在2016年首届中国农业（博鳌）论坛上，中国工程院院士金涌发表演讲，他表示我国是一个缺水的国家，每个人的水资源量只有世界平均的1/4，我们全国人均水资源排名在全世界排在110位，但我们却有400个城市缺水。现在我们发展工业要水权转让，就要从农业里节水，所以节水对于我国未来的发展是非常重要的，而利用水肥一体化技术可以节水50%。
另外水肥一体化可以在植物生长的全周期内按照不同植物的需求，改变肥料的配比，定时定量供给植物，这样一方面可以改善农产品的质量，另一方面还可大幅度减少肥料的用量，一举多得。
今天，有料儿菌就为大家讲讲水肥一体化的技术——滴灌技术。
说起滴灌，确实不是什么稀罕物了，见过甚至用过的人不在少数，有些地方的农业项目还会为农户免费安装。但是真正用起来的有多少人？真正了解滴灌优势的又有多少人？真正清楚一套滴灌设备的关键技术点的又有多少人？
今天，咱们就一次性讲清楚说明白，也为咱们国家的资源节约做出一点贡献。
滴灌施肥技术的原理
滴灌就是滴水灌溉技术，它是将具有一定压力的水，由滴灌管道系统输送到毛管，然后通过安装在毛管上的滴头、孔口或滴灌带等灌水器，将水以水滴的方式均匀而缓慢地滴入土壤，以满足作物生长需要的灌溉技术，它是一种局部灌水技术。
由于滴头流量小，水分缓慢渗入土壤，因而在滴灌条件下，除紧靠滴头下面的土壤水分处于饱和状态外，其它部位均处于非饱和状态，土壤水分主要借助毛管张力作用入渗和扩散，若灌水时间控制得好，基本没有下渗损失，而且滴灌时土壤表面湿润面积小，有效减少了蒸发损失，节水效果非常明显。
滴灌施肥技术是在灌水的同时可以把肥料均匀地带到作物根部，实现了水肥一体化管理。其特点是灌水流量小，需要的工作压力较低，能够较精确地控制灌水量，把水和养分直接输送到作物根部附近的土壤中，满足作物生长发育的需要，实现局部灌溉。
泵吸施肥法示意图
丘陵山地可选用简单实用耐用、价格低廉的自重力滴灌施肥系统；在地形平坦地区则应用泵吸肥系统。实践证明，这两种施肥方法不仅操作方便，且可以控制施肥速度和施肥浓度。设施应用水泥砖结构，坚固耐用。
还可以将有机肥应用于滴灌施肥系统。有机肥经过沤腐过滤后滴施，滴施完后保证15分钟以上的清水冲洗，滴头和过滤器无任何堵塞，滴头处也不会生长藻类青苔等植物，方便且省工。
安装在柚园中的滴灌系统
可采用滴灌技术进行灌溉的作物种类很多，如葡萄、桃、梨、苹果、板栗、柑橘、荔枝、龙眼、火龙果等水果，番茄、黄瓜、茄子等蔬菜，在花卉、苗圃等场合也有很好的应用前景，另外粮食作物如小麦、玉米、马铃薯及经济作物如烟草、芦笋等均可使用滴灌系统。
主要特点
1）水的利用率达到95%，比喷灌拥有更高的节水增产效果，同时结合施肥，提高肥效一倍以上；
2）灌水量小，灌水器每小时流量为2~12升，因此，一次灌水延续时间较长；
3）灌水周期短，可以做到小水灌溉，需要的工作电压低，能够较准确地控制灌水量，不会造成水的浪费。
滴灌的种类
1、地表滴灌，是通过安装在水管上的滴头，孔口或滴灌带毛灌水器将水一滴滴地，均匀面缓慢地滴入作物根系附近的土壤灌土形成。
2、地下滴灌是将毛管和滴水器埋入地表下20-30厘米，灌溉水从灌水器渗出湿润土壤。这种灌水方式可以减缓毛管和灌水器的老化，防止丢失，方便田间作业。但存在一旦灌水器堵塞，不便查找和清洗的问题。
滴灌工程系统
一个完整的滴灌工程系统通常由水源、首部控制枢纽，管网（输配水管道）系统和灌水器四部分组成。
水源
水源是很丰富的，河流、湖泊、河渠、井泉都可能滴灌的水源。但含污物过多的不宜作水源，否则将使水质净化设备过于复杂化。甚至会引起滴灌系统的堵塞。
首部枢纽
滴灌工种的首部通常包括水泵，动力机、控制阀水质净化装置，施肥装置，测量和保护设备。
管网系统
滴灌工程的管网一般由干管、支管、毛管组成。
灌水器
灌水器是安装在毛管或通过连接小管与毛管连接。
滴灌具有省工节水、降低能耗、保护土壤环境、增产增效等优点，是我国近年来大力推广应用的一项先进适用技术，作为实现农业节水灌溉、打造节约型农业、助推农村节约型社会建设的一项有效手段，各地发展势头很猛。但在滴灌使用中很容易出现堵塞问题，严重影响滴灌性能甚至造成系统报废，其原因是滴灌系统本身对灌溉的水质要求较高，尤其是内镶式滴灌管，如系统设计缺陷，或使用不当，容易造成滴灌系统堵塞，需引起足够的重视。
滴灌堵塞原因
物理堵塞
这是引起滴灌堵塞的主要原因。灌溉水质差，过滤系统又不完善，泥沙等杂物被水泵抽取进入管道及滴灌管后，在通过内镶式滴头锯齿状流道时，杂物将流道堵塞而使滴头无法出水。
生物堵塞
作物的根系入侵滴灌出水孔，或灌溉水中藻类及其他微生物的生长而引起的堵塞。作物根系的向水性及不均衡灌溉，会导致根系向滴灌出水孔生长，并伸入出水孔造成堵塞。如果灌溉水中藻类等生物含量丰富，滴灌系统又经常结合施肥灌溉，肥料池等避光设施又不到位，容易造成微生物大量繁殖，将滴灌内壁覆盖堵塞。
沉淀物堵塞
主要是化学肥料及水质沉淀造成。一是滴灌施肥后残留在滴灌管中的有些肥料会发生沉淀，如硫酸钙等，而将滴头流道堵塞。二是如果滴灌水属于硬水，碳酸盐含量偏高，长期使用会在滴灌内管壁生成较多的水垢而堵塞滴头。
解决方法及使用要求
滴灌水的预处理
这是防止堵塞的最经济有效方法，预处理越严格，物理性堵塞发生的现象就越少。根据水质及流量，在水泵取水口处用铁丝网作3道拦污栅，安装的拦污栅目数由小到大，可分别为10-50目不等，拦去悬浮泥砂和杂物。或将河水引入蓄水池中，经沉淀泥沙后备用，并加盖避光，防止杂物进入及藻类繁殖。
合理安装过滤系统及滴灌管
首部根据经预处理的水质情况，要分别安装砂石过滤器、叠片式、筛网式过滤器或组合使用，作过滤处理，水质一般才能达到滴灌水的使用标准。如在棚头阀门后再安装一个小流量的筛网式过滤器，作二级过滤处理，可大大提高滴灌系统防堵塞的安全性能。田间安装滴灌管时，滴灌管上的滴孔朝上，可使水中的少量杂质沉淀在管子的底部，并防止根系入侵滴灌孔。
定期冲洗滴灌管、清洗过滤器
新安装的滴灌管第一次使用时，要打开滴灌管未端的堵头，充分放水冲洗，把管中杂质冲洗干净后才能开始使用，滴灌一般使用5次后要再次冲洗。灌水前要经常检查过滤器，开启过滤器反冲洗装置去污，及时清除过滤器滤网上积聚的杂质，防止过滤器堵塞，发现滤网损坏要及时更换。
正确使用滴灌施肥
一是要选用可溶性肥料，且施肥器必须安装在过滤器之前。二是滴灌系统过滤设备正常才能进行施肥，施肥结束后要用清水对系统进行5分钟左右的冲洗，防止管道中剩余的肥料沉淀。
化学防堵
如滴灌发生肥料等化学堵塞，必要时可进行酸液清洗，可同时达到消毒、抑制和消灭水中的藻类和微生物的效果。常用高氯酸、硝酸、硫酸等酸，使用时将pH值调到5.5-6.0，处理时必须严格控制使用浓度，避免对作物造成危害。酸液清洗时注意调低系统灌溉压力，以减缓流速，提高酸洗效果，结束后再用清水冲洗。
常见问题解析
滴头一滴一滴的出水，出水量那么小，能满足作物水分需求吗？
答：可以！其实滴头流量有很多种选择，常见的范围在1.0~10.0升/小时。滴头流量的选择主要是由土壤质地决定的，通常质地越粘重，滴头流量越小。滴头每秒的出水量虽然很小，但是灌水时间长。以规格为2.3升/小时的滴头为例，如每棵果树安排两个滴头，灌水时间为2.5小时，每株果树将得到11.5升水，灌溉5小时则出水23升。滴灌可以通过延长灌溉时间和增加滴头数量来增加供水量，可以满足作物在各种炎热气候下的需水量。
滴灌可施用有机肥吗？
答：滴灌系统是液体压力输水系统，显然不能直接使用固体有机肥。但我们可以使用有机肥沤制的沼液，经过沉淀、过滤后施用。鸡粪猪粪等沤腐后过滤使用。采用三级过滤系统，先用20目不锈钢网过滤，再用80目不锈钢网过滤，最后用120目叠片过滤器过滤。通过滴灌系统施用液体有机肥，不仅克服了单纯施用化肥可能导致的弊端，而且省工省事，施肥均匀，肥效显著。
在滴灌施肥过程中如何避免过量灌溉？
答：滴灌施肥只灌溉根系和给根系施肥。因此一定要了解所管理的作物根系分布的深度。最简单的办法就是用小铲挖开根层查看湿润的深度，从而可以判断是否存在过量灌溉。或者地里埋设张力计监控灌溉的深度。
在雨季土壤不缺水，如何通过滴灌系统施肥？
答：在土壤不缺水的情况下，施肥要照常进行。一般等停雨后或土壤稍微干燥时进行。此时施肥一定要加快速度。一般控制在30分钟左右完成。施肥后不洗管，等天气晴朗后再洗管。如果能用电导率仪监测土壤溶液的电导率，可以精确控制施肥时间，确保肥料不被淋溶。
肥料的浓度如何控制？
答：很多肥料本身就是无机盐。当浓度太高时会"烧伤"叶片或根系。通过灌溉系统喷肥或滴肥一定要控制浓度。最准确的办法就是测定喷施的肥液或滴头出口的肥液的电导率。通常范围在1.0~3.0ms/cm就是安全的。或者水溶性肥稀释400~1000倍，或者每方水中加入1~3公斤水溶性复合肥喷施都是安全的。对于滴灌，由于存在土壤的缓冲作用，浓度可以稍高一点也没有坏处。
山地果园滴灌必需修建蓄水池吗？
答：不一定。为了节省开支，果园地形高差在15米内的，安装滴灌一般不需要修建蓄水池，只要选择合适扬程和流量的水泵即可。对于地形高差在25米以上的，最好在果园最高处修建一个蓄水池，采用重力滴灌系统，较为省钱。
滴灌系统一般能用多少年？
答：滴灌管有多种规格，壁厚从0.2毫米至1.2毫米。很显然越厚越抗机械损伤。所有滴灌管都加有抗老化材料。在没有机械损伤的情况下，厚壁和薄壁滴灌管的使用寿命是一样的。很多薄壁滴灌带寿命短主要是机械破损，导致漏水。从机械破损的角度，越厚的滴灌管寿命越长。不同作物及栽培方式对使用年限要求不同。一般栽培密度大的作物（如草莓）使用设计年限为1—3年的产品较为经济合理，而栽培密度小的果树使用设计年限为8—10年的产品较为经济合理。当然，使用寿命长，一次性投入的成本也会高一些。
为什么滴灌专用PE管可以露在地面？
答：由于聚乙烯（PE）配料本身的理化性质容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，所以普通的PE管并不适合在露地使用。滴灌专用的PE管材由于加入了抗老化剂，露地条件下使用寿命可达10年以上。
为什么说PE管不是越厚越好？
答：滴灌专用PE管材长寿的奥秘在于加入了抗老化剂，所以单纯的增加管材的厚度并不能延长使用寿命。选用的PE原料是否是原生料对产品的使用寿命也有影响。由于在物理性质上差异不明显，所以很难从肉眼判断出滴灌PE管的使用寿命。
滴灌工程为什么要有专业队伍来设计安装？
答：滴灌系统的设计涉及水力、土壤、气候、作物栽培、植物营养等多方面的专业知识。通常用户自身掌握不了这么多专业知识。最好由专业人员设计安装，能确保正确的使用和发挥其优点。专业设计安装队伍具有多年的设计经验，能够综合考虑各方面的因素，设计的系统具有一定的扩展性，合理的设计可以最大限度地减轻日后系统升级和维护的成本。同时专业公司会提供技术服务。
滴灌施肥系统的价格是如何构成的？
答：滴灌施肥系统的造价主要由设计费、设备材料费、安装费等三部分组成。具体价格取决于地形条件、高差、种植密度、土壤条件、水源条件、交通状况、施肥设备类型、系统自动化程度、材料型号规格、系统使用寿命、技术服务等级等因素。因此滴灌系统不存在一个统一的价格。根据国内的实际情况，目前滴灌系统的价格在每亩400~1500元间变化。不管价格如何，其基本功能都是一致的，即均匀出水和均匀施肥。
以果树为例，安装滴灌是否划算？
答：高标准建设的滴灌系统造价在1000元/亩左右，设计寿命为10年，折合每年成本为100元/亩。安装滴灌后，一方面可以节省肥料开支，按省肥30%计算，每年可节约开支30—50元/亩；另一方面可以增加产量和品质，从而增加收入，以增收10%计算，每年可增收120—800元/亩，这还没有考虑到节工和保障丰产等隐性的价值。可见，果树安装滴灌是十分划算的，我们不能因为滴灌一次性的投资大，不考虑综合成本与效益而主观认为不经济。
每年需要多少电费？
答：由于微灌系统对压力的要求较低，能够最大限度的节约能源。以面积100亩的柑橘园滴灌系统为例，每年用电量约1200度，以现行电价计算，费用为732元，每亩能源投入只需7.32元。滴灌是最节能的灌溉及施肥方式。
