農業微納米氣泡水發生器及滴灌技術

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農業微納米氣泡水發生器及滴灌技術如何開發利用鹽鹼地等邊際土壤以及提升集約化設施農業種植區的生產效率已經成為保障我國糧食安全的核心問題。然而，土壤通氣性不足已經成為限制上述土壤生產力的主要因素之一。

目錄

一、技術名稱

農業微納米氣泡水發生器及滴灌技術

二、技術概述

（一）研發背景

藉助滴灌封閉式全管道化系統向作物根區加氧，開展作物根區微生境水肥氣多要素精細調控可以有效改善土壤通氣性，從而提升作物產量與品質。現有加氧方式多集中於文丘里、雙氧水等，產生的氣體在水中溶解度低、保存時間短、與作物根系接觸面積小等，阻礙了加氧灌溉在農業上的發展與應用。得益於微納米氣泡存在時間長、比表面積大、傳質效率高等特性，將其應用於加氧灌溉中有望解決傳統加氧方式的局限性。基於此，本項目提出了一種基於離心式節流孔釋氣原理的微納米氣泡發生器，現已發展到第三代機型。與國內外同類產品相比，該裝置產生氣泡的平均粒徑與濃度無明顯差異，但氣泡賦存時間與設備價格存在明顯優勢（僅為國外同類產品1/10）。同時，在國際上率先創建了農業微納米氣泡水滴灌系統及應用技術，建立了一種全新的清潔、綠色納米農業技術，並在新疆和內蒙鹽鹼化土壤區、廣西南方紅壤區、設施農業區等進行應用示範，效果顯著。微納米氣泡發生器及滴灌技術已獲水利部新產品鑑定，達國際先進水平；獲授權國家發明專利4項，其中「微納米氣泡加氧滴灌系統及方法」獲中國專利獎；「水肥氣一體化滴灌系統及微納米氣泡發生器」列入2017年度水利先進實用技術重點推廣指導目錄；該產品及應用技術作為主要成果之一的成果「作物根區土壤水肥氣協同精量調控滴灌技術研發及應用」獲2016年中國產學研合作創新成果一等獎。

（二）技術要點及參數

該微納米氣泡發生器產生的微納米氣泡豐富且均勻，與現階段市場同類產品相比，具有明顯的價格和技術優勢表1.png。

（三）技術示範推廣情況

核心技術「微納米氣泡發生器及滴灌技術」獲水利部新產品鑑定，達國內先進水平；「微納米氣泡水加氧滴灌系統及方法」獲第十八屆中國專利優秀獎；「作物根區土壤水肥氣協同精量調控滴灌技術研發及應用」獲2016年中國產學研合作創新成果一等獎；「水肥氣一體化滴灌系統及微納米氣泡發生器」列入《2017年度水利先進實用技術重點推廣指導目錄》，被認定為水利先進實用技術。自2010年3月起，先後在北京、新疆、內蒙、廣西等省市多地進行技術示範與推廣，獲得了良好的效果。2013-2019年，在北京市通州區國際種業科技園區內，採用該技術後設施番茄、黃瓜和大田春玉米產量增幅分別達到14.9%、23.0%和12.2%，VC含量分別增加了29.0%、38.9%和18.1%，番茄紅素含量增加了29.2%。在新疆奎屯大田甜菜進行了大面積生產示範，甜菜塊根產量增加了13%，含糖率增加了17.0%，產糖量增加了13.9%。

和常規技術相比，應用該技術可提升設施蔬菜與大田作物產量提升14%與12%以上，VC含量提升15%以上，水分、肥料利用率提高10%以上。同時微納米氣泡水滴灌技術還可以提升土壤通氣性，促進土壤養分礦化，提高土壤肥力，在減量施肥的基礎上實現作物的穩產甚至增產提質。

三、適宜區域

本技術適宜在都市圈設施區、北方鹽鹼地區、南方紅壤區等地進行推廣應用。

四、注意事項

針對不同作物類型與土壤質地、肥力條件，根據實際情況進行加氣濃度、加氣頻率等參數的制定。