尿素一般以分子态溶于水中，由于 N 原子电负性大，尿素分子间易形成氢键，故相同浓度尿素比其他肥料滴灌流体的电导率小且运动粘度系数大，分子间作用力及有效接触面积大[23],分子缔合程度高，流动性差，与流道壁面的粘附力强[23 -25].另外，由于尿素滴灌时 pH 值在 7. 28 ~ 7. 78 之间（ 图 5） ,水中 Ca2 +、Mg2 +、HCO3 -、SO24等离子易生成化学沉淀[4],尿素分子与水中悬浮颗粒易发生物理吸附并附着于流道壁面。正是由于尿素分子缔合析出物对流道内悬浮颗粒的捕捉团聚以及其水体较差的流动性，形成了堵塞物絮状磨砂的多孔表面，且其间可见尿素分子晶体的四方锥单形结构[26]
（ 图 3a） .施肥浓度越高，水的粘度系数越大，尿素分子与流道壁面的粘附力越大，尿素分子析出量也越大，故尿素滴灌诱发滴头堵塞的风险在肥料质量分数为 3. 0% 滴灌时最为显着。因此，尿素滴灌诱发滴头堵塞的机制可能为分子态尿素析出物与水中悬浮颗粒物形成团聚体造成的物理堵塞。
试验选用的磷肥含大量硫酸钙和少量硅石杂质，经沉淀过滤后，这些杂质的悬浮颗粒仍会进入系统，经长期灌水，除杂质外，磷酸二氢钙水合物转化成微溶的无水磷酸氢钙最终诱发滴头堵塞，该过程发生了化学反应且生成沉淀。一方面，当施肥浓度增大时，水中阳离子数量在增大，细小的不溶或者难溶物质颗粒也在增多，当阳离子增加到一定值时，双电层受静电引力压缩而变薄，Zeta 电位降低，悬浮物絮凝强度及沉降强度显着增大[27],易在流道进口处和拐角处淤积下来； 另一方面，含磷的阴离子与悬浮杂质发生的吸附作用，增强了颗粒间絮凝团聚的可能，故磷肥诱发滴头流道堵塞风险较高[28 -29].当施肥浓度继续增加，灌溉水 pH 值进一步降低至 3. 21时（ 图 5b） ,有效抑制了碳酸钙等盐类沉淀及微生物生长引起的化学堵塞和生物堵塞，滴头流道将恢复通畅[30 -31],较低浓度滴灌反而降低了堵塞风险。因此，可溶性磷肥滴灌诱发的滴头堵塞机制主要为磷肥的吸附作用加速杂质、离子置换形成的沉淀颗粒絮凝物的形成，其堵塞为物理、化学耦合堵塞。
硫酸钾是一种较强的电解质[32],故不同浓度肥液的电导率均显着高于氮肥、磷肥和复合肥，为11 910 ~ 27 860 μS / cm（ 图 5a） ,水体运动粘度系数小，进入流道内的悬浮颗粒及可溶性盐离子跟随流动性好，悬浮物易随水流流出滴头流道[21].钾肥滴灌 pH 值在7. 23 ~7. 33 之间（ 图5b） ,属于中度堵塞范围，易加速水中钙、镁离子形成沉淀，经检测生成硫酸钙和芒硝石。在长期滴灌的干湿交替中，流道内壁化学沉淀附着层将逐渐加厚，壁面粘附力增大，进而悬浮颗粒更易被吸附粘结在壁面，导致流道过流能力逐渐下降。钾肥浓度越大，硫酸钾结晶物、化学沉淀物越多，滴头堵塞的风险越大，但总体小于尿素与磷肥，其堵塞主要为化学堵塞。
选用的复合肥滴灌适用性最优，一方面是由于其氨基酸螯合态 Ca、Mg、Fe 等中微量元素离子有效避免了与 PO3 -4、CO2 -3生成沉淀[33],完全随水流流出滴头； 另一方面，由于其滴灌水质呈弱酸性（ pH 值为 5. 74 ~6. 10） ,引起滴头堵塞程度轻微，由于钙、镁沉淀形成的壁面附着层几率较低，电导率为13210 ~26 660 μS / cm,明显高于尿素和磷肥，肥料离子与水中悬浮颗粒物通过性也较高。故该肥料滴灌过程不生成沉淀，原有悬浮颗粒物的通过性也良好。
但本试验未考虑长期滴灌过程中微生物滋生、营养物质输送及水流剪切力变化引起的滴头堵塞物质形成和生长动态变化过程，今后将综合考虑物理、化学、生物等多因素影响，确定不同施肥滴灌条件下，滴头的堵塞机理与过程，提出相应的预防和治理管理办法。
4 结论。
（ 1） 在没有或者仅有少量固体悬浮物参与的情况下，施肥滴灌具有诱发或加速滴头堵塞的风险。
（ 2） 不同肥料特性诱发滴头堵塞的风险不同。肥料质量分数小于 2. 0% 时，滴头堵塞风险由大到小表现为： 磷肥、尿素、钾肥、复合肥，当肥料质量分数大于等于 3. 0% 时，尿素诱发滴头堵塞的风险最高，磷肥次之，钾肥和复合肥较小。
（ 3） 不同肥料类型诱发滴头堵塞的主要物质形成机制不同。尿素滴灌主要考虑肥料分子改变水体流动性诱发的颗粒物质与壁面粘附的沉积堵塞； 可溶磷肥滴灌主要考虑磷吸附行为下肥料杂质的团聚沉淀堵塞； 硫酸钾滴灌主要考虑钙、镁沉淀诱发流道壁面糙度升高使过流断面减小造成的堵塞； 可溶性复合肥诱发机理有待进一步研究。
（ 4） 滴头结构对施肥诱发堵塞的影响存在流道结构尺寸和流道结构类型的交互作用。
参考文献：
1 李久生，张建君，薛克宗。 滴管施肥灌溉原理与应用[M]. 北京： 中国农业科学技术出版社，2003.
2 ADIN A,SACKS M. Dripper-clogging factors in wastewater irrigation[J]. Journal of Irrigation and Drainage Engineering,1991,117（ 6） : 813 - 826.
3 仵峰，范永申，李辉，等。 地下滴灌滴头堵塞研究[J]. 农业工程学报，2004,20（ 1） : 80 - 83.WU Feng,FAN Yongshen,LI Hui,et al. Clogging of emitter in subsurface drip irrigation system[J]. Transactions of the CSAE,2004,20（ 1） : 80 - 83. （ in Chinese）4 HILLS D J,NAWARF M,WALLER P M. Effects of chemical clogging on drip-tape irrigation uniformity[J]. Transactions of theASAE,1989,32（ 4） : 1202 - 1206.
5 BUCKS D A,NAKAYAMA F S,GILBERT R G. Trickle irrigation water quality and preventive maintenance[J]. AgriculturalWater Management,1979,2（ 2） : 149 - 162.
6 NAKAYAMA F S,BUCKS D A. Water quality in drip / trickle irrigation: a review[J]. Irrigation Science,1991,12（ 4） : 187 - 192.
7 刘璐，牛文全，ZHOU Bob. 细小泥沙粒径对迷宫流道灌水器堵塞的影响[J]. 农业工程学报，2012,28（ 1） : 87 - 93.LIU Lu,NIU Wenquan,ZHOU Bob. Influence of sediment particle size on clogging performance of labyrinth path emitters[J].Transactions of the CSAE,2012,28（ 1） : 87 - 93. （ in Chinese）。
8 闫大壮，杨培岭，李云开，等。 再生水滴灌条件下滴头堵塞特性评估[J]. 农业工程学报，2011,27（ 5） : 19 - 24.YAN Dazhuang,YANG Peiling,LI Yunkai,et al. Evaluation of drip emitter clogging with reclaimed wastewater irrigation [J].Transactions of the CSAE,2011,27（ 5） : 19 - 24. （ in Chinese）。
9 李云开，宋鹏，周博。 再生水滴灌系统灌水器堵塞的微生物学机理及控制方法研究[J]. 农业工程学报，2013,29（ 15） : 98 - 107.LI Yunkai,SONG Peng,ZHOU Bo. Microbiology mechanism and controlling methods for emitter clogging in the reclaimed waterdrip irrigation system[J]. Transactions of the CSAE,2013,29（ 15） : 98 - 107. （ in Chinese）。
10 李康勇，牛文全，张若婵，等。 施肥对浑水灌溉滴头堵塞的加速作用[J]. 农业工程学报，2015,31（ 17） : 81 - 90.LI Kangyong,NIU Wenquan,ZHANG Ruochan,et al. Accelerative effect of fertigation on emitter clogging by muddy waterirrigation[J]. Transactions of the CSAE,2015,31（ 17） : 81 - 90. （ in Chinese）。
11 刘璐，李康勇，牛文全，等。 温度对施肥滴灌系统滴头堵塞的影响[J / OL]. 农业机械学报，2016,47（ 2） : 98 - 104. http: ∥www. j-csam. org / jcsam / ch / reader / view_abstract. aspx? file_no = 20160214&flag = 1. DOI: 10. 6041 / j. issn. 1000-1298. 2016.02. 014.LIU Lu,LI Kangyong,NIU Wenquan,et al. Influence of temperature on emitter clogging with fertigation through drip irrigationsystem[J / OL]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2016,47（ 2） : 98 - 104. （ in Chinese）。
12 刘燕芳，吴普特，朱德兰，等。 温室水肥滴灌系统迷宫式滴头堵塞试验研究[J / OL]. 农业机械学报，2014,45（ 12） : 50 - 55.http: ∥www. j-csam. org / jcsam / ch / reader / view_abstract. aspx? file_no = 20141208&flag = 1. DOI: 10. 6041 / j. issn. 1000-1298.2014. 12. 008.LIU Yanfang,WU Pute,ZHU Delan,et al. Clogging of labyrinth emitters in greenhouse fertigation[J / OL]. Transactions of theChinese Society for Agricultural Machinery,2014,45（ 12） : 50 - 55. （ in Chinese）。
13 闫大壮，杨培岭，任树梅。 滴头流道中颗粒物质运移动态分析与 CFD 模拟[J]. 农业机械学报，2007,38（ 6） : 71 - 74.YAN Dazhuang,YANG Peiling,REN Shumei. Study on dynamic analysis of particle movement in drip emitter based on CFD[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2007,38（ 6） : 71 - 74. （ in Chinese）。
14 王心阳，王文娥，胡笑涛。 滴灌施肥对滴头抗堵塞性能及系统均匀度影响试验研究[J]. 中国农村水利水电，2015（ 11） : 1 - 5.WANG Xinyang,WANG Wen'e,HU Xiaotao. Research on the emitter anti-clogging performance and system uniformity caused byfertigation[J]. China Rural Water and Hydropower,2015（ 11） : 1 - 5. （ in Chinese）15 BOZHURT S,OZEKICI B. The effects of fertigation managements on clogging of in-line emitters[J]. Journal of AppliedSciences,2006,6（ 15） : 3026 - 3034.
16 SHINDE D G,PATEL K G,SOLIA B M,et al. Clogging behaviour of drippers of different discharge rates as influienced bydifferent fertigation and irrigation water salinity levels[J]. Journal of Environmental Research and Development,2012,7（ 2A） :917 - 922.
17 GB 5084-2005 农田灌溉水质标准[S]. 2005.
18 ISO / TC 23 / SC 18 / WG5 N12-V3 Clogging test methods for emitters[S]. 2006.
19 周博。 滴灌系统灌水器生物堵塞特性、评估及机理研究[D]. 北京： 中国农业大学，2016.ZHOU Bo. Characteristics,evaluation and mechanism of bio-clogging process in drip irrigation emitters[D]. Beijing: ChinaAgricultural University,2016. （ in Chinese）。
20 王文娥，王福军，牛文全，等。 滴头流道结构对悬浮颗粒分布影响的数值分析[J]. 农业工程学报，2009,25（ 5） : 1 - 6.WANG Wen'e,WANG Fujun,NIU Wenquan,et al. Numerical analysis of influence of emitter channel structure on suspendedgranule distribution[J]. Transactions of the CSAE,2009,25（ 5） : 1 - 6. （ in Chinese）。
21 张俊。 迷宫流道灌水器水力与抗堵塞性能评价及结构优化研究[D]. 西安： 西安交通大学，2009.ZHANG Jun. Evaluation of hydraulic and anti-clogging performances and structural optimization of labyrinth-channel emitters[D]. Xi'an: Xi'an Jiaotong University,2009. （ in Chinese）。
22 牛文全，喻黎明，吴普特，等。 迷宫流道转角对灌水器抗堵塞性能的影响[J]. 农业机械学报，2009,40（ 9） : 51 - 55.NIU Wenquan,YU Liming,WU Pute,et al. Influence of angle of labyrinth channels on anti-clogging performance of emitter[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2009,40（ 9） : 51 - 55. （ in Chinese）。
23 姚允斌，朱志昂。 物理化学教程[M]. 长沙： 湖南教育出版社，1985.
24 [日]镰仓武富。 尿素肥料详说[M]. 马复祥，译。 北京： 农业出版社，1959.
25 宋其圣。 无机化学[M]. 北京： 化学工业出版社，2008.
26 魏明，王希敏，张克从。 尿素的结晶习性和晶体缺陷研究[J]. 人工晶体，1988（ 增刊 1） : 252.WEI Ming,WANG Ximin,ZHANG Kecong. Study on the crystal habit and crystal defeet of urea[J]. Journal of Synthetic Crystals,1988（ Supp. 1） : 252. （ in Chinese）。
27 蒋国俊，张志忠。 长江口阳离子浓度与细颗粒泥沙絮凝沉积[J]. 海洋学报，1995,17（ 1） : 76 - 82.
28 DURAN-ROS M,PUIG-BARGU?S J,ARBAT G,et al. Effect of filter,emitter and location on clogging when using effluents[J]. Agricultural Water Management,2009,96（ 1） : 67 -79.
29 孙其诚，厚美瑛，金峰，等。 颗粒物质物理与力学[M]. 北京： 科学出版社，2011.
30 PITTS D J,HAMAN D Z,SMAJSTRIA A G. Causes and prevention of emitter plugging in microirrigation systems1[J].Agricultural and Biological Engineering,1986,40（ 1 - 2） : 201 - 218.
31 FEIGIN A,RAVINA I,SHALHEVET J. Effect of irrigation with treated sewage effluent on soil,plant and environment[M]∥FEIGIN A,RAVINA I,SHALHEVET J. Irrigation with Treated Sewage Effluent. Springer Berlin Heidelberg,1991: 34 - 116.
32 [苏]巴拉诺夫，[苏]考列尼科夫。 钾肥及其施用[M]. 王统正，译。 北京： 科学技术出版社，1957.
33 李东光，翟怀凤。 精细化学品配方（ 九） [M]. 南京： 江苏科学技术出版社，2008.
