大力推廣“水肥一體化”技術(shù) 建設(shè)現(xiàn)代節(jié)水高效農(nóng)業(yè)

[1]李紅艷 [2]王曉亮 [3]賈天慧

水肥一體化技術(shù)是提高水肥利用率的最佳技術(shù)手段，是將灌溉與施肥有機(jī)結(jié)合的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)新技術(shù)，它具有節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)藥、省工、增產(chǎn)、方便田間作業(yè)、防止土壤板結(jié)和環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用水肥一體化技術(shù)是解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)缺水、肥料利用率低的根本性措施，對發(fā)展無公害、綠色農(nóng)業(yè)和可持續(xù)農(nóng)業(yè)具有十分重要的意義。

“有收無收在于水”，“收多收少在于肥”，這兩句農(nóng)諺精辟地闡述了水和肥在種植業(yè)中的重要性及其相互關(guān)系。農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家均重視做好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植上的水肥管理，例如以色列以“沙漠之國”打造“農(nóng)業(yè)強(qiáng)國”的奇跡聞名于世，其主要措施之一就是發(fā)展水肥利用率高的水肥一體化技術(shù)。自20世紀(jì)60年代開始推廣應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，它被公認(rèn)為是當(dāng)今世界上提高水肥資源利用率的最佳技術(shù)。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的主旋律，它具備了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提出的要求，同時(shí)它的諸多優(yōu)點(diǎn)，也是建設(shè)資源節(jié)約和環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)的切入點(diǎn)。

1.水肥一體化的概念及其優(yōu)點(diǎn)

1.1基本概念 水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥有機(jī)結(jié)合的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)新技術(shù)，主要是借助新型微灌系統(tǒng)，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和作物的需水、需肥規(guī)律，在灌溉的同時(shí)將可溶性固體肥料或液體肥料配對成肥液，與灌溉水一起均勻、準(zhǔn)確地輸送到作物根部土壤中，供給作物吸收，并且精確控制灌水量、施肥量、灌溉次數(shù)和施肥時(shí)間，達(dá)到“以水調(diào)肥”和“以肥促水”的水肥耦合技術(shù)。由于灌溉過程主要是根部灌溉，肥料也隨水直接被輸送到根系的周圍，直接被作物吸收利用，極大地減少灌溉和肥料的投入，提高水資源和肥料的利用率，并顯著地提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.2水肥一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

節(jié)水：主要是系統(tǒng)全部由管道準(zhǔn)確適時(shí)適量地向作物的根層供水，并可根據(jù)需要對作物進(jìn)行局部灌溉施肥，提高水分利用率，大田應(yīng)用該技術(shù)，年ha可減少用水量500m3，與傳統(tǒng)的大水漫灌相比，節(jié)水80%以上。

節(jié)肥：由于減少了肥料的流失，提高了肥效，同時(shí)滴灌施肥多集中在根層的附近，容易被作物吸收，所以肥料利用率由30%~40%提高到60%~70%。

節(jié)藥：在溫室大棚中實(shí)施水肥一體化技術(shù)與常規(guī)的溝灌施肥技術(shù)相比，棚室的溫度、濕度明顯降低，在很大程度上抑制了作物病害的發(fā)生，從而降低了農(nóng)藥的投入，農(nóng)藥用量可減少30%～40%。

省工：實(shí)施水肥一體化技術(shù)以后，減少了灌水、施肥等勞動(dòng)用工，節(jié)省勞動(dòng)力。

增產(chǎn)：水肥合理的配合，為作物生長提供了良好的水分、養(yǎng)分條件，在提高作物產(chǎn)量的同時(shí)，也提高了產(chǎn)品品質(zhì)。

方便田間作業(yè)：田間大部分地面是干燥的，便于在灌水的同時(shí)進(jìn)行其他農(nóng)事操作。

防止土壤板結(jié)和環(huán)境污染：水肥一體化技術(shù)要求嚴(yán)格控制灌溉用水量及化肥施用量，可避免將化肥淋洗到深層土壤，造成土壤和地下水的污染；有效地控制施肥量和施肥時(shí)間，可避免過量施肥帶來的土壤板結(jié)等土壤退化問題，有利于保護(hù)環(huán)境。

2.水肥一體化技術(shù)要點(diǎn)

水肥一體化是一項(xiàng)綜合技術(shù)，涉及到農(nóng)田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面，其主要技術(shù)要點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

2.1滴灌系統(tǒng)的組成

大田作物灌溉一般采用固定式加壓滴灌系統(tǒng)。固定式加壓滴灌系統(tǒng)由水源工程、首部樞紐、輸配水管網(wǎng)、滴頭及控制、量測和保護(hù)裝置等組成。

水源：池塘、渠水、井水等水質(zhì)符合滴灌要求的均可作為滴灌的水源。

首部控制樞紐：由水泵、過濾器、施肥器、控制和測控保護(hù)設(shè)備等組成。井灌區(qū)以井為單位設(shè)計(jì)泵站。過濾器采用離心過濾器與網(wǎng)式過濾器二級過濾，施肥裝置采用施肥罐，施肥罐由過濾系統(tǒng)過濾后輸入。測控保護(hù)裝置包括水表、壓力表、止回閥、排氣閥等。

輸配水管道：由干管、支管、毛管組成。干管和分干管均可采用PE管材，管徑根據(jù)流量分級配置，工作壓力多為0.63Mpa；毛管目前多選用內(nèi)鑲式滴灌帶或邊縫迷宮式滴灌帶；首部及大口徑閥門多采用鐵件。干管或分干管的首端進(jìn)水口設(shè)閘閥，支管和輔管進(jìn)水口處設(shè)球閥。

2.2輸水管網(wǎng)的布置

干支管布置：干管分總干管和分干管，總干管從首部樞紐沿斗渠方向布置，分干管沿農(nóng)渠方向（條田長方向）布置與總干管成樹枝狀分布；分干管單側(cè)各布置若干條支管（垂直播種方向），分支管平行支管布置；分支管上三通管雙向各接一根毛管，支管間距是毛管鋪設(shè)長度的2倍。干管鋪設(shè)的間距應(yīng)嚴(yán)格控制在120m以內(nèi)，一邊可控制60m。

毛管（滴灌帶）布置：滴灌帶可在作物播種后噴撒完除草劑后鋪設(shè)，如果苗期不需澆水也可在中期鋪，鋪設(shè)在兩壟中間，滴灌孔向上。建議采用平播或?qū)捳蟹N植技術(shù)，可以提升灌溉質(zhì)量，減少灌溉時(shí)間。

2.3灌水定額的確定 根據(jù)作物品種的需水量、降水量等確定灌水定額。滴灌的用水量是傳統(tǒng)灌溉方式的15%，是噴灌的50%；灌水定額確定后可按作物的需水規(guī)律，并結(jié)合降水情況和土壤墑情確定灌水次數(shù)、灌水時(shí)期和每次的灌水量。以玉米為例：一般播種后ha澆75m3左右的出苗水；拔節(jié)期（6月25日 ~7月5日）結(jié)合施肥公頃澆水150m3左右；抽雄期（7月10日 ~15日），公頃澆水75~150m3。

2.4肥料的選擇 適合滴灌施肥的肥料應(yīng)該滿足以下要求：肥料中養(yǎng)分濃度較高；在田間溫度條件下完全溶于水；流動(dòng)性好，不會阻塞過濾器和滴頭；雜質(zhì)含量低，其所含調(diào)理劑物質(zhì)含量最小，能與其他肥料混合；不會引起灌溉水pH值的劇烈變化；對控制中心和灌溉系統(tǒng)的腐蝕性小。生產(chǎn)中常做為滴灌肥料的種類有：尿素、硫酸銨、硝酸銨、硝酸鈣、硫酸鉀、氯化鉀、硫酸鋅、磷酸二氫鉀等。目前，蔬菜沖施肥廣泛應(yīng)用于灌溉施肥，主要是由于沖施肥成分較復(fù)雜，有的不但含速效氮磷鉀，還含有可溶性有機(jī)物及微生物。沖施肥有多種配方，其可供各種作物在各個(gè)生育期選擇施用，而且價(jià)格較低。

2.5滴灌施肥的方法

肥料溶解與混勻：施用液態(tài)肥料時(shí)不需要攪動(dòng)或混合，一般固態(tài)肥料需要與水混合攪拌成液肥，必要時(shí)分離，避免出現(xiàn)沉淀等問題。

施肥量控制：施肥時(shí)要掌握劑量，注入肥液的適宜濃度大約為灌溉流量的0.1%。例如，灌溉流量為50m3/畝，注入肥液大約為50L/畝，過量施用可能會使作物致死以及環(huán)境污染。

滴灌施肥的程序分3個(gè)階段：第一階段，選用不含肥的水濕潤；第二階段，施用肥料溶液灌溉；第三階段，用不含肥的水清洗滴灌系統(tǒng)。

3.梨樹縣推廣應(yīng)用情況

目前，應(yīng)用水肥一體化技術(shù)最普遍的是蔬菜，包括黃瓜、豆角、番茄、茄子和西葫蘆等。其他作物，例如甜瓜、西瓜、果樹等也逐漸開始廣泛應(yīng)用，據(jù)估算，2010年梨樹縣2.3萬棟溫室大棚中，60%以上都已安裝了滴灌施肥系統(tǒng)。露地栽培的甜瓜、西瓜等作物，應(yīng)用微灌或滴灌施肥技術(shù)面積約在6000畝左右。根據(jù)梨樹鎮(zhèn)高家村調(diào)查資料表明，大棚蔬菜采用膜下滴灌施肥技術(shù)，灌溉水利用率達(dá)90%，比地面灌溉節(jié)水30%~40%，每畝每季平均節(jié)水100m3。氮肥當(dāng)季利用率可提高28%，磷肥和鉀肥利用率分別達(dá)到40%~50%、60%~80%，節(jié)肥40%~50%?？墒棺魑锂a(chǎn)量提高20%以上；另外，作物初采時(shí)間比畦灌沖肥提前7~10天。膜下灌溉施肥由于土壤蒸發(fā)量小，棚內(nèi)空氣濕度低使作物病害明顯減輕。灌水均勻度高，克服了畦灌造成的土壤板結(jié)。平均每畝每季節(jié)省勞力10個(gè)。

在四棵樹鄉(xiāng)付家街村的旱作節(jié)水基地示范該技術(shù)，2009年的大旱之年下，創(chuàng)造了ha產(chǎn)量11615.4kg的產(chǎn)量水平。2010年推廣面積450畝，ha產(chǎn)量達(dá)11579.2kg，較對照平均增產(chǎn)2164.2kg，增產(chǎn)幅度達(dá)23.0%，ha節(jié)省化肥投入450元，ha降低灌溉成本200元。2011年參加高產(chǎn)競賽獲獎(jiǎng)農(nóng)戶均采用了該項(xiàng)技術(shù)，其中高產(chǎn)狀員雙河鎮(zhèn)劉興軍ha產(chǎn)量達(dá)到16350kg，實(shí)現(xiàn)了畝產(chǎn)噸糧。

水肥一體化技術(shù)為農(nóng)民減少了肥料投入、省工省力，還能增產(chǎn)增收，農(nóng)民已經(jīng)開始意識到灌溉施肥的重要性。作為用水“大戶”，中國農(nóng)業(yè)用水的科學(xué)利用成為發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵。與此同時(shí)，肥料的大量流失、水體富營養(yǎng)化以及面源污染等現(xiàn)象也向人類亮起了警示燈。不言而喻，探索節(jié)水、節(jié)肥的農(nóng)業(yè)新模式已成為不容回避的現(xiàn)實(shí)問題。水、肥的高效利用是中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的必由之路，應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，是解決當(dāng)前農(nóng)業(yè)缺水、肥料利用率低的根本性措施。通過實(shí)施水肥一體化技術(shù)在提高作物產(chǎn)量的同時(shí)，還能減少農(nóng)田環(huán)境污染，改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力，對發(fā)展無公害、綠色農(nóng)業(yè)和可持續(xù)農(nóng)業(yè)都具有十分重要的意義。只有做到水、肥、生態(tài)農(nóng)業(yè)的有機(jī)結(jié)合，才能為農(nóng)民增收、農(nóng)業(yè)增產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用將促進(jìn)我國當(dāng)前粗放的耕作方式向精細(xì)農(nóng)業(yè)全面轉(zhuǎn)型,是助推現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的重要手段之一。