引入滴灌,种植就不再是一堆零散的活儿,而是一套系统。做得好,它能按时给每株植物输送精确的水量,消除人为失误的一大来源,并让种植间可以扩大规模。做得不好,它会供水不均、发生堵塞,在你以为一切正常时悄无声息地失效。本指南介绍各个组件、购买前必须定好的设计决策、安装步骤以及维护计划。本文还会讲到热带气候下的一些问题,厂家的标准指南很少涉及这些。全文以 FloraFlex 为实例;品牌概况请参见主题帖 24(FloraFlex®:精准灌溉与营养解决方案)。
1. 滴灌系统究竟解决什么问题
人工浇水有三个问题,规模越大越难处理:
不一致。 每株植物得到的水量略有不同,浇水时间也略有不同,这取决于由谁来浇、有多少时间。局部干燥和湿润不均是根区问题的常见来源(参见关于根区的主题帖 1343)。
人力。 在种植间里,浇水是最耗时的一项重复性工作,而且没法压缩。
不在场。 人不在的时候就没法手动浇水。每个离开种植间三天的种植者都深有体会。
滴灌能给你的: 每株植物得到定量的水,按定时器输送,每次都一样,无论你在不在场。
滴灌不能给你的: 免于检查。一个滴头堵塞后又运行了四天的滴灌系统,在你以为一切正常时已经害死了一株植物。维护部分是本文最重要的内容。
2. 组件
任何滴灌系统都由以下部分组成:
- 管路: 一条从水泵引出的主管,以及通往每株植物的较细的支管。
- 接头和配件: 三通、弯头、倒刺接头、堵头。
- 滴头或滴箭: 输送终端,插入栽培基质中,把水和养分直接送到根区。
- 表面分布器(环形或垫式): 把水分散输送到基质表面,而不是集中在一个点上。
- 过滤器: 用于保护滴头。
- 压力调节器: 使整个系统的压力保持稳定。
- 定时器: 用于自动浇水。
- 水泵和储液箱。
实例:FloraFlex。 在 FloraFlex 目前的产品列表中,输送端分为两部分:
- 微管滴箭组件,有 1 路、2 路和 4 路分流规格。产品列表标注其滴头为压力补偿式,并采用自清洁迷宫流道设计。每支滴箭的额定流量是固定的,无法调节,因此每株的水量由滴箭数量和运行时长决定。
- Matrix 系统: Matrix 单元放置在基质上,通过 1/4" 外径管路上的 Circulator 环供水。它下面垫着一块无纺布 Matrix Pad,可将水分沿表面横向导开。
FloraFlex 还有一款 Quick Disconnect Pipe System,部分滴箭组件被标注为与之不兼容,因此混用部件前请先确认兼容性。
关于分布环与单点滴头。 单个滴头把所有水都滴在一个点上,在盆器里,水会从这个点沿一条通道往下流,而不是湿润整个根区。环形或表面分布器(Matrix 就是一例)则把水分散到盆面四周。在椰糠或土壤中,这一点非常重要;在岩棉中则没那么重要。这是廉价滴头与专为大麻设计的滴灌产品之间最主要的设计差异,多花的钱是值得的。
3. 购买前的设计决策
压力是最容易让人栽跟头的一项。 每个滴头都有一个设计压力,在该压力下才能输出额定流量。压力太低,它只会滴滴答答或根本打不开;压力太高,则会出水过量或从管路上崩脱。压力补偿式滴头只能在其额定压力范围内起补偿作用。压力调节器不是可有可无的配件,有了它,流量才是一个已知量。
流量、水量和时长是同一个决策。 你需要知道滴头流量,才能知道定时器要运行多久才能输送你想要的水量。不要盲目相信滴头的额定流量,要实测。 在一个滴头下放一个量杯,让系统运行一段已知时间,然后计算。在管路的起点和末端各做一次。
本文不提供流量、管径或压力数据。 已公开的厂家和零售商产品列表对这些数据的标注并不一致,我们也无法按照核实其他数据时的标准来核实它们。请索取你所购买的具体组件的规格表,然后通过实测加以核实,无论如何你都应该实测。
均匀度是设计目标,也是人们最容易忘记的一项。 灌溉工程师会测量同一分区内各滴头出水的均匀程度,称为出水(或灌水)均匀度。佛罗里达大学/IFAS 的田间评估公报 Field Evaluation of Microirrigation Water Application Uniformity(BUL265,Smajstrla 等)在每个分区至少采样 18 个点。公报发现,压力均匀度差最常见的原因是设计不当,而滴头之间差异大通常是由堵塞造成的。压力会沿管路逐渐下降,因此除非系统设计时做了补偿,长管路上最后一株植物得到的水会比第一株少。补偿的办法有:使用压力补偿式滴头、采用环形管路而非末端封闭的管路,或者缩短管路长度。
经验法则:测量每条管路上第一个和最后一个滴头。 如果两者相差超过约 10%,应重新设计,而不是靠手动去弥补。这只是一个快速的实用检查,并非工程标准。完整的评估需要在整个分区内对许多滴头采样。
过滤。 每个滴灌系统都需要过滤。滴头的孔口很小,任何颗粒物都会将其堵塞。有机添加剂与滴灌系统正是在这一点上产生冲突(参见第 6 节)。
4. 安装步骤
厂家指南中给出的任何滴灌系统的标准安装步骤:
- 准备。 开工前把所有东西备齐。分几天零零碎碎完成的滴灌安装,正是漏水的根源。
- 规划。 画出布局图:水源在哪里、每株植物放在哪里、滴头装在哪里。先在纸上做。 改方案成本很低,改已经剪好的管子就不是了。
- 组装。 管子要切得干净利落,因为切口平整垂直,倒刺接头才能密封。装上接头,用专用打孔器安装滴头,并连接水源。
- 压力管理。 安装压力调节器。
- 漏水测试。 运行系统,检查每个连接处是否滴漏。
- 调整。 测试水的分布和流量;定期监测运行状况。
以下三点来自实践经验,通常不在厂家的检查清单里:
使用专用打孔器。 打孔器打出的孔能密封。用钻头、钉子或螺丝刀弄出来的孔则不能,从打孔那天起就会漏水。
在植物入场前先用清水运行系统。 冲洗管路。否则,生产残留物和切管时产生的塑料碎屑会把你的第一个滴头堵住。
给管路和分区贴标签。 在有多个分区、或多个品种按不同计划浇水的种植间里,没有标签的管路不出一个月就会乱得无法管理。
5. 维护
厂家的标准指导:定期检查是否有堵塞,根据需要清洁或更换滴头,监测压力并调整调节器。
这些说法没错,但太笼统,无法照着执行。以下是一份维护计划:
每个灌溉周期,如果你在种植间里: 看一眼。应该能看到水确实到达了每一个盆。停止出水的滴头,你看了就一目了然,不看就完全发现不了。
每周:
- 检查每株的排出液量或盆重。植物缺水会先在这里表现出来,然后才在叶片上表现出来。
- 检查储液箱液位并补充。
- 检查过滤器。
每月:
- 测量每条管路上第一个和最后一个滴头的流量。 这项检查能发现逐渐发生的局部堵塞,否则这种故障你永远不会察觉。
- 检查压力调节器的读数。
- 查看管路和储液箱中是否有藻类。
两茬之间:
- 冲洗整个系统。 盐分和生物膜会在管路中积累。
- 更换性能不佳的滴头。
- 清洗储液箱。
盐分问题。 残留在管路中的营养液会蒸发并析出盐分。久而久之,滴头孔口会先变窄、然后堵塞。"滴灌清洁剂"类添加剂正是为此设计的:每次施肥时以低剂量持续添加,防止沉积物形成。无论使用专用产品还是定期冲洗,你都需要一套应对策略。这是滴灌系统故障的常见原因。
6. 有机营养液与滴灌不太兼容
这一点值得单独成节,因为在本论坛读者中,这是最常见的设计冲突。
有机营养液会堵塞滴头,而且比矿物营养液堵得更快。颗粒物会沉淀,有机物会滋养生物膜,生物膜会使孔口变窄。在滴灌中使用堆肥茶和未过滤的有机肥风险很高。如果要用,就必须过滤到滴头要求的规格、每次运行后冲洗,并做好更换滴头的准备。 许多种植者改为手动施用堆肥茶,规模较大时则用低压背负式喷雾器施用。
滴灌最适合使用完全可溶的矿物营养(参见关于营养的主题帖 268)。过滤后的液体有机肥可以通过滴灌施用,但需要高强度过滤、严格的冲洗计划,以及做好定期更换滴头的准备。这是可以应付的,但需要付出代价。
7. 标准指南很少涉及的热带气候问题
高温下生物膜生长更快。 温暖、黑暗、内壁附着养分的管道几乎是微生物生长的理想环境。本地区的系统比同样的系统在温带种植间里污染得更快。缩短冲洗间隔,并预期需要更频繁地更换滴头。
储液箱水温。 温水中的溶解氧较少。曝气可以让水接近饱和,但温水的饱和上限更低,所以单靠打气无法达到低温储液箱的水平。常见的经验目标是 20–22 °C,因此至少要给储液箱做好保温隔热、不要放在温热的地面上,并做好避光。冷水机、有益微生物和 Pythium 的内容请参见《在 31 °C 储液箱水温下运行水培系统》;另请参见关于根腐病的主题帖 1263。
藻类。 光照加养分加温暖,就等于藻类。使用不透光的管路和不透光的储液箱,并给储液箱加盖。在这种气候下,半透明管路就是一个藻类养殖场。
供电可靠性。 用定时器控制的滴灌系统默认有市电供应。在供电时断时续的地方,停电后会恢复成默认计划、甚至完全不再恢复运行的定时器,是一个实实在在的风险。使用带电池备份的定时器,每次停电后都要检查,不要让一株植物的全部供水依赖于一个自上次停电以来你都没核实过的设备。
需水量更高。 高温下植物蒸腾更快,因此与温带的浇水计划相比,单次灌溉量和灌溉频率都会增加。储液箱和水泵的规格要据此确定。
8. 什么情况下值得上滴灌
值得,如果: 你的植物不止寥寥几株;你无法每天在场;你在运营连续种植或商业种植;你需要可重复性以满足合规或记录要求;或者你使用椰糠或惰性基质,灌溉频率很高。
可能不值得,如果: 你只有几株植物,种在大土盆里,每三天浇一次水;你的有机方案依赖堆肥茶或未过滤的投入品;或者你不打算做每月的流量检查。无人监测的滴灌系统比人工浇水更糟,因为它会悄无声息地失效。
实话总结: 滴灌消除了不一致和人力负担,但增加了维护义务和一种新的故障模式。超过一定规模,这笔交换显然值得;低于这个规模,则显然不值得。这个门槛大致就在人工浇水再也挤不进你可用时间的那个点上。
大家在用什么做过滤和定时器备份?在这么热的天气下,你们多久更换一次滴头?大多数滴灌指南都以温带条件为前提。来自本地区种植间的真实维护间隔,正是本论坛可以切实记录下来的东西。
论坛相关阅读:主题帖 24(FloraFlex® 品牌概况)、主题帖 1031(水培)、主题帖 1343(根区)、主题帖 268(营养)、主题帖 1323(种植间设计)以及主题帖 1263(根腐病)。
本帖由一个销售灌溉产品(包括 FloraFlex)的会员账号发布;文中建议适用于任何滴灌系统。组件规格会有变动;请始终以厂家的最新文档为准,并通过实测核实流量。靠近水的电气设备应按照当地电气规范安装,并配备适当的漏电保护。各国对大麻种植的监管各不相同。在泰国,种植大麻需要依据卫生部关于管控草药的规定(佛历 2568 年)取得许可证/执照;《大麻管控法》目前仍是提交众议院审议的草案。本文内容不构成法律建议。