三、水肥一体化系统设计

　　以苹果树地块水肥一体化项目作为载体，拟定四种灌溉配置方案进行优化分析。①灌水器选用内镶式滴灌管，每行树布置2条滴灌管，首部枢纽配置过滤器、压差施肥器、水表、水泵等组件，平均2-5家为一组，进行灌溉施肥；②采用小管出流进行灌溉，每行树一条毛管，每个树对应2个稳流器，首部枢纽配置过滤器、压差施肥器、水表、水泵等组件，平均2-5家为一组，进行灌溉施肥；③采用插杆式微喷头进行微喷灌，每棵树对应一个微喷头，首部枢纽配置过滤器、压差施肥器、水表、水泵等组件，平均2-5家为一组，进行灌溉施肥；④灌水器选用内镶式滴灌管，每行树拟布置2条滴管，首部枢纽配置过滤器、变频器、水泵等组件，每家地块各布置一个地头小首部。

　　分别对每种方案进行设计，设计主要结果如表1所示。

　　四、水肥一体化系统方案对比分析与优化

　　将四种方案的特点按其主要指标制作成对比分析表如下。

　　表2 四种典型水肥一体化方案对比分析表

　　（一）成本及其他综合分析：采用滴灌管的水肥系统，滴灌管将灌水器和毛管融为一体，这样就使材料成本和安装成本优势突显，工程整体造价较低。在田间操作时，滴灌管移动起来较插杆式微喷头和稳流器比较方便，而且滴灌运行压力较低，电费较省。插杆式微喷头和小管出流因灌水器和毛管不是一体式，材料成本较滴灌要高，安装时还需要在毛管上打孔安装微喷头或稳流器等，安装费用比滴灌管要高，而且运行压力较滴灌高。一家一户分散种植管理模式中，由于每户地块设置了阀门、文丘里施肥器、过滤器等设备，而且水泵增加了变频设备，使工程总造价相应提高。

　　（二）种植管理模式对水肥一体化系统影响分析：农业种植管理模式一般有集中式和分散式两种。对于种植结构相对单一的集中管理模式，灌溉水和肥料注入以集中输配方式为主，施肥器可以在微灌系统大首部集中设置，因利益主体单一，微灌系统水费电费计量收取容易，量水设备可在输水主管路上设置。对于一家一户分散种植管理模式，因水源一般为集中式，灌溉水以集中输配为宜。地块一家一户种植经营模式，轮灌分组边界易受各农户利益影响，一般轮灌面积在实际中不一定相同，在实践中，一般应按设计轮灌组面积就近设置阀门，考虑到水费、电费及施肥的管理，每户地块根据大小宜最少配置一套小型首部。考虑到灌溉施肥的不定时性，水泵运行不稳定，宜在系统中配置变频供水装置。

　　（三）肥料应用分析：水肥一体化条件下，肥料应符合：高度可溶性，且在田间温度下溶于水；溶液的酸碱度为中性至微酸性；没有钙、镁、碳酸氢盐或其他可能形成不可溶盐的离子；肥料中养分浓度较高；对灌溉设备腐蚀性小。国内可采用的水溶性复混肥有水溶性氮磷钾肥料、水溶性微量元素肥料、含氨基酸类水溶性肥料、含腐殖酸类水溶性肥料[1]四类。

　　不同树龄的苹果树需肥规律不同，幼树以扩大树冠、搭好骨架为主，以后逐步过渡到以结果为主。苹果树幼树需要的主要养分是氮和磷，特别是磷素，其对植物根系的生长发育具有良好的作用。成年果树对营养的需求主要是氮和钾，施用肥料应与植物需肥规律相适应。

　　五、结论与建议

　　经比较，方案四能够满足一家一户管理需要，设置变频装置，可解决一家一户随机启闭操作对水泵效率的不利影响，投资额适中，运行费用较低，节水节肥效果明显。即每行苹果树布置2条滴灌管，每户配置一套文丘里施肥器，分散式施肥灌溉，水泵变频供水。在土壤中施加有机肥的基础上，通过滴灌系统施加液态肥料。

　　应重视滴灌系统堵塞的防治问题，加强过滤装置的清洗养护工作，对于硬度比较高的灌溉水源，可设置软水处理装置，或选用流量较大的灌水器以延长滴灌设备使用周期，有条件的话可以将低硬度水和高硬度水混合作为灌溉水源等。

　　参考文献：

　　[1]张承林，邓兰生.水肥一体化技术[M].北京：中国农业出版社，2012

　　[2]傅林，董文楚，郑耀泉.微灌工程技术指南[M].北京：水利电力出版社，1987

　　[3]郑耀泉，李光永，党平，等.喷灌与微灌设备[M].北京：中国水利水电出版社，1998

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