節(jié)水農(nóng)業(yè)將引起施肥技術(shù)變革

文/全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心 高祥照 吳 勇

節(jié)水農(nóng)業(yè)用水方式的改變，根本性地改變了農(nóng)田種植環(huán)境，土壤中水肥運動迥異于傳統(tǒng)種植方式，這將引起施肥技術(shù)的深刻變革，施肥方法、施肥設備和肥料品種隨之發(fā)生巨大變化，肥隨水走，水變肥亦變。

什么是節(jié)水農(nóng)業(yè)

節(jié)水農(nóng)業(yè)是指節(jié)約和高效用水的農(nóng)業(yè)，即在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中既要節(jié)約用水提高水的利用率，又要高效用水提高水資源的利用效率和效益，其根本目的是在水資源有限的條件下實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益最大化。2007年農(nóng)業(yè)部出臺《農(nóng)業(yè)部關(guān)于推廣農(nóng)田節(jié)水工作的意見》，明確指出節(jié)水農(nóng)業(yè)是新時期農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項戰(zhàn)略性舉措。節(jié)水農(nóng)業(yè)的工作重點在于加強工程、設備、農(nóng)藝和管理等措施在田間的集成創(chuàng)新，并將農(nóng)田節(jié)水與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合起來，將作物增產(chǎn)增效作為節(jié)水農(nóng)業(yè)的衡量標準，通過節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應用，提高單位水資源的產(chǎn)出數(shù)量，提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，提高農(nóng)業(yè)的綜合效益，促進糧食增產(chǎn)和農(nóng)民增收。

節(jié)水農(nóng)業(yè)是新時期中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向

發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是應對全球氣候變化的必然選擇。支持我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的水土資源有三個特點。

一是水資源總量不足。單位耕地灌溉面積的水資源量僅為世界平均水平的19%。農(nóng)業(yè)灌溉缺水約300-450億方，每年因缺水約有1億畝灌溉面積得不到灌溉。二是水土資源空間分布不匹配，與農(nóng)業(yè)發(fā)展結(jié)構(gòu)錯位。長江淮河一線以北地區(qū)耕地占全國的65%，水資源僅占全國總量的20%，區(qū)域性缺水十分嚴重，尤以華北和西北供需矛盾更為突出。但目前“北糧南運”格局與水資源分布嚴重錯位。第三，降水時間分布不均，旱澇災害并存。我國屬季風氣候，6-9月降水占60%-70%,華北地區(qū)高達80%，夏季洪澇，冬春干旱。

近年來，在全球氣候變暖的大背景下，以上三個問題有愈加惡化的傾向，且對國家糧食安全構(gòu)成巨大威脅。比如，2009年春季全國冬小麥主產(chǎn)區(qū)就發(fā)生了100年一遇的特大干旱，因此，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是在全球氣候變暖趨勢下，我國農(nóng)業(yè)主動適應新形勢的必然選擇。

表1 全國節(jié)水農(nóng)業(yè)類型分區(qū)

發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)國家糧食增產(chǎn)規(guī)劃目標的必由之路。2008年國家提出1000億斤糧食增產(chǎn)規(guī)劃，按照我國現(xiàn)在一方水生產(chǎn)一公斤糧食（1k g/m3）的水分利用水平，需要新消耗500億m3的農(nóng)業(yè)水資源。但是經(jīng)過大規(guī)模的建設，容易開發(fā)的水資源多已利用，糧食增產(chǎn)計劃面臨無水可用的困境。要實現(xiàn)糧食增產(chǎn)1000億斤規(guī)劃目標必須走以提高水資源利用效率為核心的節(jié)水農(nóng)業(yè)之路，大幅度提高單位水資源的糧食生產(chǎn)能力。實踐證明，這是一條行之有效的道路。如近年農(nóng)業(yè)部在西北旱區(qū)大面積推廣全膜覆蓋集雨保墑技術(shù)，在300mm降水條件下，玉米畝產(chǎn)能穩(wěn)定達到600k g，增產(chǎn)約50%。我國北方甘肅、陜西、寧夏、青海等10個省區(qū)適宜全膜雙壟集雨保墑技術(shù)的旱作區(qū)面積約1.5億畝，平均畝增產(chǎn)按110k g計算，僅此一項技術(shù)每年可增產(chǎn)糧食330億斤。

發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是構(gòu)建和諧社會的必然要求。近50年來, 中國農(nóng)業(yè)走過了一條高投入、高產(chǎn)出和資源消耗、環(huán)境污染的道路，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進入大范圍生態(tài)退化和環(huán)境污染的階段。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍存在的大水漫灌等傳統(tǒng)灌溉導致水肥資源浪費和環(huán)境污染問題嚴重。例如設施農(nóng)業(yè)種植的蔬菜、果樹等目前大部分還采取傳統(tǒng)的畦灌方式，果樹全生育期畦灌4-5次，每次60-80方/畝，浪費巨大。同時，肥料隨水滲漏，還對農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)環(huán)境造成潛在威脅，據(jù)資料，京、津、唐地區(qū)地下水硝酸鹽超標率達 55.1%。發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，既可最大限度發(fā)揮水肥資源生產(chǎn)效率，又可避免水肥的深層滲漏，減少浪費，比如采用水肥一體化等技術(shù)，可節(jié)水50%，節(jié)肥30%以上。節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)節(jié)水、節(jié)肥、生態(tài)友好、環(huán)境安全的特性正體現(xiàn)了發(fā)展和諧社會的內(nèi)在要求。旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，以發(fā)展旱作保墑、集雨補灌技術(shù)為核心，通過深松耕營造土壤水庫，地膜秸稈等覆蓋保墑，施用抗旱劑、保水劑提高抗旱抗逆性能，使用緩控釋肥料、有機肥料大幅提高單產(chǎn)，最終達到提高自然降水生產(chǎn)效率的目的。在精灌區(qū)，即設施農(nóng)業(yè)及適宜微灌的水澆地農(nóng)業(yè)區(qū)，充分利用噴滴灌技術(shù)，結(jié)合水肥一體化，實現(xiàn)水、肥資源的科學精確利用。在種植糧食作物的澆灌區(qū)，大力推廣測墑節(jié)水灌溉，改善灌溉制度，提高農(nóng)民科學用水意識，擴大灌溉面積，提高灌溉水生產(chǎn)效率。在水田種植區(qū)，推廣少澆濕潤灌溉等技術(shù)，促進水肥耦合，提高肥料利用率，減少水資源浪費，減輕環(huán)境污染。

節(jié)水農(nóng)業(yè)將引導施肥技術(shù)的深刻變革

節(jié)水農(nóng)業(yè)類型分區(qū)及技術(shù)對策

按照水分資源條件和特點，全國節(jié)水農(nóng)業(yè)可以分為四種類型區(qū)，即旱作區(qū)、水田區(qū)、澆灌區(qū)和精灌區(qū)。旱作區(qū)指沒有灌溉條件，依靠天然降水進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域；水田區(qū)指以種植水稻等水生作物為主的區(qū)域，包括灌溉水田和望天田；澆灌區(qū)指除水田以外，有水源保證和灌溉設施，在一般年景能正常灌溉的耕地；精灌區(qū)指設施農(nóng)業(yè)及應用微灌、噴灌等現(xiàn)代節(jié)水灌溉設備的區(qū)域。以上四大類型區(qū)耕地面積見表1。

按照因地制宜，分類指導的原則，根據(jù)全國節(jié)水農(nóng)業(yè)四大類型區(qū)域水資源特點和不同作物需水規(guī)律，組裝配套適合不同區(qū)域的節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系。在

節(jié)水農(nóng)業(yè)用水方式的改變，根本性地改變了農(nóng)田種植環(huán)境，土壤中水肥運動迥異于傳統(tǒng)種植方式，這將引起施肥技術(shù)的深刻變革，施肥方法、施肥設備和肥料品種隨之發(fā)生巨大變化，肥隨水走，水變肥亦變。

在旱作區(qū)，從2002年開始農(nóng)業(yè)部在甘肅、陜西、寧夏、青海等省區(qū)大面積示范推廣地膜覆蓋集雨保墑技術(shù)，在300m m 降水條件下，畝產(chǎn)達到600k g以上，增產(chǎn)50%以上。2006年甘肅發(fā)生特大干旱，生育期降水僅190mm，夏糧基本絕收，但項目區(qū)采用該項技術(shù)玉米畝產(chǎn)300-400k g。這一技術(shù)要求從播種一直到收獲整個生育期都處于地膜覆蓋的狀態(tài)，以充分積蓄降水和降低蒸發(fā)損失。這也出現(xiàn)了一個問題，即后期追肥變得非常困難甚至不可行，播種期成為整個生育期的唯一的施肥機會。同時，由于大幅增產(chǎn)，作物養(yǎng)分需求大大增加。這種情況下，如果仍采取常規(guī)的施肥方法，作物生長后期養(yǎng)分供應不上，脫肥現(xiàn)象必然發(fā)生。怎么才能讓采用地膜覆蓋集雨保墑技術(shù)的玉米供應足夠的養(yǎng)分

水肥結(jié)合，前景無限廣闊

表2 全國農(nóng)田各類節(jié)水技術(shù)應用面積表

呢？解決方案就是采用新的肥料品種：緩控釋肥料和長效肥料，在播種時一次施足，養(yǎng)分在整個生育期緩慢釋放保證作物整個生育期的養(yǎng)分需求。實踐證明，緩控釋肥料和長效肥料非常適合旱作區(qū)覆蓋保墑技術(shù)模式，是節(jié)水農(nóng)業(yè)與施肥技術(shù)完美結(jié)合的典范。

在精灌區(qū)，近幾年微灌發(fā)展非常迅猛，在設施農(nóng)業(yè)、水果以及棉花、馬鈴薯、玉米、甘蔗等大田作物上得到大面積的應用。在微灌條件下，水分通過壓力灌溉系統(tǒng)以均勻、細小的狀態(tài)濕潤作物根部區(qū)域，即變傳統(tǒng)的大水漫灌為局部濕潤。如果仍采用傳統(tǒng)的施肥方式如撒施等，濕潤區(qū)域外的肥料將無水溶解作物不能利用而導致嚴重的浪費。因此在精灌區(qū)，采用水肥一體化技術(shù)，通過管道系統(tǒng)進行施肥是最適宜、最好的施肥方式。水肥一體化技術(shù)，相當于給作物“打點滴”, 基本無淋洗和深層滲漏，肥料浪費減少；施肥的均勻性大大提高，通過微灌系統(tǒng)施肥的作物長勢一致，商品性提高；產(chǎn)量水平也得到大幅度提高。水肥一體化技術(shù)開辟了養(yǎng)分利用的新天地，養(yǎng)分管理進入了微觀時代，人類大大增強了對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的控制水平和能力。采用水肥一體化技術(shù)，必須要有一個前提：通過微灌系統(tǒng)施用的肥料，必須100%水溶，否則容易引起微灌系統(tǒng)堵塞甚至報廢，帶來巨大的損失。因此，水溶性好、配方科學、價格適中的肥料，將會隨著微灌和水肥一體化技術(shù)的大面積應用和推廣，需求變得越來越大，市場規(guī)模也會越來越大。

在澆灌區(qū)，測墑節(jié)水灌溉將逐漸取代大水漫灌等傳統(tǒng)的水分管理方法。傳統(tǒng)灌溉方法，以冬小麥為例，分為底墑水、蒙頭水、返青水、拔節(jié)水、孕穗水、麥黃水等，一般年景都要灌水4-5次，每次灌水80方以上，總灌水量達到300-400方/畝，不僅水資源浪費嚴重，也造成了肥料的巨大浪費。在測墑節(jié)水灌溉模式下，是否灌溉將根據(jù)農(nóng)田土壤墑情決定，灌溉次數(shù)將減少為2-3次（含底墑水），后期灌溉和追肥次數(shù)也將相應減少。這樣，測墑節(jié)水灌溉模式下，養(yǎng)分管理必然要根據(jù)灌溉制度的改變而改變。施肥不但要測土，還要測定土壤墑情，以決定是不是適合施肥，什么時間施肥。

在水田種植區(qū)，推廣少澆濕潤灌溉等技術(shù)，減少農(nóng)田灌溉水徑流損失，從而肥料隨水流失少，不但提高了肥料利用率，還減輕施肥對環(huán)境尤其是水系的污染。另一方面，少澆濕潤灌溉減少了傳統(tǒng)的水田干濕交替過程，從而減輕氮肥的硝化和反硝化過程，減少農(nóng)田氮養(yǎng)化物等溫室氣體的排放，為緩解溫室效應，應對全球氣候變暖做出貢獻。

據(jù)全國農(nóng)技中心不完全統(tǒng)計，2009年各類節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣應用面積已經(jīng)達到4.3億畝（按播種面積）。如表2所示：其中，旱作區(qū)全膜覆蓋集雨保墑技術(shù)約9000萬畝，水肥一體化技術(shù)約1300多萬畝，測墑節(jié)水灌溉約3000萬畝，深松耕營造土壤水庫配套抗旱座水種4400多萬畝，水稻少澆濕潤灌溉約4000多萬畝。節(jié)水農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展將引導施肥方法、施肥設備、肥料品種、肥料結(jié)構(gòu)以及肥料市場發(fā)生重大變化。肥料行業(yè)需要認清新形勢、新情況、新變化，開發(fā)適應節(jié)水農(nóng)業(yè)的新產(chǎn)品、新劑型、新技術(shù)和新方法，積極應對我國農(nóng)業(yè)用水方式的改變，主動適應節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展對肥料的新要求。

一是要開發(fā)適應旱作區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)的緩控釋肥、長效肥等新型肥料。我國旱作農(nóng)業(yè)區(qū)有10億畝的耕地面積，因此，緩控釋肥、長效肥等新型肥料成長空間非常巨大。

二是要開發(fā)適用于水肥一體化技術(shù)的水溶性肥料。近年來，蔬菜和果樹用肥已占總化肥用量的30%，占鉀肥總用量的44%。而蔬菜、水果等經(jīng)濟作物都將逐步采用微灌和水肥一體化技術(shù)。因此，適用于微灌系統(tǒng)的水溶性肥料市場前景無限廣闊。

三是要開發(fā)應對各種災害性天氣的新型肥料。隨著全球氣候變化加劇，各種災害性天氣有越演越烈之勢。這種情況下，能夠抵御災害性天氣或減輕損失，且易于應用的肥料將能大顯身手。如天達-2116、磷酸二氫鉀噴霧能有效抵御低溫凍害和干熱風等。

四是要研究適應節(jié)水農(nóng)業(yè)的施肥技術(shù)體系。要根據(jù)節(jié)水農(nóng)業(yè)不同類型區(qū)域的水土資源特點和用水方式，系統(tǒng)研究與之配套的施肥方法、施肥設備、肥料品種以及養(yǎng)分管理模式等，形成節(jié)水農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)體系。