灌溉施肥

灌溉施肥可以提高肥料的利用率，節省肥料的用量；節省施肥勞力；靈活、方便、準確掌握施肥時間和數量；養分吸收速度快；改善土壤的環境狀況；特別適合微量元素的應用；發揮水、肥的最大效益；有利於保護環境。

灌溉施肥可分為地面灌溉和地下灌溉（即加壓灌溉）、注射灌溉三種。

地面灌溉可分為漫灌、溝灌、波湧灌三種。漫灌是傳統的將肥料撒在土壤表面然後水放到地裏，水淹沒整個地面，這種方法由於費水、費肥，主要是小麥田和水稻田在用。溝灌是應用最多的灌溉施肥方法，主要用於蔬菜、葡萄等作物，農民先將肥料溶解在池子裏或罐裏在渠道灌水時將肥料加在水中進行灌溉。波湧灌的原理是將灌湧水分為若干脈衝：第一個脈衝供應大量的水並儘可能快地濕潤灌溉牀或溝渠兩旁的土壤，而沒有產生侵蝕；第一個脈衝部分隔離了土壤上層以使下一個脈衝的流量較小且時間較長，這樣水分便可滲透到土壤的更深層。現代波湧灌設計常採用自動脈衝閥將水以振盪脈衝送到預計的不同田間部位。漫灌和溝灌系統都可應用波湧灌。波湧灌和土地平整可提高地面灌溉的效率達到加壓灌溉水平。

加壓噴灌可在多種地形條件下應用，如不能用地面灌溉的不平坦土地、陡峭土地等。出水器和噴嘴的多樣化有利於調節供水量和水分的滲透速率。在蔬菜大棚裏通過加壓形成噴灌、微噴灌、滴灌指的是應用細孔徑滴灌器的灌溉技術，微灌的流量小於200升/小時。微噴灌類型有可移動時針式和線性移動支管，噴灌和滴管技術可根據作物需水量和根系分佈進行最精確的供水和肥料。

肥料注入技術可分為地面灌溉中的衝施肥技術、文丘裏施肥器灌溉技術和樹木注射技術三種。衝施肥是常用的蔬菜灌溉施肥的一種方法，是將一定量的固體肥料或肥料溶液倒入水渠裏，或是將肥料加入到肥料罐（池）中進行的施肥灌溉。該系統較簡單、便宜，不需要用外部能源就可以達到較高的稀釋倍數。缺點是無法精確控制灌溉水中的肥料注入速率和養分濃度，每次灌溉之前都得重新將肥料裝入施肥罐內，節流閥增加了壓力的損失使得該系統不能用於自動化操作。

文丘裏施肥器是通過水流經狹窄流道產生的吸力吸取肥料的。水流經狹窄部分時流速大，形成負壓，將肥料溶液從敞口肥料罐通過狹縫下的管道吸取上來。它的優點是不需要外部能源，花費少，吸肥量範圍大，操作簡單，磨損率低，安裝簡易，方便移動，適於自動化，養分濃度均勻且抗腐蝕性強。缺點是壓力損失大，吸肥量受壓力波動的影響。

樹木注射技術是在樹木栽培過程中將營養液裝在容器中採用針頭注射的形式即施用營養又注入水分，這種方法適合於高檔的果樹栽培，施肥和灌溉均勻、穩定、可以通過關閉滴水系統控制施肥量和灌水量，缺點是需要大量的注射器和容器，需要根據果樹的生長更換肥料的溶液和控制溶液的使用量。 ^[1] 

常用作灌溉施肥的氮肥品種有：硝酸銨、尿素、氯化銨、硫酸銨以及各種含氮溶液；鉀肥品種主要為氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀；磷肥品種有磷酸和磷酸二氫鉀以及高純度的磷酸二銨，各種微量元素肥料、氨基酸、腐植酸等。

溶液中養分濃度高；田間温度下完全溶於水；溶解迅速流動性好；不會阻塞過濾器和滴頭；能與其他肥料混合與灌溉水的相互作用小；不會引起灌溉水pH值的劇烈變化；對控制中心和灌溉系統的腐蝕性小。

我國位於大陸性季風氣候地帶，旱災頻繁, 降水分佈不均，灌溉在農業生產中作用巨大。全國灌溉農田面積 5 466.7萬 hm2，佔耕地總面積的 43%，其餘57%為雨養農田。正常年份農業缺水300多億m3，約 667萬 hm2 灌溉農田得不到灌溉保障。近10年來，每年旱災面積約2466.7 萬 hm2，減產糧食約300億kg，水資源短缺已成為我國農業發展的首要制約因素。據預測, 到 2030 年我國糧食需求量為 7億 t, 農業缺水 500 億~700 億 m3。我國也是世界上最大的肥料生產國和消費國, 化肥年消費量 4 400多萬 t, 連續 5 年居世界首位。受人口和耕地的限制, 在未來相當長的一段時間內。我國肥料消費量仍將繼續維持在一個較高的水平。灌溉和施肥技術的科學應用使我國成功地解決了13 億人口對食物的需求, 並有力地促進了農業從以糧食為主到多樣化發展的戰略性結構調整。

我國耕地面積1.224 億hm2, 就耕地質量而言, 高肥力耕地佔 27%, 中等肥力佔 34%, 低肥力佔 39%。也就是説, 我國 70%的土地需要施肥和灌溉。同時, 我國農業水資源和化肥的利用率並不高。灌溉水平均利用率只有 43%, 每立方米水的農業產出只有0.83 kg,比世界平均水平低 30%。20 世紀50年代我國使用化肥的糧食增產效益非常明顯, 但到 70 年代下降了40%, 90 年代與 50 年代相比則下降了 50%。每千克化肥的糧食增產量只有 6~8 kg, 約為世界平均水平的 50%。此外，我國農業用水用肥中還普遍存在大水漫灌、盲目施肥現象，不僅造成水肥資源浪費，還帶來了水環境惡化、水質和土壤污染等問題。

國際上發達國家和地區高度重視水資源和肥料的高效利用，自20世紀60年代開始推廣應用灌溉施肥一體化技術。灌溉施肥是將灌溉與施肥有機結合的一項農業新技術，主要是藉助新型微灌系統, 在灌溉的同時將肥料配兑成肥液一起輸入到農作物根部土壤, 可以精確控制灌水量、施肥量和灌溉及施肥時間。由於微灌過程主要是根部灌溉, 肥料也隨水直被輸送到根系的周圍, 直接被作物吸收利用, 極大地減少灌溉用水和肥料的投入, 提高水資源和肥料的利用率。

大田作物灌溉施肥最成功的例子是新疆的棉花膜下滴灌。1996年，新疆引進了滴灌技術，經過 3 年的試驗研究, 成功地研究開發了適合大面積農田應用的低成本滴灌帶。1998年開展了乾旱區棉花膜下滴灌綜合配套技術研究與示範，成功地研究了與滴灌技術相配套的施肥和栽培管理技術 。

滴灌施肥技術最初應用於大棚蔬菜, 適用於單個大棚中的施肥設施有施肥罐、文丘裏等。大面積滴灌施肥則是應用加壓式的泵注施肥系統, 一個大中型滴灌系統可以控制 10~50hm2 的面積。

根據不同的地形和水質,果樹作物的微灌設備有滴灌、微噴和小管出流3種模式。由於種植果樹的地方降水相對較多或水資源條件較好, 微灌設備主要用於乾旱期的補充灌溉和關鍵生育期的施肥控制。 ^[2]