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中医农业水肥一体化技术装备指导意见
来源:市农机中心 作者:农机中心 点击次数:发表时间:2020-09-21 11:19:26【字体:

一、中医农业水肥一体化技术的概念

(一)什么是中医农业技术和中医农业水肥一体化技术

中医农业技术是根据生物健康生长的需求,应用中医思想和中医药技术,解决植物的健康生长问题。强调保持生物健康生长,需遵循“以防为主,防治结合,标本兼治,全程保健”的原则,提高植物自身的免疫力,和大自然和谐共存为本质,保障生物健康生长和自然生态循环平衡。

中医强调“药食同源”、“正气存内,邪不可侵”、“不治已病治未病”。所谓“药食同源”是指生命体生长发育所需要的营养元素(食物)同时也是预防和治疗疾病(病虫害)的药物;所谓“正气存内,邪不可侵”是指作物生长发育健康,正气存内(代谢旺盛、免疫力强),是不会被外邪(病虫害)侵害的;所谓“不治已病治未病”是指通过采取一些技术措施,对作物进行积极地保养、保健,以预防病虫害的发生,使其少生病虫害,甚或不生病虫害。

中医农业与现代农业最大区别是研究路线的区别。现代农业对肥料、农药和技术的研究路线向外扩散的,简单的问题复杂化。中医农业的研究理念是“道生一,一生二,二生三”,是向内聚合的,复杂的问题简单化。

现代农业致力于研究杀菌治病,但病菌也是生生不息,不断繁衍进化,生存能力也不断提高,所以病菌是永远杀不死的。

中医农业是着眼于恢复物体的秩序,靠以菌克菌、营养平衡来达到物体对病虫害的免疫力和抗性。利用微生物菌群对污染的土壤进行修复,具有效率高、无二次污染、能迅速提高土壤肥力等特点,对人类菌群、动植物菌群进行良性的微生态循环,从而为大自然营造健康安全的生存环境。

中医农业水肥一体化技术是将水、肥、菌同步供应给植物的一项农业应用新技术。它综合考虑土壤菌群、养分含量、不同作物种类的需肥规律和特点、作物根系可耐受肥液的浓度等因素,将可溶性固体或液体肥料稀释配制成的肥液,借助压力系统,与水一起灌溉,均匀、定时、定量的输送到作物根系发育生长区域的技术。

该技术充分利用可控管道系统供水、供肥、供菌,通过管道和滴头形成滴灌,使水肥菌相融后,根据不同作物的生长特点,把水分、养分定时、定量、按比例直接提供给作物根系,满足作物不同生长期对水分、养分的需求,使根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量,通过不同生育期的需求设计,从而达到提高作物产量与品质,增产增收的一项新技术。

(二)中医农业水肥一体化技术适宜范围

该项技术适宜于有井、水库蓄水池等固定水源,且水质好、符合微灌要求,并已建设或有条件建设微灌设施的区域推广应用。主要适用于设施农业栽培、果园栽培设施蔬菜等大田经济作物栽培,以及经济效益较好的其他作物。

(三)主要技术要领

中医农业水肥一体化是一项综合技术,涉及到农田灌溉、作物栽培土壤耕作中药农药等多方面,其主要技术要领须注意以下四方面:

1.首先是建立一套滴灌系统。在设计方面,要根据地形、田块、单元、土壤质地、作物种植方式、水源特点等基本情况,设计管道系统的埋设深度、长度、灌区面积等。中医农业水肥一体化的灌水方式可采用管道灌溉、喷灌、微喷灌、泵加压滴灌、重力滴灌、渗灌、小管出流等。特别忌用大水漫灌,这容易造成氮素损失,同时也降低水分利用率。

2.施肥系统。在田间要设计为定量施肥,包括蓄水池和混肥池的位置、容量、出口、施肥管道、分配器阀门、水泵肥泵等。

3.选择适宜肥料种类。可选液态或固态肥料,如氨水、尿素、硫铵、硝铵、磷酸一铵、磷酸二铵、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、硝酸钙、硫酸镁等肥料固态以粉状或小块状为首选,要求水溶性强,含杂质少,一般不应该用颗粒状复合肥如果用沼液或腐殖酸液肥,必须经过过滤,以免堵塞管道。

4.制备适合植物生长的中药农药制剂。根据作物生长要求、土壤菌群状况、气候特点、病虫害种类等综合因素,制备相应的生物制剂,满足作物健康生长的需求。

(四)灌溉施肥的操作

1.肥料溶解与混匀施用液态肥料时不需要搅动或混合,一般固态肥料需要与水混合搅拌成液肥,必要时要进行分离,避免出现沉淀堵塞等问题。

2.施肥施菌控制施肥施菌时要控制剂量,注入肥液的适宜浓度大约为灌溉流量的0.1%。例如灌溉流量为50立方米/亩,注入肥液大约为50升/亩过量施用可能会使作物致死菌群混乱或环境污染。

3.灌溉施肥的程序分3个阶段第一阶段,选用不含肥的水湿润;第二阶段,使用肥料溶液灌溉;第三阶段,用不含肥的水清洗灌溉系统。

总之,中医农业水肥一体化技术是一项技术先进、节约成本、效率高的实用技术,推广中医农业水肥一体化技术是增产增收的一项得力措施。

  二、中医农业水肥一体化技术的特点及应用意义

    (一)优势概述

这项技术的优点是肥效快、生态平衡、养分利用率提高。可以避免传统施肥时肥料的挥发损失、溶解慢,最终肥效发挥慢的问题;尤其避免了铵态和尿素态氮肥施在地表挥发损失,以及土壤板结、农药残留等问题,既节约肥料、农药,又有利于环境保护。中医农业水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高,由于中医农业水肥一体化技术通过人为定量调控,满足作物在关健生育期"吃饱喝足"的需要,杜绝了任何缺素症状。因而,作物的产量和品质都会得到大幅度提高。

(二)实施效果

实践证明,实施中医农业水肥一体化技术可以省肥、省水、省工省力、保护环境、降低土壤湿度、减轻病害、增产高效,是具有广泛经济社会效益的新技术。

1.水肥均衡

传统的浇水和追肥方式,作物往往饿几天再撑几天,不能均匀地"吃喝"。而采用中医农业水肥一体化技术,可以根据作物需水、需肥规律随时供给,保证作物“吃得舒服,喝得痛快”。

2.省工省时

传统的渠灌、施肥费工费时,非常麻烦,劳动强度很大,而使用滴灌、微灌,只需打开阀门,合上电闸,不需要太多的人参与,自动化程度高,劳动强度小。

3.节水省肥

中医农业水肥一体化技术,直接把作物所需要的肥料随水均匀的输送到植株的根部,作物"细酌慢饮",大幅度地提高了肥料的利用率,可减少50%的肥料用量,用水量也只有沟渠灌溉的30%-40%。

4.减轻病害

作物的很多病害是土传病害,随流水传播,如辣椒疫病、番茄枯萎病等在灌溉时随流水传播,采用中医农业水肥一体化技术可以直接有效的防止土传病害的发生。同时依靠生物菌群或中医药制剂的作用,有效抑制病虫的繁殖和传播。

5.控温调湿

使用中医农业水肥一体化技术能控制浇水量,降低湿度,提高地温,更有利于作物生长。另外传统的渠灌会造成土壤板结、通透性差,作物根系处于缺氧状态,造成沤根现象,而使用滴灌、微灌技术则避免了因浇水量过大而引起的地温降低和沤根、黄叶等问题。

6.增加产量,改善品质,提高经济效益

中医农业水肥一体化工程的投资(包括管路、施肥池、动力设备等)约为1000元/亩左右,可以使用5--10年,平均每年的设施投入100多元。有专家预测:1)“把EM复合益生菌开发利用起来,地球人口增长到100亿也不愁无食物可吃”。2)实施中医农业水肥一体化技术每年节省的水、化肥和农药的费用足够弥补项目建设的投入;(3)应用中医农业水肥一体化技术可以增产30%以上,节省人力90%以上,这两项实际就是增加的收入。

实施中医农业水肥一体化技术是通过提高作物自身的免疫力,保障作物健康生长的目的,是根据作物生长要求补充必要的水、肥、菌,强调生物健康生长,不是粗放的管理。因此,会大幅度提高产量、可以不用化学农药或少用化学农药,既节约成本、保护环境,又可提高产品品质,经济社会效益显著。

三、中医农业水肥一体化技术的系统组成

(一)首部枢纽(包括加压设备、安全保护设备、计量设备、自动控制设备和施肥设备等,这是水肥一体化系统的核心。)

1.加压设备

加压设备应符合以下要求:

(1)应根据水源情况,选择合适的水泵,如离心泵或潜水泵,水泵的质量应符合NY-643规定的技术参数。

(2)应按照系统设计的扬程和流量选择相应的水泵型号,并略大于工作时的最大扬程和最大流量。

(3)选择合理的配套动力电机,电机运行工况点宜处在高效区的范围内。

2.安全保护设备

安全保护设备由过滤器、进排气阀、逆止阀等组成,过滤器选用叠片式过滤器,根据用水要求选择不同精度的过滤盘片,进排气阀和逆止阀的选用依据首部枢纽管径大小而定。

3.计量设备

计量设备由水表、压力表等组成,根据系统流量和管径选择相应水表型号,在过滤器前后分别安装压力表,选择比系统最大水压高15%的压力表。

4.自动控制设备

自动控制设备主要包括计算机系统、人机界面、各种控制阀等,其中计算机系统是整个系统的心脏,实现整个系统的人为控制和自动控制。

5.施肥设备

施肥设备由肥液储存罐、施肥器等组成,选择塑料等耐腐蚀性强的肥液储存罐,容量大小根据设施面积确定;施肥器可选择压差式施肥器、文丘里施肥器、比例式施肥泵等,施肥器的选择应符合SL 550的要求。

(二)输水管网

包括干管、支管和毛管等三级管道,干管和直管常用硬聚氯乙烯管材和管件,应符合GB/T 13664的要求;毛管常用聚乙烯管材和管件。

(三)灌水器(滴头)

灌水器有孔口式滴头、涡流式滴头、压力补偿式滴头、微喷头及滴灌带等多种,根据设施种植作物选择适宜的灌水器,滴灌带的选用应符合GB/T 19812.1和GB/T 19812.3的要求。

(四)其他附件

全自动水肥一体化控制系统还需要包括仪器、仪表,以及在相应位置安装电子阀、水分传感器、PH值测量传感器、微量元素检测仪、气象要素传感器等。

四、中医农业水肥一体化技术的主要模式

分析我市农业生产实际,目前应用中医农业水肥一体化技术主要有以下五种方式:

(一)设施蔬菜单井、单棚滴灌施肥模式

首部安装文丘里或压差式施肥罐,筛网或叠片过滤器。这种模式设备投入比较小,适合规模不大的农户,具备浅水井。

(二)设施蔬菜恒压变频滴灌施肥模式

首部安装恒压变频设备、人机界面控制、计量仪器、传感设备、叠片过滤器,分棚施肥。这种模式投入相对较大,自动化程度高,适合大棚集中、深井供水,规模化经营的合作社或企业。

(三)设施蔬菜重力滴灌施肥模式

棚内建水池或安装蓄水桶二次供水、重力(加压)施肥装置。这种方式主要用于小规模生产和试验,适合小规模经营农户,水源较远,要用运输车辆运水的情况。

(四)果园轮灌微灌(滴灌、微喷)施肥模式

  首部安装计算机控制系统、人机界面、注肥泵、过滤器。适合规模种植大户或园艺场。

(五)果树微灌(滴灌、微喷)施肥模式

首部安装加压泵、文丘里或压差式施肥罐,筛网或叠片过滤器。适合分散农户面积较小的果园。

五、中医农业水肥一体化技术主要设施和设备

 5-1 中医农业水肥一体化技术基本设施要求表

基本设施

内容和要求

参考标准

水源

充足、清洁、无污染的地下水、自来水、河水、湖泊水

GB 5084

肥料及微生菌

1.全水溶性、全营养性、各元素之间不会发生拮抗反应

2.与其他肥料混合不产生沉淀

3.不会引起灌溉水pH的剧烈变化

4.对灌溉系统的腐蚀性较小

NY/T 496

NY 1107

 

5-1 中医农业水肥一体化技术主要设备表

设备分类

设备名称

内容

参考标准

首部枢纽

加压设备

1.根据水源情况,选择离心泵潜水泵

2.按照系统设计扬程和流量选择相应的水泵型号

3.选择好配套动力机

NY 643

安全保护设备

1.合理选择过滤器、进排气阀、逆止阀等

2.选择不同精度的过滤盘片

3.进排气阀和逆止阀的选用依据首部枢纽管径大小而定

GB/T 19812

计量设备

1.计量设备由水表、压力表等组成

2.根据系统流量和管径选择相应水表型号

3.在过滤器前后分别安装压力表,选择比系统最大水压高15%的压力表。

NY/T 2624

自动控制设备

1.选择适合系统控制要求的计算机系统、人机界面。

2.选择适合控制要求的控制阀等,实现整个系统的人为控制和自动控制。

NY/T 2624

施肥设备

1.选择塑料等耐腐蚀性强的肥液储存罐,容量大小根据设施面积确定        

2.施肥器可选择压差式施肥器、文丘里施肥器、比例式施肥泵等

SL 550

输水管网

输水管网

包括干管、支管和毛管等三级管道,干管和选用硬聚氯乙烯管材和管件,毛管选用聚乙烯管材和管件。

GB/T 13664

灌水器

灌水器

灌水器有孔口式滴头、涡流式滴头、压力补偿式滴头、微喷头及滴灌带等多种,根据设施种植作物选择适宜的灌水器

GB/T 19812.1

GB/T 19812.3

其他设备

其他设备

全自动水肥一体化控制系统还需要包括仪器、仪表,以及在相应位置安装电子阀、水分传感器、PH值测量传感器、微量元素检测仪、气象要素传感器等。

NY/T 2624

六、技术说明及注意事项

中医农业水肥一体化设备使用中要尤其注意的两个问题:一是过量灌溉问题。很多用户受传统灌溉观念的影响,总感觉滴灌出水少,心里不踏实,从而延长灌溉时间。延长灌溉时间既浪费水,又把不被土壤吸附的养分淋洗到根层以下,浪费肥料,特别是氮的淋洗,通常水溶复合肥料中含尿素、硝态氮,这两种氮源是最容易被淋洗掉。过量灌常常表现出植物缺氮症状,致叶片发黄,生长受阻。二是施肥后的洗管问题。一般先滴水,等管道完全充满水后开始施肥和施菌,原则上施肥时间越长越好。施肥和施菌结束后要继续滴半小时清水,将管道内残留的肥液、菌液全部排出。如果滴肥(菌)后不洗管,最后在滴头处生长藻类及微生物,导致滴头堵塞,使下次作业受阻或者滴头生效。滴清水的时间可以用电导率仪监测。

(一)中医农业水肥一体化施肥的原则

1.少量多次。要符合植物根系不间断吸收养分的规律,减少一次性大量施肥造成的淋溶损失。每次水溶肥料用量控制3-6公斤/亩左右,对于需肥量较大的可以分多次进行。

2.养分平衡。在滴灌施肥条件下,根系生长密集、数量多,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,要注意养分平衡。

(二)使用中医农业水肥一体化技术注意事项

1.防止肥料烧伤叶片和根系,特别是喷灌和微喷灌施肥,容易出现烧叶现象。

通常控制肥料溶液溶液中可溶性盐浓度(即EC值),一般EC值控制在1-3 ms/cm。肥料稀释浓度为1-3克/升,相当于稀释350-1000倍,或喷施肥料后喷一次清水。最保险的办法就是先小范围试验,再大面积使用。

2.滴灌施肥(菌)时,先滴清水,等管道充满水后开始施肥(菌)。原则上施肥时间越长越好。施肥结束后立刻滴清水20-30分钟,将管道中残留的肥液全部排出(可用电导率仪监测是否彻底排出)。

3.大棚或温室长期用滴灌施肥,会造成地表盐分累积,影响根系生长,可采用膜下滴灌抑制盐分向表层迁移。

4.避免过量灌溉,一般使土层深度20-40厘米保持湿润即可。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。特别是尿素、硝态氮肥(如硝酸钾、水溶性复合肥)。

5.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地区,磷酸钙盐沉淀非常普遍,是堵塞滴头的原因之一。

6.注意施肥的均匀性,原则上施肥越慢越好。特别是对在土壤中移动性差的元素(如磷),延长施肥时间,可以极大地提高养分的利用率。在旱季滴灌施肥,建议施肥时间2-3小时完成。对土壤不缺水的情况下,建议施肥在保证均匀度的情况下,越快越好。

7.完全水溶肥料通常只做追肥

8.强调基肥与追肥结合,有机与无机结合,水溶肥与常规肥结合。不要强调水溶肥代替其它肥,要配合使用,降低成本。

9.根据作物养分规律和土壤理化性质选择合适配方和分配用量。水溶肥料应更加强调针对性。

(三)中医农业水肥一体化设备维护建议

1.注意设备日常维护,水肥一体化系统需要通过精心维护以发挥最优性能。每灌溉季节结束,必须对管道进行一次全面检查维修。冲洗地埋管道及放空存水,对首部设备进行清洗遮盖保护。最好有专人负责日常维护工作,及时检修、保养。

2.加强滴头的检查维护。滴头是水肥一体化设备的重要工作装置,要注重滴头工作状况的检查,发现堵塞的滴头,找出原因,及时解决。

3.及时清洗过滤设备。要定期清洗或更换过滤装置,避免产生滴头堵塞和肥料沉淀,影响使用效果。

4.注意观察和记录压力表的读数。压力表可以检测滴灌首部、中部和滴灌毛管尾部的压力情况,对比设计压力或水压的历史情况,可以辅助判断系统的问题所在。

5.注意肥料的溶解度。水肥一体化系统的灌水器流道小,很容易堵塞。普通复合肥不溶解的养分成分,杂质很多,极其容易堵塞过滤系统。所以,水肥一体化推荐使用水溶肥,溶解度高,养分全面。

6.注意水溶肥的二次溶解。虽然水溶肥的溶解度很高,但其溶解速度慢。所以在溶肥的过程中,需要不停地的搅拌,加快溶解速度。肥料倒入水池前,应在容器内将水溶肥完全溶解,然后再倒入水池。

7.注意肥料菌种的配方。不同作物对肥料菌群的需求不同,即使是一种作物,在不同生长期,对同一种元素需求量也不同。所以要针对作物在其各个生育阶段,按照作物实际需求,搭配合理的营养元素。

七、应用推广措施建议

(一)建议加大资金投入

中医农业水肥一体化技术与传统施肥相比,可以节水达50%以上、可节省肥料用量30~50%以上、比传统施肥方法节省劳动力90%以上。还具有减少病害传播、均衡养分、调节地温、减少病害等优势,更有利于作物的健康生长,是目前最先进的、最值得推广的农业技术之一,社会经济效益显著。建议加大资金投入,积极推广应用。

(二)示范带动

建议在示范园区全部实施中医农业水肥一体化技术,并将是否实施中医农业水肥一体化技术作为园区验收的必要条件之一,加强试验示范研究,熟化技术产品,完善技术模式,制定技术规范。不断总结制定不同类型技术模式下作物灌溉、施肥(菌)制度、肥料合理配比技术;设备操作管理与维护的方法、技术应用综合效果评价方法等,通过技术规范提高技术应用水平,为大面积推广应用提供技术支撑和示范样板。

(三)加大培训与宣传力度

做好中医农业水肥一体化技术推广工作,必须要加大对基层技术推广队伍的培训和指导,加大对应用技术的农民、合作社管理人员等的培训力度,不断提升技术推广服务能力和应用能力。

 

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