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水肥一体化中滴灌带常见的堵塞原因及如何解决

来源:本站    发布时间:2020-4-28 18:04:00    点击量:

水肥一体化中滴灌带常见的堵塞原因及如何解决


滴灌水分通过滴头直接灌入作物根部附近的土壤,在作物根区形成一个椭球形或球形湿润体。灌水器是滴灌系统中的重要设备元件,它保证实现点滴灌水,滴头好坏直接影响灌溉质量,它是滴灌系统的核心部件,滴头是滴灌系统中最重要的设备,其性能、质量的好坏直接影响到滴灌施肥系统的可靠性及滴水、施肥的优劣。

 

但是滴灌带经常会由于物理化学生物等原因发生堵塞,影响灌溉水的均匀性和施肥的效率。根据国际标准化组织给出的建议,当灌水器的实际流量低于额定流量的 75%时即认为灌水器发生了堵塞(ISO/TC 23/SC18/EG5 N4 2003)。灌水器一旦堵塞,会引起灌溉区域配水不均匀、系统运行性能下降,严重时甚至造成整个系统瘫痪,这样就不得不耗费大量人力和财力来排除堵塞或重建系统。


滴灌带堵塞的原因有哪些?

灌溉水原因引起的堵塞。


1、物理堵塞。物理堵塞是指灌溉水中所含有的有机或无机悬浮物,如生物残体、砂、淤泥和粘粒等引起的堵塞,也包括地下滴灌系统负压吸泥造成的堵塞。

2、化学堵塞。化学堵塞一般指原本溶解在灌溉水中的可溶性盐类等化学物质,例如碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐、氢氧化物、铁离子、锰离子、钙离子、硫化物等,在一定条件下会发生化学反应、生成不溶性沉淀物质,沉积在灌水器内部流道内,引起灌水器堵塞。碳酸盐含量大于 5mmol/L 时,灌溉水中更容易出现碳酸钙沉淀,引发灌水器化学堵塞。

 

特别注意的是北方地区,当水源中同时含有碳酸根和钙镁离子时可能使滴灌水的pH增加进而引起碳酸钙、碳酸镁的沉淀,从而使滴头堵塞。


3、生物堵塞。生物堵塞是指灌溉水源中的生物质,例如藻类、浮游动物、细菌粘质等,进入滴灌系统后不断生长繁殖,在滴灌管网系统和灌水器流道内壁面附着生长,形成生物膜等堵塞灌水器。

 

(二)施肥原因引起的堵塞。


施用形成滴灌系统堵塞的原因主要有四个方面:


1、 肥料中本身水不溶物较大引起的堵塞。部分固态肥料在生产时都在肥料颗粒外面包一层膜,以防止吸收水分。市售肥料常用的3种膜质材料是:粘土、硅藻土、含水硅土。为了避免这些包膜材料溶解后产生堵塞,建议在施用前制备少量混合物,观察包膜材料是否沉淀到容器底部,是否会在表面形成泡沫或悬浮在溶液中。如果包膜材料迅速沉到容器底部,就可以制备整批溶液。包膜材料沉淀后,透明液体可注入灌溉系统。

 

另外,目前市场上的一些含量较低的磷酸一铵、硫酸钾等均含有水不溶物;同时很多农户将磷酸二铵、过磷酸钙等溶解性较差的产品用到滴灌中,会直接堵塞滴灌系统。


2、肥料与灌溉水发生反应,堵塞滴灌系统。


灌溉水中钙等阳离子与磷酸根、硫酸根等阴离子反应,产生不溶物或者微溶物,堵塞滴头。另外,新疆地区的水质偏碱,大部地区引天山雪水进行农田进行滴灌,雪水在流动分配过程中会吸收流经地的土壤盐分,造成水中的盐分增高,这时选择硝酸钙、硝酸铵钙、硝酸钙镁这些肥料进行滴灌,就会使肥料中的钙镁离子与水中的盐分离子进行反应生成沉淀,时间长容易堵塞滴灌系统,导致整个一体化系统瘫痪。

 

3、肥料配合不当发生反应,产生沉淀。


由于农户在肥料配合时候将磷肥或者硫酸钾与中微量元素肥料(无机)混合施用,或者硝酸钙等肥料与磷酸盐一起滴灌引起化学沉淀。


4、生物肥料不当施用引发的滴灌带中微生物滋生,堵塞滴灌带。


很多有机微生物肥料的施用时间和施用方法存在问题,尤其在出苗水中由于滴灌时间短,往往滴灌带内有微生物制剂和有机物残留,同时滴灌带内湿度较大,随着温度增加,微生物大量滋生,形成生物膜堵塞滴灌带。

如何解决常见堵塞问题。

针对上面由水肥引起的三个方面的七中堵塞情况,归纳起来就是物理、化学、生物三个方面的原因,也是三个方面的对策。


1、灌溉水和肥料引起的物理堵塞解决方案。过滤是解决堵塞的核心。滴灌系统过滤器的主要类型有:离心过滤器,砂石过滤器,叠片式过滤器和网式过滤器四种,这四种过滤器除离心过滤器不能独立应用以外,其他三种可独立也可组合搭配成过滤系统。大颗粒可以考虑离心式过滤器,漂浮物可以考虑砂石过滤器,网式过滤器和叠片式过滤器可有效拦截灌溉水中的泥沙颗粒等悬浮杂质,也可以采用两种或者两种以上过滤器混合使用。

2、化学反应引起的滴灌系统堵塞解决方案。引起滴灌系统化学堵塞的物质复杂且种类多样,且由于化学沉淀对水体环境的敏感性,导致化学堵塞的机理性研究难度更大。目前,针对化学堵塞的预防措施主要是酸化处理灌溉水、添加生物菌剂、适宜的运行策略等缓解灌水器化学堵塞。

 

结合灌溉水的水质及离子含量,综合考虑肥料类型及其最高浓度,避免发生水中钙等阳离子与磷酸根、硫酸根等阴离子反应,产生不溶物或者微溶物,堵塞滴头。


另外"降温效应"带来的问题是,当溶液非常凉时,肥料的溶解度会变得非常小,进而导致同样数量的水无法溶解预计的肥料。  解决这一问题的方法是,把溶液放置数小时使温度升高,或连续搅拌,直到所有的肥料全部溶解。


3、生物堵塞的解决方案。生物堵塞的控制预防措施也主要从控制微生物生长的角度出发。滴灌系统周期性的加氯冲洗等措施是控制滴灌系统生物堵塞常用的方法。加入不同浓度的次氯酸、乙醇或氯气等,对滴灌系统的抗堵塞作用效果不同。当然也要注意滴灌系统冲洗。