位置的数量可以是分布管线数量的两倍。通常支

管的拖动位置为6个，但也有4个、8个甚至更多。

（3）果园应用的人工移动法：采用软质聚乙烯支管（6

级），直径为16、20或25毫米，长为50米，末端有「2个喷

头；支管可沿着种植行移动。灌溉开始时支管被完全拉直，

第一次移动结束时将支管移到下一个位置，如此重复，直到

循环结束。通过一较大的移动使设备返回到起始位置，以准

备开始第二次灌溉循环。

（4）果园固定设施灌溉

a.树冠下灌溉：采用软质聚乙烯（4级）管，直径为19、

20和25毫米，将管沿种植行方向靠近树干布置。可将低流量

喷头、微喷头或大流量微喷头（流量达250升/小时）安装到

管上或通过直径较小的塑料管连接到管上。灌溉强度低，范

围在3~5毫米/小时。支管上的出水器之间的距离应与树的间

距相对应，一到两棵树一个出水器。二级主管通常用4级或

抗压为6巴的硬质聚乙烯制作，并沿种植行布置且埋入地下。

尽管这个方法的初期投入较高，但在果园已应用此法取代人

工移动法。小型喷头、微喷头、大流量微喷头、普通喷头以

及滴头都是果园常用的滴水器。

固定设施灌溉可节省劳力，方便操作，且适于所有的自

动化管理系统。水流低角度喷射可防止弄湿树冠，减少叶片

病害并冲刷叶片残留的农药。风对水分布均匀度的影响可忽

略不计。该系统可减少霜冻期间或高温期间的损害。果园固

定设施灌溉常与灌溉施肥技术结合应用。该方法灌溉循环时

间短，可更好地控制湿润深度和提高养分的利用效率。

b.喷灌(树冠上方灌溉)：采用硬质聚乙烯管，直径40~75

毫米，4级，沿种植行方向布置在树旁并拉直。喷头安装在

高出树冠的支撑杆上，支管上每隔10~15米安装一个喷头，

具体布置应根据树的间距和果园的栽植密度来设定。本法的

安装和操作都比较简单，最大限度地节省劳力，如果喷头位

置和工作压力都适宜，则可湿润整个果园范围。该系统也有

许多不足之处，如工作压力较高、灌溉水的盐分含量不可过

高、只能在晚上进行灌溉以及果园边缘地带的水分损失，后

者在小型果园里特别重要。而且由于叶片被湿润增加了叶片

和果实的病害。

近几年来，除非用树冠上方喷灌可显著减少霜冻损害的

地方外，果园已应用树冠下固定设施灌溉取代树冠上方灌溉

系统。

(5)蔬菜和大田作物的低流量固定设施灌溉

在过去10年里，应用低流量小型喷头的设施灌溉系统在

大田作物和田间种植的蔬菜上得到大力推广。出水器采用改

良的果园树冠下应用的小型喷头，湿润直径显著增加，喷头

间距可达8X8米和10米X10米。它的最初投资比固定式滴灌

系统或普通喷灌系统少，工作压力也相对较低，经济效益较

高。其中支管的直径为40~50毫米，由直径较小的软管连接

小型喷头，喷头由主插入土壤100~150厘米长的金属杆支撑。

喷头的流量为400〜600升/小时，灌溉强度4〜6毫米/小

时。这项技术的优点为减少土壤表面龟裂和防止水分径流，

这是由于它的灌溉强度较低所致。该技术的主要缺点为风的

影响较大。

微灌

微灌，指的是应用细孔径滴灌器的灌溉技术。微灌的流

量小于200升/小时。非滴灌型微灌技术最初只用于果园（彩

色插图7）。在过去的10年中，应用微喷灌的范围已扩大到

大田作物和蔬菜，微喷灌类型有可移动时针式和线性移动支

管式。

（图：插图7果园微喷灌（纳安公司，以色列））

微型出水器通常用硬质塑料制作，显著小于传统喷头且

价格低廉。辐型静偏转器放出一定量的水流从出水器喷出。

由于没有移动部件，这种偏转器对风的敏感性较低而且出水

器的可靠性较高。用振动型偏转器时，水从圆孔里喷出撞到

偏转器上，从而起到雾化的作用。这种出水器较简单、可靠

性较高。

喷头若用雾化型偏转器则可形成较细小的液滴，可提高

砂壤土上的水分分布均匀度，有利于减少霜冻造成的损失；

然而，这种偏转器对风很敏感，易引起蒸发损失。偏转器结

构有许多种，允许偏转范围为45o~360o。

偏转器有各种不同的结构，它们的特点是偏转器绕着中

心轴旋转使灌溉的面积比用孔型出水器的灌溉面积大。偏转

器的主体部分与喷嘴一起转动。因为有移动部件，增加了对

外界因素及磨损的敏感度。

大部分微喷头都是通用且可变通的。它的组成部分可以

拆卸，可根据具体要求调整流量、分布范围、分布形式和液

滴大小，而且调整的成本低廉。

微喷头比滴头不易形成堵塞，即使形成堵塞也较容易发

觉并且很易清除。一些出水器安装有一个小的内置阀来切断

水流清洗堵塞。压力补偿和流量调节型微喷头可用于灌溉坡

度较大的土地，脉冲槽还允许系统使用小流量的水进行灌

溉。

微喷头通常由一根塑料管与支管相连接，它们一般紧绑

在一根木桩上以确保位置垂直。在一些情况下，细流微喷头

安装在12〜18毫米的硬质支撑杆上或直接安在支管上。在温

室里，微喷头可倒置安装以用于喷灌。

有雾化器的微喷头经常用于温室内，以提高相对湿度和

降低气温。由自动控制器以脉冲形式周期性操作。桥式微喷

头更支持旋转器的使用，但桥的竖直部分会造成竖直支撑物

后面的地方不会被湿润到。

滴灌

滴灌技术可根据作物需水量和根系分布进行最精确的

供水。它的压力比喷灌小，较容易与不同水平的自动控制结

合，所以它非常适于灌溉施肥。滴灌不受风的影响，而且一

天的任何时候都可以进行滴灌。滴灌只湿润部分土壤表面，

所以可防止杂草生长。滴灌不湿润作物叶片，可减少叶片病

害的传染和传播速度以及叶片烧伤。彩色插图8是滴灌条件

下的土壤润湿形状。

（图：插图8滴灌条件下土壤的湿润形状（耐特菲姆公

司，以色列））

滴头类型

滴灌系统的工作原理为低流量灌溉。要实现普通小孔的

低出流量，要求孔径极小，而这样会增加堵塞的可能性。应

用较宽的水流通道和分散水压可减少堵塞；防止堵塞可通过

滴头内侧长螺旋形水道、迷宫式水道或紊流产生的摩擦来实

现。彩色插图9显示了几种类型的滴头。

（图：插图9滴头种类（耐特菲姆公司，以色列））

滴头流速与压力的关系可用下列方程式表示：

q=kPe

其中q为滴头流速（单位：升/小时）；k为滴头常数，

受流速与压力影响；P为滴头入口的水头压力（pressure

head）；e为幕，取决于滴头中水流的状态。

对非压力调节的滴头，e的取值范围为0.4~1.0；在细管

中水流为层流时，e的取值范围为10；长螺旋流道式滴头的e

值为07,而紊流式滴头的e值为0.5。

滴头流速受水头压力的影响，随e值的减小而减小。如

果滴头流速受水头压力影响较小，那么滴头支管末端与起始

端的滴头流速差异很小。

历史上最初使用的是长流道式滴头，随后又开发了迷宫

水道式和紊流式滴头，滴头趋于小型化和低成本。这两种类

型的涡流可在较短的管道消散水压。在迷宫式滴头中，改变

水道的方向和直径以产生涡流会造成压力损失；在紊流式滴

头中，水从正切方向进入滴头并产生涡流引起压力的大量损

失。滴头的工作压力范围为0.5~4.0巴，流量范围为1.0〜8.0

升/小时。在一些带状滴灌管（滴灌带）滴头出水口允许较

低的流速，低达0.1〜0.5升/小时的流量都是可行的。

滴灌中要求滴头的流量低，这需要毛管上的滴头间距要

小，间距范围为0.2~2米。毛管间距取决于作物的种植行距。

在果园里，通常采用一行树安装「2条毛管。在密植情况下,

像棉花和番茄等一年生作物，一条毛管可灌溉「2行作物。

用薄壁带滴灌时毛管上的出水口间距可小到0.1米而不会增

加额外成本。

大部分滴灌都是在土壤表面进行。但是在过去20年里，

渗灌技术得到推广。根入侵滴灌管造成堵塞的现象可通过定

期注入化学物品对滴头附近的土壤进行消毒来避免。停止供

水后，土粒会吸附到滴头，从而引起堵塞，这可通过安装真

空断路阀来解决。真空断路阀在停止供水后可立即让气流进

入到系统。

用软聚乙烯和聚氯乙烯制作的毛管的管壁厚度根据工

作压力而定。分级是根据允许的工作压力进行的，工作压力

范围为0.5〜4.0巴（5~40米水压）。由于滴灌系统的工作压

力相对较低，需要在控制首部使用压力调节器。

机械化灌溉

熟练劳动力的缺乏促进了地面灌溉向加压灌溉的转化，

同时大面积灌溉的需要促进了机械化灌溉的发展。最初用拖

缆取代了人工移动设备，用机械化侧向滚动取代手工侧向滚

动。之后系统变得更先进，如使用移动喷头、线状移动支管

式和时针式灌溉系统。机械化灌溉适于在平地或中等坡度的

土地上对超过10~20公顷的大面积方形地块进行灌溉。而对

形状不规则的地块，它的灌溉效率很低。机械化灌溉节省了

劳力但需要熟练、高素质的操作者。机械化灌溉有许多种形

式：

(1)拖管：拖缆由6~12米长的普通铝管组成。加强藕

合连接管可降低拖动操作时出现脱离现象。支撑管的滑轮间

距为6〜12米。在较长的管段里，支撑杆安装在管的中部可使

拖动更稳定。拖动是沿着种植行进行的。

(2)侧向滚动：侧向滚动由一根直径为75~150毫米的

铝管或镀锌钢管组成。该管是半径为0.5~L0米的金属轮的

轴。管的最大长度为300~400米，喷头安装于支管上，支管

上装有旋转连接器，连接器上装配有平衡器以保证支撑杆竖

直。每个位置灌溉面积的宽度为20~30米。安装在系统中的

引擎在预设的水量灌溉完后会将滚轮推到下一个灌溉位置，

通常一个位置的灌溉时间为3~12个小时。操作者必须开启引

擎并使系统前进到间距为12~24米的下一个位置。侧向滚动

系统适于坡度大于5%的土地灌溉，而且只适于矮冠幅作物。

（3）移动喷枪：移动喷枪需要较高的工作压力（6~8巴）。

单个喷枪的喷水量可达60米3/小时，湿润半径可达到米。水

由拖车卷轴上的大直径可弯曲软管提供。可通过把软管缠绕

到卷轴上或通过引擎或水压来推动喷枪。在不同的组合里，

喷枪安装在有轮拖车上并有缆线拖动到大田的远处。

（4）线状移动：线状移动支管由直径较大（100~200毫

米）、长200〜400米的铝管安装在有轮子的移动架上构成（见

彩色插图10）。支管上的出水器可以是喷头、静态或动态喷

雾器和旋转器。系统由柴油机或电动机驱动。进水口设在管

的末端或中间位置。灌溉水可通过田间给水栓供应或用直径

较大的可弯曲软管直接从田块边缘的沟渠里抽水。前进的速

度取决于灌溉的水量、土壤的吸水量以及喷头的出水量。前

进的距离可达1000〜2000米。一列完成后，支管可掉转180o

并从相邻的列返回。

（图：插图10线型移动灌溉）

（5）时针式：支管绕一固定点（枢纽）像时针一样作圆周

旋转。出水口连在支管的末端。由于做圆周运动且要保持灌

溉均匀，每个出水器的流量都不能一样，中间部位的较少，

边缘部位的较多。在一个方形田块里，灌溉润湿的面积只有

80%,为了润湿全部面积，需应用角连结。这些设备增加了

约25%的系统费用。有400米长吊杆的时针式灌溉系统与角连

结结合后可灌溉的范围为50~60公顷。需要的基础结构成本

（如供水网络、给水栓、自动化装置和供电设备等）约占系

统总费用的25%~50%。

出水器

早期机械化系统配置有普通高压喷头。由于风的影响、

喷头的间距过大、出水量大导致的地表径流、水滴击打土表

的影响等导致普通高压喷头的水分分布通常不均匀。它的另

一个缺点是能耗较大。

在移动灌溉系统中，除了灌溉量因素外，“特定纵向排放”

参数（SLD）,也叫移动管道单位长度每小时的排放量，也

非常重要。需要用这个参数来估计可能的最大灌溉面积。SLD

是指单位长度的每小时排放量。例如：系统排放量为600米

3/小时,支管长度为400米，那么SLD=600/400=1.5米3/（米.

小时）。

在不产生土壤径流的情况下，SLD的值越大，系统在给

定时间内灌溉的面积越大。通常SLD的范围为0.5~2米3/（米.

小时），一般前进速率为50~100米/小时。

在过去10年里，开始趋向于应用安装密度较大、低流量

的出水器。静态和动态喷雾器及旋转器已经得到应用，而且

现在支管上的安装间距为2~4米。普通出水器的流量为「2米

3/小时。

现代机械化系统安装有复杂的控制器，可以对移动速

度、流量以及水供应系统的启动和结束进行全面控制。

（二）肥料注入技术

1.地面灌溉中的灌溉施肥

灌溉施肥并不常用于地面灌溉中。当应用灌溉施肥时，

可将一定量的固体肥料或肥料溶液倒入水渠里。选用的设备

有许多种，如最初的有底部开口可调节的（用于施用固体肥

料）及有人工调节阀的（用于施用肥料溶液）肥料罐，到现

在波涌灌用的最完善的配有自动阀的肥料注入设备。

液氮可通过它本身的压力注入到灌溉系统中。

地面灌溉中施加肥料的利用率较低，造成浪费。大量的

肥料，特别是氮肥，会淋溶流失或渗滤到地表下层。尽管如

此，也有种植者通过地面灌溉施肥，他们认为在经济效益方

面较高的产量和较好的品质会抵消肥料的损失。在平地灌溉

和波涌灌中，经常应用灌溉施肥，它的较高效率已得到证明。

2.加压灌溉中的灌溉施肥

在加压灌溉中，系统网络存在有一定压力。将肥料溶液

注入系统中时需要有一定的压力差来克服系统内部的压力。

(1)肥料罐(彩色插图11)：减少控制首都的水流并

将一部分水流转移到含肥料溶液的肥料罐可产生压力差。足

量的水通过直径为9~12毫米的管时需要的压力梯度为

0.「0.2巴。肥料罐是用抗腐蚀的陶瓷衬底或镀锌铸铁、不

锈钢或纤维玻璃做成，以确保经得住系统的工作压力。固体

可溶肥料在肥料罐里逐渐溶解，液体肥料则与水快速混合。

只要肥料罐里还有固体肥料，养分浓度都比较稳定。在最后

阶段，肥料罐里的固体肥料都流走了。由于肥料溶液不断被

稀释，养分浓度便开始下降。该系统较简单、便宜，不需要

用外部能源就可以达到较高的稀释倍数。然而，该系统也存

在一些缺陷，如无法精确控制灌溉水中的肥料注入速率和养

分浓度，每次灌溉之前都得重新将肥料装入施肥罐内。节流

阀增加了压力的损失而且该系统不能用于自动化操作。

（图：插图11肥料罐）

（2）文丘里施肥器（彩色插图12）：文丘里施肥器是通

过水流经狭窄流道产生的吸力吸取肥料的。水流经狭窄部分

时流速加大，形成负压，将肥料溶液从一敞口肥料罐通过狭

缝下的管道吸取上来。

（图：插图12文丘里施肥器及十字断面）

文丘里施肥器用抗腐蚀材料制作，如铜、塑料和不锈钢。

文丘里施肥器的注入速度取决于所损耗的压力，损耗的压力

受施肥器类型和操作条件的影响，损耗量为原始压力的

10限75%。文丘里注射器的操作需要有过量的压力来保证必

要的压力损耗；施肥器入口稳定的压力是养分浓度均匀的保

证。压力损耗量用占入口处压力的百分数来表示，吸力产生

需要损耗入口压力的33%以上，但是两级文丘里施肥器只需

损耗10%的压力。吸肥量受入口压力、压力损耗和水管直径

影响，可通过控制阀和调节器来调整。一般吸肥量的变动范

围为100〜2000毫升/小时。文丘里施肥器可安装于管路上或

者作为管路的旁通件安装。在温室里，作为旁通件安装的施

肥器其水流由一个辅助水泵加压。

文丘里施肥器的优点有：不需要外部能源，从敞口肥料

罐吸取肥料的花费少，吸肥量范围大，操作简单，磨损率低,

安装简易，方便移动，适于自动化，养分浓度均匀且抗腐蚀

性强。不足之处为：压力损失大，吸肥量受压力波动的影响。

(3)施肥注射泵：施肥泵可用电、内燃机或灌溉系统

产生的水压来驱动。水力驱动施肥泵比较通用、可靠且操作

和维修的费用少(见彩色插图13、14、15)。一些膜式或活

塞式肥料泵由灌溉系统的压力驱动，能量消失后泵会排出一

部分驱动水。当需要高容量或肥料溶液浑浊时，可以应用离

心泵。而滚轴泵则可以用于精确注入少量养分溶液。使用最

为广泛的是膜式和活塞式肥料泵，它们不但精确可靠而且维

修的费用低。

灌溉施肥应用的泵大都是自动化控制的。泵上安有脉冲

传感器将活塞或膜的运动转变为电信号来控制吸肥量，这些

信息被传送到控制器，控制器根据预设程序分配肥料溶液用

量。可按比例或按数量施用肥料。按比例时，在灌溉期间应

以固定肥水比例将肥料注入灌溉水中；按数量时，灌溉期间

应将预计的肥料溶液用量以短脉冲形式注入灌溉水。

在温室里，经常同时使用含多种营养元素的肥料溶液。

当由于分解或形成沉淀而不能将肥料混合在一起配置浓缩

溶液时，可在控制首部的管路上安装2~3个注射器。不同注

射器之间的使用比率可通过灌溉控制器来调节和管理。

以下是几种常用施肥泵：

a.水力驱动泵：该泵是靠水流通过涡轮来工作的，也可

以由膜或活塞来操作。可以按一定的肥水比将肥料加到灌溉

水中，排放量受水压影响，停水会终止肥料的注入。

b.膜式泵（彩色插图13）：这种泵有两个膜部件，一个

安在上面、一个安在下面，之间通过一根竖直杠杆连接。一

个膜部件是营养液槽，另一个是灌溉水槽。灌溉水同时进入

到两个部件中较低的槽，产生向上运动。运动结束时分流阀

将肥料吸入口关闭并将注射进水口打开，膜下两个较低槽中

的水被射出。向下运动结束时，分流阀关闭出水口并打开进

水口，再向上运动。当上方的膜下降时，开始吸取肥料溶液;

而当向上运动时，则将肥料溶液注入到灌溉系统中。膜式泵

比活塞注射泵昂贵，但是它的运动机件较少而且组成部分与

腐蚀性肥料溶液接触的面积较小。膜式泵的流量为3〜1200升

/小时，工作压力为1.4〜8巴。溶液注入量与排水量之比为

l：2o由一个计量阀和脉冲转换器组成的机械阀对膜式泵进

行调控，主要调控预设进水量与灌溉水流量的比率。

（图：插图13肥料泵（阿米亚德公司和TMB公司，以色

列））

可采用水力驱动的计量器来进行按比例灌溉施肥。在泵

上安装电子微断流器将电脉冲转化为信息传到灌溉控制器

来实现自动控制。

c.活塞式泵（彩色插图14）：活塞式泵利用加压灌溉水

来驱动活塞。它所排放的水量是注入肥料溶液的3倍。泵外

形为圆柱体并含有一个双向活塞和一个主先导阀的交流发

电机操作，泵从肥料罐中吸取肥料溶液并将它注入到灌溉系

统中。泵启动时有一个阀门将空气从系统中排出，并防止供

水中断时肥料溶液虹吸到主管。活塞式泵的流量为1〜250升/

小时，工作压力为1.5~8巴（15~80米水头压力）。可用流量

调节器来调节泵的排放量或在驱动泵的供水管里安装水计

量阀来调节。与注射器相连的脉冲传感器可将脉冲转化为电

信号将信息传送给溶液注入数量控制器，然后控制器据此调

整灌溉水与注入溶液的比率。

（图：插图14多莎特龙肥料泵）

d.无排水式水泵：水力发电机含有一个活塞和一个传送

水压的反方向阀。注入的肥料溶液与灌溉水的比率由人工通

过外部表调节或由控制器调节。肥料溶液通过水泵按比例注

入到水流中，这样就不需排水，因为所有的水都通过水泵。

连续按比例施肥可由混合槽来操作，在混合槽中肥料和灌溉

水被混合。泵可安装于管路上或者安装于管的旁路。它的流

量范围为2~250升/小时，工作压力为1.5~8巴。

e.电力泵（彩色插图15）：电力泵便宜可靠，运行费用

低，便于与自动化结合。基于薄片模型的电力泵有很多种，

有小型低流量的膜式泵也有大型高流量膜式泵。一些泵的工

作原理是交互式置换膜片。其他的使用正置换单元并用单相

交流发电机作为主要能源。工作压力为「10巴。作为标准的

配置，膜式泵有一个隔离槽，以防止膜用旧破损造成溶液外

流浸渍泵本身及系统的其他组成部分。

:插图15电力肥料泵（坡罗米能特公司，以色列））

活塞式电力驱动泵与活塞式水力驱动泵的工作原理相

似。它们都非常精确、较膜式泵不受压力影响，所以可用于

精确混合溶液。比如在一些配方里，要求不同溶液间的比例

应恒定且可完全调节。不同速率的发电机允许流量的范围很

宽,为0.5~300升/小时，工作压力为2~10巴。

（三）灌溉施肥的管理

在灌溉施肥系统中，施肥时间的安排应考虑到灌溉计

划。应根据试验和分析结果确定施肥量。同时必须考虑灌溉

水中所含的各种营养元素的浓度。

肥料注入位置

可在田间控制首部将肥料溶液注入到灌溉系统，但需要

每个田块都要有注入设备，从而造成总费用比单独设一个肥

料主要注入点的高。另一种办法可以在一级主管起始端注入

肥料，这是大田作物的一种常用方法。最方便也是许多情况

下投资最少的方式是在一个主要注入点集中注入肥料，这种

布置可节省劳力而且适于自动化（彩色插图16）。

（图：插图16肥料混合器（罗腾公司））

控