盧 珍，文亦驍，王 攀，曾文明，李玉玲，易文裕

(四川省農(nóng)業(yè)機械研究設計院，成都 610066)

四川具有悠久的栽桑養(yǎng)蠶歷史，蠶桑一直是四川的傳統(tǒng)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，為助推脫貧攻堅發(fā)揮了重要作用，是實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的重點突破路徑之一[1-2]。近年來，四川在“東桑西移”，全面實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，加快建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“10+3”產(chǎn)業(yè)體系等相關政策的指引下，蠶桑產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，各地大力建設高標準桑園，鼓勵適度規(guī)模經(jīng)營，發(fā)展蠶桑新型經(jīng)營主體。蠶桑產(chǎn)業(yè)是一個勞動密集型產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的人工灌溉和施肥方式，具有勞動強度大、勞動效率低、用工成本高、水肥利用率低等缺點，已嚴重不適應蠶桑產(chǎn)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營的發(fā)展需要。新型經(jīng)營主體作為蠶桑產(chǎn)業(yè)助農(nóng)增收的骨干，普遍面臨節(jié)本增效的需求，因此發(fā)展現(xiàn)代化蠶桑業(yè)迫在眉睫。

灌溉和施肥是現(xiàn)代化桑園管理的重要環(huán)節(jié)之一。桑園水肥一體化微噴灌技術可以實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)肥、省工、增產(chǎn)等綜合效益，是一項適宜在桑園中進行大力推廣應用的先進技術[3]，它借助壓力系統(tǒng)將可溶性肥料或者液體肥料，按照桑樹的灌水規(guī)律，將肥料溶解于水中，與灌溉水一起經(jīng)過管道和微噴頭均勻、定時、定量地噴灑到桑樹根部周圍。水肥一體化微噴灌技術可有效解決桑園的灌溉施肥難題，將有力助推我省蠶桑產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 桑園水肥一體化微噴灌系統(tǒng)組成

桑園水肥一體化微噴灌系統(tǒng)主要由水源工程、首部樞紐、田間管網(wǎng)、灌水器等組成，如圖1所示。

圖1 桑園水肥一體化微噴灌系統(tǒng)

水源工程主要包括機井、蓄水池、塘堰、河流、渠道等，首部樞紐主要包括水泵機組、過濾設備、施肥裝置、控制設備、量測儀表等，田間管網(wǎng)主要包括管道和閥門等，灌水器為微噴頭。圖2～圖5為四川省某桑園基地水肥一體化微噴灌系統(tǒng)現(xiàn)場圖。

圖2 水泵機組和過濾設備

2 灌溉施肥管理制度

2.1 制定水肥制度

桑園水肥一體化微噴灌系統(tǒng)是在綜合考慮作物、土壤類型、氣象條件等因素下按照最不利情況進行設計的。桑樹在不同生長期需要的水分和養(yǎng)分完全不同，不能全年始終采用同一水肥制度，如果灌溉施肥時間太長，則會產(chǎn)生水資源和肥料的深層滲漏浪費，造成土壤惡化和環(huán)境污染等。如果灌溉時間太短，桑樹根系又將發(fā)生水分脅迫，且養(yǎng)分供給不足。在實際灌溉和施肥過程中，管理人員應根據(jù)氣候狀況和桑樹生長的不同時期，按照肥隨水走、少量多次、分階段擬合的原則制定合理的水肥制度，包括灌水定額、灌水周期、灌水次數(shù)、一次灌水延續(xù)時間、施肥量等。根據(jù)桑樹的灌水規(guī)律，將肥料按灌水時間和次數(shù)進行分配，適當增加追肥數(shù)量和追肥次數(shù)，實現(xiàn)少量多次，提高養(yǎng)分利用率。

圖3 施肥裝置

圖4 田間閥門

圖5 田間管道和微噴頭

2.2 肥料使用注意事項

選用溶解性好的水溶性肥料或者液態(tài)肥料，要求其溶解度和純度都要高，沒有雜質(zhì)，同時相容性要好，使用時相互不會形成沉淀物，避免造成管道和微噴頭堵塞。在條件允許的情況下，固態(tài)肥料優(yōu)先選用完全速溶性肥料，如果選用不能完全溶解的肥料時，需先將肥料放置于盆或桶等容器中，加水溶解，然后將未溶解部分去除后，再倒入施肥桶中施用[4]。

3 水源工程運行管理

每年灌溉季節(jié)前，對水源工程進行全面檢查，清理干凈淤積物和雜物，修復損壞部分。系統(tǒng)使用過程中，必須保障各類型水源水質(zhì)均符合灌溉水質(zhì)要求。經(jīng)常檢查水源部分運行情況，定期清理進水口泥沙和沉淀物，防止泥沙淤積，影響進水流量，定期清理進水口雜物，防止雜物進入管道，造成管道堵塞或者水泵過流部件損壞等。

4 首部樞紐運行管理

4.1 水泵

根據(jù)不同的水源類型，桑園水肥一體化微噴灌系統(tǒng)使用較多的是單級單吸離心泵、立式多級離心泵和深井潛水泵，水泵的操作應嚴格按照操作規(guī)程規(guī)定的順序和要求進行。

4.1.1 啟動前檢查 水源水位是否正常；軸承油位是否正常以及油質(zhì)是否滿足要求。

評審意見：評審后根據(jù)報告書的等級。對不合格和合格可直接形成專家組意見。對合格待定的，各專家應形成書面的意見，方便不同意見的表達，防止出現(xiàn)只有專家組整體的意見，而忽視其他意見的表達。

4.1.2 啟動步驟 單級單吸離心泵和立式多級離心泵先關閉出口管路上閥門，然后啟動水泵，檢查進水管道是否有漏水和漏氣情況，再緩慢開啟出口閥門，調(diào)整水泵運行頻率至合適值。深井潛水泵先開啟出口管路上閥門，然后啟動水泵，調(diào)整水泵運行頻率至合適值。

4.1.3 運行監(jiān)測 電流和電壓、出水壓力和流量是否正常；水泵有無異常振動和異常聲音；機械密封是否漏水，填料密封漏水量是否正常；懸架油室內(nèi)油位是否合適。

4.1.4 定期日常維護 更換或者補充軸承潤滑油；拆開水泵檢查內(nèi)部零部件是否有損壞，及時維修或更換；確保水泵基礎緊固螺栓連接牢固可靠。

4.2 電動機

4.2.1 啟動前檢查 檢查電動機外殼接地是否良好，防止發(fā)生漏電現(xiàn)象，造成短路事故甚至危及操作人員生命安全；檢查電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動是否靈活。

4.2.2 運行監(jiān)測 操作人員通過控制面板上的顯示屏觀察電流和電壓參數(shù)是否在正常范圍，觀察電動機運行時是否出現(xiàn)振動異常以及噪聲過大等情況，如出現(xiàn)異常，都應立即停機檢查，待故障排除后再開機運行。

4.2.3 定期日常維護 清除電動機機殼表面的灰塵，測量絕緣電阻是否正常，檢查電動機端蓋、軸承蓋螺釘以及接地螺栓是否緊固，檢查傳動軸和聯(lián)軸器是否有損壞[5]。

4.3 施肥裝置

施肥裝置主要有施肥罐、文丘里、注肥泵、施肥機、肥料罐等。灌溉季節(jié)，每次施肥完成后，都要及時用清水清洗整個施肥裝置，避免肥料沉積在裝置內(nèi)，造成堵塞。灌溉季節(jié)末，注肥泵和施肥機都要補充或更換潤滑油，水泵機組的運行維護參照上述水泵和電動機。鐵制壓差式施肥罐要及時清理并控干水分，防止銹蝕，避免來年使用時鐵銹阻塞管道和微噴頭。將肥料罐清洗干凈并晾干。

4.4 過濾設備

過濾設備主要有砂石過濾器、網(wǎng)式過濾器、疊片過濾器和離心過濾器。在桑園水肥一體化微噴灌系統(tǒng)中，如果水源含沙量大，就需要先采用砂石過濾器或離心過濾器作為系統(tǒng)的初級過濾，然后再采用網(wǎng)式過濾器或疊片過濾器組合成過濾系統(tǒng)，以達到對水源的過濾效果，達到灌溉水質(zhì)的要求，保證系統(tǒng)的正常使用而不堵塞管道和微噴頭。

4.4.1 砂石過濾器 在灌溉季節(jié)，定期檢查密封部位及附屬閥門等各處是否漏水，如有漏水，找出漏水點位置及原因，及時采取措施止漏。每周檢查過濾器進出口壓差，壓差超過規(guī)定值時需要進行手動或自動反沖洗，反沖洗的目的是使過濾層松動，將過濾層中雜質(zhì)沖走，清潔過濾層，保證過濾效果。對于自動反沖洗砂石過濾器，壓差自動反沖洗出現(xiàn)異常時，需要疏通高低壓信號管，同時檢查反沖洗閥和電磁閥啟閉是否正常。在非灌溉季節(jié)，拆開砂石過濾器將上層最受污染部分的介質(zhì)去除，并補充等量的清潔介質(zhì)，更換的頻率視水質(zhì)情況而定，每年一般為1～6次。填充介質(zhì)必須要達到需要的高度，每年要定期檢查兩次介質(zhì)高度，每2～3年需要更換介質(zhì)1次。在冬季系統(tǒng)不運行時，防止砂石過濾器凍裂，打開閥門，排空砂石過濾器中的積水。

4.4.2 網(wǎng)式過濾器 在灌溉季節(jié)，定期檢查網(wǎng)式過濾器連接部位，確保無滲漏問題。在非灌溉季節(jié)，拆開網(wǎng)式過濾器，取出濾網(wǎng)，先用軟刷清洗濾網(wǎng)，如果濾網(wǎng)上存在積垢，再用酸浸泡沖洗濾網(wǎng)，使沉積顆粒溶解清除，用清水清洗干凈，最后檢查濾網(wǎng)和密封圈是否有損壞，如果有損壞，根據(jù)實際情況進行修復或更換。同樣進入冬季后，需要將網(wǎng)式過濾器中的水排空，避免凍裂。

4.4.3 疊片過濾器 在灌溉季節(jié)，定期檢查各過濾單元表面是否有裂痕，如有裂痕及時更換，檢查卡箍是否壓緊，避免脫落傷人，檢查電磁閥接線是否良好，檢查控制器內(nèi)部是否有灰塵，如果有灰塵，用吹風機清理，檢查過濾器進出口壓力值，當壓差超過規(guī)定值時需進行手動或自動反沖洗。在非灌溉季節(jié)，拆開過濾器殼體，檢查各部件密封情況，拆散骨架上的疊片，檢查是否有變形，若有變形需要及時更換，如果疊片上沉積有化學物質(zhì)，需用酸浸泡疊片，然后用清水清洗干凈。

4.4.4 離心過濾器 在灌溉季節(jié)，定期打開沖洗閥或積砂罐的蓋子，將積砂罐的砂礫清除干凈。在非灌溉季節(jié)，每年對過濾器外表進行防銹處理1次，在冬季來臨時，要排凈過濾器內(nèi)的積水，防止內(nèi)部銹蝕。

4.5 控制設備

控制設備主要是控制柜。定期斷開電源，檢查控制柜外殼接地是否正常，接地電阻不大于4Ω。定期檢查控制柜面板上的所有電器開關，保證靈活可靠，無明顯噪音，連接線結頭和接線柱應無松動現(xiàn)象，動觸頭連接線接頭處的鋼絲應無斷裂。定期采用軟刷或吹風機清除控制柜內(nèi)外的灰塵。定期檢查控制柜內(nèi)電器開關觸點的工作狀況以及觸點、線圈表面的絕緣情況，同時檢查機械部件的動作是否可靠。

4.6 量測儀表

測量儀表主要包括壓力表、流量計、壓力傳感器和流量傳感器等。壓力表的連接管要定期清洗，以免堵塞。要經(jīng)常檢查壓力表指針的轉(zhuǎn)動和波動是否在正常范圍，檢查連接管上的旋塞是否處于全開位置。壓力表必須定期校驗，每1年校正壓力表1次。定期檢查流量計周圍環(huán)境，清理污垢；檢查接線是否完好；檢查流量計周圍是否有新的強電磁場，是否有新的電線穿過儀表。流量計需定期進行保養(yǎng)和調(diào)試，每3年校正流量計1次。定期檢查壓力傳感器和流量傳感器數(shù)據(jù)傳輸是否正常，檢查接線是否良好。

5 田間管網(wǎng)運行管理

5.1 管道

管道主要采用PE管。灌溉季節(jié)，定期巡查管道運行情況，檢查是否有泄漏，如有泄漏，查明原因及時止漏。每個月打開支管末端堵頭，在正常工作壓力下徹底沖洗干管和支管一次，沖洗過程中每次只能打開部分輪灌片區(qū)的控制閥，不能全部同時打開，以保持管道內(nèi)水流壓力。每次施肥完成后應開啟水泵用清水沖洗管道5min，避免肥料在管道內(nèi)沉積，避免管道和微噴頭堵塞。每年灌溉季節(jié)結束后，對管道進行全面檢查，若有損壞及時進行修復或更換。若冬季來臨時，管道未埋設在凍土層之下，需放空管道內(nèi)存水，防止管道凍裂。

5.2 閥門

閥門主要包括閘閥、蝶閥、電磁閥等，操作方式可以是手動、電動。定期對閥門進行檢查，保證閥門正常工作，閥門需啟閉正常，開關靈活可靠，閥門井中無積水，電控閥門電路連接要可靠。對于閘閥，閥桿尤其是其螺紋部分，要經(jīng)常擦拭，潤滑劑要保持干凈，若被塵土弄臟需更換新的，因為塵土中含有硬雜物，容易磨損螺紋和閥桿表面，影響使用壽命。 對于蝶閥，需定期檢查密封面磨損情況，若密封不嚴，需及時更換密封件；檢查轉(zhuǎn)動部件是否靈活，定期添加潤滑劑；檢查填料是否過時失效，如有損壞應及時更換。對于電磁閥，通電時若有噪聲，擰緊頭上的緊固件；若鐵芯吸合面有雜質(zhì)，及時進行清理；如果出現(xiàn)泄漏，及時檢查連接處和密封件，若密封件損壞，立即更換。

6 灌水器運行管理

灌水器采用微噴頭。灌水前對出現(xiàn)損壞或脫落的微噴頭進行補換。系統(tǒng)運行過程中，定期檢查微噴頭的工作狀況，若出現(xiàn)流量下降、泄漏、不出水等異常情況，及時采取措施解決。如果微噴頭發(fā)生堵塞，處理方法包括加氯處理法、酸處理法等，但需要特別注意的是處理后要用清水將管道沖洗半小時以上，防止污染水源、土壤等。

7 運行管理制度

7.1 加強管理人員業(yè)務水平

管理人員應具備相應的專業(yè)技術水平，必須培訓合格才能上崗。管理人員應熟練掌握水肥一體化微噴灌系統(tǒng)的操作流程和規(guī)章制度，應結合灌溉作物、生長時期、天氣情況等綜合因素調(diào)整灌溉施肥制度?？啥ㄆ诓扇±碚撝R和實操技術相結合的方式，加強對管理人員的技能培訓?？赏ㄟ^參加線上或線下相關科技服務培訓會以及聯(lián)系科技服務人員、科技服務團隊等多種方式，不斷提高管理水平。

7.2 建立崗位責任制

明確管理人員、園區(qū)主體、分管領導的工作職責和任務，做好崗位設置規(guī)范合理，責任可追溯。把相關工作人員在該崗位的工作納入其全年工資績效考核，對該項工作完成較好的人員給予一定的經(jīng)濟獎勵，對履職不到位的給予一定的經(jīng)濟處罰，充分調(diào)動人員的積極性[6]。

7.3 建立系統(tǒng)運行記錄制度

做好系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)記錄，包括運行時間、流量、壓力、功率等。編制灌溉施肥計劃和作業(yè)計劃，每天填寫工作日志，做好每個灌溉周期的完整數(shù)據(jù)記錄，并把數(shù)據(jù)備份和存檔[7]。