图1  旁通施肥罐示意图

图2    田间应用的卧式金属施肥罐（左）和立式金属施肥罐（右） 

图3 大棚应用的立式塑料低压施肥罐（10升）和大田应用的塑料耐压施肥罐（200升）

肥料罐是用抗腐蚀的陶瓷衬里或镀锌铸铁、不锈钢或纤维玻璃做成，以确保经得住系统的工作压力和抗肥料腐蚀。在低压灌溉系统中（如大棚滴灌），由于压力低（约10m水压），也可用塑料罐。固体可溶肥料在肥料罐里逐渐溶解，液体肥料则与水快速混合。随灌溉进行，肥料不断被带走，肥料溶液不断被稀释，养分浓度越来越低，最后肥料罐里的肥料都流走了。该施肥系统操作简单、设备便宜，不需要用外部动力就可以达到较高的稀释倍数。然而，该系统也存在一些缺陷，如无法精确控制灌溉水中的肥料注入速率和养分浓度，每次灌溉之前都得重新将肥料装入施肥罐内。节流阀增加了压力的损失，而且该系统不能用于自动化操作。肥料罐常做成10～300L的规格。一般温室大棚小面积地块用体积小的施肥罐，大田轮灌区面积较大的地块用体积大的施肥罐。

一般而言，旁通施肥罐安装在灌溉系统的首部，过滤器和水泵之间。安装时，沿主管水流方向，连接两个异径三通，并在三通的小口径端装上球阀，将上水端与旁通施肥罐的一条细管相连（此管必须延伸至施肥罐底部，便于溶解和稀释肥料），主管下水口端与旁通施肥罐的另一细管相连。

旁通罐的操作运行顺序如下：1.根据各轮灌区具体面积或作物株数（如果树）计算好当次施肥的数量。称好或量好每个轮灌区的肥料。2.将液体肥直接倒入施肥罐，若用固体肥料则应先行单独溶解并通过滤网注入施肥罐。有些用户将固体肥直接投入施肥罐，使肥料在灌溉过程中溶解，但需要5倍以上的水量以确保所有肥料被溶完。注完肥料溶液后，扣紧罐盖。3.检查旁通管的进出口阀均关闭而调节阀打开，然后打开主管道阀门。4. 打开旁通进出口阀，然后慢慢地关闭节制阀，同时注意观察压力表，得到所需的压差（1～3m水压）。5. 对于有条件的用户，可以用电导率仪测定施肥所需时间。施肥完后关闭进出口阀门。 6. 要施下一罐肥时，必须排掉部分罐内的积水。在施肥罐进水口处应安装一个1/2＂的进排气阀或1/2＂的球阀。打开罐底的排水开关前，应先打开排气阀或球阀，否则水排不出去。

施肥罐操作时应该注意以下问题。1.当罐体较小时（小于100L），固体肥料最好溶解后倒入肥料罐，否则可能会堵塞罐体。特别在压力较低时可能会出现这种情况。2.有些肥料可能含有一些杂质，倒入施肥罐前先溶解过滤，滤网100～120目。如直接加入固体肥料，必须在肥料罐出口处安装一个1/2＂的筛网式过滤器。或者将肥料罐安装在主管道的过滤器之前。3.每次施完肥后，应对管道用灌溉水冲洗，将残留在管道中的肥液排出。一般滴灌系统20～30分钟，微喷灌5～10分钟。对喷灌系统无要求。如有些滴灌系统轮灌区较多，而施肥要求尽量短的时间完成，可考虑测定滴头处电导率的变化来判断清洗的时间。一般的情况是一个首部的灌溉面积越大，输水管道越长，冲洗的时间也越长。冲洗是个必须过程。因为残留的肥液存留在管道和滴头处，极易滋生藻类青苔等低等植物，堵塞滴头；在灌溉水硬度较大时，残存肥液在滴头处形成沉淀，造成堵塞。据作者调查，大部分灌溉施肥后滴头堵塞都与施肥后没有及时冲洗有关。及时的冲洗基本可以防止此类问题发生。但在雨季施肥时，可暂时不洗管，等天气晴朗时补洗。否则会造成过量灌溉淋洗肥料。4.肥料罐需要的压差由入水口和出水口间的节制阀获得。因为灌溉时间通常多于施肥时间，不施肥时节制阀要全开。经常性地调节阀门可能会导致每次施肥的压力差不一致（特别当压力表量程太大时，判断不准），从而使施肥时间把握不准确。为了获得一个恒定的压力差，可以不用节制阀门，代之以流量表（水表）。水流流经水表时会造成一个微小压差，这个压差可供施肥罐用。当不施肥时，关闭施肥罐两端的细管，主管上的压差仍然存在。在这种情况下，不管施肥与否，主管上的压力都是均衡的。因这个由水表产生的压差是均衡的，无法调控施肥速度，所以只适合深根的作物。对浅根系作物在雨季要加快施肥，这种方法不适用。

旁通施肥罐设备成本低，操作简单，维护方便，施肥时不需要外加动力。设备体积小，占地少。但旁通施肥罐也存在明显的缺点。

1、施肥浓度不可控制。旁通罐是定量化施肥方式，即只管当次的施肥总量，不关心施肥过程中浓度的变化。实际上旁通罐施肥过程中浓度是先高后低，浓度在施肥过程中是变化的。一次施肥过程需要1-3小时完成。这种情况只适合滴灌应用。各种喷灌淋灌的工作时间都较短（几至几十分钟），不能选用施肥罐。即使在滴灌条件下，在雨季土壤湿润无需灌溉，但要通过滴灌系统施肥，要求在满足均匀度的情况下施肥速度要快，这时施肥罐也满足不了要求。对浅根系作物，雨季滴灌系统用施肥罐是不适宜的。

2、判断施肥是否完成比较困难。施肥罐工作时是密闭的，有没有施完肥肉眼看不见，用户常常无法掌握准确的施肥时间。很多用户在第一罐肥还没有施完的情况下（单纯看罐底有没有肥），就将罐内的肥液排掉加第二罐肥，造成浪费。在有条件的地方，可以用下列方法测定施肥时间。

（1）、肥料大部分为无机盐（尿素除外），溶解于水后使溶液的电导率增加。用笔式电导率仪监测施肥时流出液的电导率（EC值）的变化即可知每罐肥的施肥时间。将某种单质肥料或复合肥料倒入罐内约1/3容积，记录入水口压力（有压力表情况下）或在节制阀的旋紧位置做记号（入水口无压力表情况下），用电导率仪测量流出液的EC值，记录施肥开始的时间。施肥过程中每隔5分钟测量一次，直到EC值与入水口灌溉水的EC值相等，此时表明罐内无肥，记录结束的时间。开始与结束的时间差即为当次的施肥时间。

图4、用电导率仪监测施肥时间及浓度变化

（2）、利用钾离子与铵离子能与2％的四苯硼钠（简称纳氏试剂）形成白色沉淀来判断。做法同电导率仪法相似。试验肥料可用硝酸钾、氯化钾、硫酸铵、磷铵等含钾或铵的肥料。记录开始施肥的时间。每次用50ml的烧杯取肥液3～5ml，滴入1滴四苯硼钠溶液，摇匀，开始施肥时变白色沉淀，以后随浓度越来越稀而无反应。此时的时间即为施肥时间。

图5、用纳氏试剂监测施肥完成时间

尿素是灌溉施肥中最常用的氮肥。但上述两种方法都无法检测尿素的施肥时间。可以将尿素与钾肥按9：1的比例加入罐内，用监测电导率的办法了解尿素的施肥时间。因钾肥的溶解度比尿素小，只要监测不到电导率的增加，表明尿素已施完毕。或者用纳氏试剂检测。

3、肥料溶解慢。在北方井灌区，水温低（约9-10摄氏度），用施肥罐溶解肥料速度很慢。特别是吸热溶解的肥料（如尿素、硝酸钾、氯化钾、硝铵等），需要更长的时间溶解。

4、施肥效率低下。 在大田灌溉区，一个轮灌区从几亩至几十亩不等。施肥罐体积有限，每次只能装不超过100公斤肥料（以最大体积300升为例），农户需要多次注肥溶肥。施肥罐的注肥口很小（最大的约30厘米口径），注肥不方便。大的袋装肥料需要多人操作。一些施肥罐为立式的，增加了施肥难度。

  图6、施肥罐施肥需要较多的人工

5、锈蚀严重耐用性差。 现在在田间应用的施肥罐主要是碳钢材料的，非常容易生锈。一些施肥罐只能用一两年。

6、无法自动化施肥。现在劳力成本越来越高，自动化施肥是大势所趋，特别是规模化灌区（如新疆、内蒙等地）。施肥罐是国外70-80年代广泛应用的施肥设备，现在基本淘汰了。主要原因除上面的不足外，不能自动化是被淘汰的决定性原因。

作者在田间调查发现施肥罐使用中存在一些问题。在田间大面积灌溉区，有些施肥罐体积太小，应该配置300升以上，方便用户施肥。有些施肥罐上不安装进排气阀，导致操作困难。有些施肥罐的进水和出肥管管径太小（16或20毫米管径），无法调控施肥速度。一般对200升以上的施肥罐，应该采用32mm的钢丝软管。从注肥的操作便利看，卧式施肥罐优于立式施肥罐。绝大部分灌溉企业都没有交给用户施肥罐的操作说明书，用户不懂正确的使用方法。

图7 施肥罐注肥口左侧的黑色物体为进排气阀

通过灌溉系统施肥，实际上有很多高效方便低廉的办法（如泵注肥法、泵吸肥法。作者后期陆续介绍），完全可以克服施肥罐的各种不足。目前田间使用的施肥罐大部分不是农户自己选择的，而是一些灌溉企业作为标准配置安装的。一些灌溉设计人员也缺乏施肥设备的基本知识。施肥设备选择是否合理，不但关系到农户施肥的方便，更关系到整套灌溉系统是否发挥最大作用。作者看到田间的一套先进滴灌系统，由于安装了施肥罐施肥，每次施肥要5-6小时完成，造成严重的过量灌溉，最后施的肥全部被淋洗，滴灌的作物长势还不如常规大水漫灌。作者建议在田间大面积灌溉区逐步淘汰施肥罐，改用其它高效施肥设备。而在小面积低压灌溉区（如大棚蔬菜）可以选用小型施肥罐。