高含沙水滴灌系统中施肥对滴头堵塞行为的影响及调控：关键发现与应用意义

《Irrigation Science》：Impact and control of fertilization on emitter clogging behaviors in drip irrigation systems using high-sediment water

为解决高含沙水滴灌（HSWDI）中滴头堵塞问题及明确施肥下的最优含沙量，研究人员开展了不同含沙量（0.5 g L?1、1.0 g L?1、1.5 g L?1 ）和施肥策略（不施肥、施聚磷酸铵）对滴头堵塞影响的研究。结果表明二者存在耦合效应，施肥时含沙量应低于 1.0 g L?1 ，该成果有助于 HSWDI 技术推广。

　　高含沙水滴灌（High-sediment water drip irrigation，HSWDI）有缓解农业用水短缺的潜力，但受到滴头堵塞的阻碍。控制沉积物浓度能缓解滴头堵塞，然而施肥条件下的最佳沉积物浓度尚不明确。这项时长 400 小时的研究评估了三种沉积物浓度（0.5 g L^?1、1.0 g L^?1和 1.5 g L^?1）以及两种施肥策略（不施肥和施用聚磷酸铵）对滴头堵塞的影响。结果显示，施肥促进了沉积物絮凝，降低了滴头的排沙能力，平均使排沙率降低 6.2%，并使内部沉积物的中值粒径增加 14.3%，从而加剧了滴头堵塞。具体而言，在沉积物浓度为 0.5 g L^?1时，施肥后滴头的相对流量（Dra）相较于未施肥组仅下降 7.1%，而在 1.0 g L^?1和 1.5 g L^?1时，Dra 分别下降 27.3% 和 43.9%。这主要是因为施肥增加沉积物浓度，进而促进了沉积物絮凝。在未施肥处理中，所研究的最大浓度下的 Dra 比 0.5 g L^?1时低 33.0%，而在施肥情况下 Dra 降低了 59.5% 。这些发现表明，沉积物浓度和施肥对滴头堵塞有很强的耦合效应。因此，在高含沙水滴灌中施肥时需要降低沉积物浓度。在施用聚磷酸铵的情况下，沉积物浓度应低于 1.0 g L^?1。这些结果有助于控制高含沙水滴灌滴头堵塞，对高含沙水滴灌技术的应用和推广具有重要意义。