南和縣夏玉米水肥一體化技術(shù)研究與示范

李杰

[摘 要] 本研究以夏玉米為指示作物進(jìn)行了水肥一體化技術(shù)試驗(yàn)示范，探討提高夏玉米產(chǎn)量合理、節(jié)水節(jié)能的水肥管理措施。試驗(yàn)表明，通過夏玉米水肥一體化管理技術(shù)可以有效的達(dá)到玉米水肥管理實(shí)現(xiàn)節(jié)約用地、節(jié)水節(jié)肥節(jié)能、節(jié)約用工、增加產(chǎn)量、保護(hù)耕地、降低污染的目的。

[關(guān)鍵詞] 水肥一體化 田間操作 示范方法 生產(chǎn)調(diào)查

[中圖分類號] S513 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1003-1650 （2016）12-0124-02

引言

玉米是我國第二大糧食品種，年種植面積平均在2500萬公頃左右，產(chǎn)量則達(dá)1.2億噸。我國玉米分布較廣，全國20個省、市、自治區(qū)都有種植。玉米的廣泛種植要求我們更加提高對玉米的管理技術(shù)。近年來生產(chǎn)中選用高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、適于機(jī)械化要求的玉米品種進(jìn)行單粒精播可以獲得高產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本、解放農(nóng)村勞動力、提高經(jīng)濟(jì)效益；科學(xué)防治病蟲草害、合理化控是奪取玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵；科學(xué)性、節(jié)約性、環(huán)保性的測土配方施肥技術(shù)的應(yīng)用改變了農(nóng)民陳舊的觀念，增加了糧食產(chǎn)量，提高了農(nóng)民的收入；水肥一體化施肥灌溉技術(shù)的深入推廣應(yīng)用，更是對保護(hù)農(nóng)業(yè)環(huán)境、保障糧食安全、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到了積極的推動作用。本文就是通過玉米水肥一體化管理技術(shù)來達(dá)到節(jié)能增產(chǎn)的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)目的。

南和縣是農(nóng)業(yè)大縣，常年夏玉米種植面積30萬畝左右，已實(shí)現(xiàn)糧食產(chǎn)量11年連增，在邢臺市糧食生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。但我縣位于氣候脆弱帶，是我國水資源最為匱乏的地區(qū)之一，人均水資源占有量僅為全國的十分之一，而農(nóng)業(yè)用水約占社會用水總量的70%，特別是小麥玉米生產(chǎn)用水約占農(nóng)業(yè)用水的70%。隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，對水的需求量日益增加，而地表水得不到快速有效的補(bǔ)充，人們不得不開采深層地下水資源。與此同時，地下水的超量開采帶來了一系列的嚴(yán)重后果，南和縣河道基本全部斷流，地下水以每年1米多的速度下降，水資源短缺已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要因素。所以節(jié)水首先要從農(nóng)業(yè)開始。因此，小麥玉米水肥一體化技術(shù)推廣勢在必行。從2013年開始，應(yīng)邢臺市土肥站要求，在南和縣史召鄉(xiāng)南高李村建設(shè)夏玉米施肥一體化示范田，進(jìn)行節(jié)水技術(shù)研究與示范。示范區(qū)采用微噴水肥一體化模式。微噴水肥一體化是借助地面壓力節(jié)水灌溉系統(tǒng)，將可溶性固體或液體肥料溶解在灌溉水中，按作物發(fā)育不同時期的水肥需求，通過可控管道系統(tǒng)使肥料隨水一起施入田間，也可根據(jù)作物病蟲害發(fā)生情況，加入所需防治藥劑，達(dá)到水肥藥一體使用的目的。其特點(diǎn)是能夠精確地控制灌水量和施肥量，顯著提高水肥利用率。因其具有節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)地、增產(chǎn)、增效等優(yōu)勢，是一項(xiàng)應(yīng)用前景廣闊的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新技術(shù)。經(jīng)過連續(xù)3年的示范與推廣，目前已取得一定效果。

1 示范方法

1.1 示范區(qū)基本情況

示范區(qū)位于史召鄉(xiāng)南高李村西，邢（臺）清（河）公路南側(cè)，年平均氣溫13℃，最高氣溫41.7℃，最低-21.9℃，無霜期196天，初霜期10月25日，終霜期4月11日；土壤凍土期12月19日，土壤凍結(jié)深度40cm左右，化凍期在2月份上旬，≥0°積溫4819.8℃，≥10°有效積溫4435.3℃，全年日照時數(shù)2461.7小時，年均降水量475.1毫米，平均海拔高度39米。土壤養(yǎng)分基礎(chǔ)情況如下：

1.2 示范田間布置

1.2.1工程構(gòu)成及資金投入

示范區(qū)微噴水肥一體化系統(tǒng)由水源、首部系統(tǒng)、輸水管道和微灌帶四部分組成。包括潛水泵、加壓泵、逆止閥、過濾器、壓力表、水表、排氣閥、文丘里、輸水干管及輸水支管等組成。輸水干管采用φ90×1.2的PE管， 輸水支管為規(guī)格N65五孔微噴帶，田間微噴帶鋪設(shè)間距為1.8米。其中首部和主管道投資450元/畝，可利用周期為10年以上，田間微噴帶投資120元/畝，可利用周期為2～3年，每年折合投入85～105元/畝。

1.2.2田間操作

水肥一體化施肥操作步驟：采用文丘里施肥器的施肥方法舉例說明如下：①一個微噴單元控制的畝數(shù)=開啟的微噴帶條數(shù)×每條微噴帶的米數(shù)×微噴帶間距/667。示范區(qū)每次開啟3條微噴帶，每條微噴帶長150米，微噴帶間距1.8米，那么一次噴灌畝數(shù)為3×150×1.8/667=1.2畝。②確定施肥量。根據(jù)每畝施肥計(jì)算一個微噴單元的施肥量。如需施N—P2O5—K2O含量為33—6—11的水溶肥20公斤/畝，則每次加肥量為1.2畝×20公斤/畝=24公斤。③溶解肥料：先向施肥罐內(nèi)注水，加水量為肥量的1～2倍，然后把稱好的肥料倒入施肥罐內(nèi)，攪拌均勻。④施肥。先澆一定時間的清水（最少約5分鐘），然后打開文丘里施肥器開關(guān)，通過調(diào)整施肥器主管道上的球閥調(diào)整施肥速度，控制在10～15分鐘內(nèi)施完肥為宜。施肥結(jié)束后，關(guān)閉施肥器，再澆最少約5分鐘的清水，沖洗管道內(nèi)殘余肥料。

1.3 示范技術(shù)方案

在示范過程中，根據(jù)玉米正各生育期的需水需肥特點(diǎn)，結(jié)合以往測土配方施肥項(xiàng)目成果，因地制宜確定合理的灌水時間、灌水量、施肥種類和施肥量，并確定一塊3畝試驗(yàn)區(qū)，連續(xù)三年進(jìn)行比較試驗(yàn)。

試驗(yàn)由示范區(qū)種田大戶鄭聚明承擔(dān)，占地3畝，分為3個處理，不設(shè)重復(fù)。試驗(yàn)處理如下：

試驗(yàn)田3個處理其播種期、管理措施一致，其他的管理水平則按照各自的要求正常進(jìn)行。其中常規(guī)施肥方法采用近地表撒施，常規(guī)澆水為小白龍管灌，水肥一體化技術(shù)方案如下：

2 生產(chǎn)調(diào)查與分析

2.1 田間生產(chǎn)過程記錄

試驗(yàn)品種選用增產(chǎn)潛力高、花后群體光合高值持續(xù)期長、耐密植、抗逆性強(qiáng)的本地生產(chǎn)常用種登海605，為減少拌種程序，直接選用包衣種子，畝播量4200粒，單粒精播，播深3.5～4cm，南北行向。2013年度6月25日播種，7月10日用苗后樂除草劑進(jìn)行玉米田化學(xué)除草，10月11日收獲；2014年度6月17日播種，6月30日用苗后樂除草劑進(jìn)行玉米田化學(xué)除草，10月7日收獲；2015年度6月19日播種，7月2日用苗后樂除草劑進(jìn)行玉米田化學(xué)除草，10月12日收獲。

2.2 產(chǎn)量調(diào)查

每個處理隨機(jī)抽取5點(diǎn)進(jìn)行田間測產(chǎn)，測產(chǎn)結(jié)果如下：

通過室內(nèi)考種可以看出：處理2和處理3較處理1均有一定幅度增產(chǎn)，尤其是處理3增產(chǎn)效果明顯。其中處理2較處理1平均株高增加4cm，穗長增加1.77cm，百粒重增加0.97g，畝增產(chǎn)37.2kg，增產(chǎn)率6.6%；處理3較處理1平均株高增加4.3cm，穗長增加2.5cm，百粒重增加1.6g，畝增產(chǎn)72.7kg，增產(chǎn)率12.8%。

3 示范效果

3.1 節(jié)約用地

微噴灌溉田間不需要壟溝和畦埂，可節(jié)約用地5%左右，對于南和這種人多地少的地區(qū)，所節(jié)約的土地就異常珍貴，同時因田間沒有壟溝和畦埂，也可提高機(jī)械作業(yè)質(zhì)量，減少損失。

3.2 節(jié)水節(jié)肥節(jié)能

微噴屬于全管道輸水，局部灌溉，使水分滲漏和損失降到最低，同時將可溶性復(fù)合肥加入到施肥系統(tǒng)，水肥結(jié)合，多次施用，養(yǎng)分直接均勻施入到作物根系，可實(shí)現(xiàn)小范圍局部控制，大大提高灌溉水利用率，減少化肥用量，通過3年試驗(yàn)結(jié)果表明，僅2013年夏季降水較多，節(jié)水處理差異不明顯外，2014和2015年度節(jié)水節(jié)肥效果顯著。這對于水資源嚴(yán)重匱乏的南和縣，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)是可持續(xù)發(fā)展的必由之路。另外由于節(jié)約了灌溉用水，也就節(jié)約了用于抽取地下水所需的電量，達(dá)到了節(jié)能目的，這同樣是在有限的資源下發(fā)展高效農(nóng)業(yè)。

3.3 節(jié)約用工

由于采用微噴灌水，降低了了用水浪費(fèi)，畝用澆水時間可由原來的2～3小時降低到40～50分鐘，大大減少澆水時間，還可以降低其它田間管理環(huán)節(jié)的用工，在節(jié)約用時的同時也降低了田間勞動強(qiáng)度，降低了用工成本，總的來說可節(jié)約用工30%左右。非常適合農(nóng)村剩余勞動力的轉(zhuǎn)移，有利于農(nóng)村合作社、土地托管等集約化生產(chǎn)組織的實(shí)施，進(jìn)一步推動農(nóng)村耕地的流轉(zhuǎn)。

3.4 增加產(chǎn)量

目前玉米常規(guī)田生產(chǎn)都重視大喇叭口期追肥，但這在玉米上于其上還屬于前中期，而開花灌漿階段幾乎沒有肥料供應(yīng)，而水肥一體化的應(yīng)用原則上注重玉米生長發(fā)育中后期，底肥和前期用肥較少，而在拔節(jié)、開花、灌漿各期都有水肥及時供應(yīng)，特別是水溶性磷肥的供應(yīng)，使作物生長健壯、穗大均勻、籽粒飽滿，產(chǎn)量大幅度提高。示范結(jié)果表明，夏玉米采用水肥一體化生產(chǎn)技術(shù)的處理，比常規(guī)生產(chǎn)畝增產(chǎn)72.7千克，增產(chǎn)率12.8%。

3.5 保護(hù)耕地、降低污染

傳統(tǒng)灌溉方式采用大水漫灌，所需水量較大，使土壤受到較多的沖刷、壓實(shí)、侵蝕，降低土壤孔隙度，導(dǎo)致土壤板結(jié)，使土壤結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的破壞。并由于化肥的過量施用及肥料揮發(fā)、土壤淋失，對空氣、土壤地和下水造成不同程度的污染。微噴系統(tǒng)使水分微量灌溉，水分緩慢均勻滲入土壤，形成適宜的水、肥、氣、熱田間小環(huán)境，有利于作物生長。同時改善了土壤理化性質(zhì)，降低了土壤容重，增加了孔隙度，對土壤結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用，從而提高了耕地質(zhì)量。而專用肥的速溶性和分次少量使用，以及按作物生長發(fā)育規(guī)律及時供給的突出特點(diǎn)，肥料利用率大大提高，減少了化肥用量，節(jié)約了能源，減少了對空氣土壤和地下水的污染。

4 推廣過程中的問題和建議

4.1 存在問題

夏玉米水肥一體化灌溉施肥技術(shù)已表現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，是我國未來節(jié)水節(jié)肥節(jié)能節(jié)工的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的新趨勢，但是其技術(shù)推廣也存在一定問題。首先認(rèn)識程度有待提高。水肥一體化是一項(xiàng)先進(jìn)的新型農(nóng)業(yè)實(shí)用技術(shù)，一次性投資較大，部分農(nóng)民認(rèn)識不到水資源匱乏的嚴(yán)重性，對它的增產(chǎn)增收效果也認(rèn)識不足，因此采用水肥一體化新技術(shù)的積極性也受到了一定影響。其次，統(tǒng)一規(guī)劃實(shí)施存在一定難度。一套微噴系統(tǒng)最少可同時灌溉4畝地，控制面積越大，經(jīng)濟(jì)效益就越高，少數(shù)農(nóng)戶小面積安裝并不能發(fā)揮微噴灌的效能優(yōu)勢，只有田間成方連片安裝，才能發(fā)揮其增產(chǎn)增收效果。

4.2 推廣建議

在示范推廣的過程中，水肥一體化這項(xiàng)新技術(shù)已逐漸被廣大農(nóng)民認(rèn)可和接受，特別是一些種糧大戶更是十分迫切需要這項(xiàng)新技術(shù)，在他們看來，這項(xiàng)技術(shù)不但增產(chǎn)效果顯著，而且，生工省力，大大減少了田間勞動強(qiáng)度。但是要更好地達(dá)到節(jié)水節(jié)肥增產(chǎn)的功效，在實(shí)施過程中還要注意以下幾點(diǎn)：首先要與其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施相銜接。夏玉米的生產(chǎn)是系統(tǒng)工程，除了水肥一體化的核心技術(shù)外，還要選擇耐旱、抗倒、抗病蟲、高產(chǎn)的優(yōu)良新品種，同時要提高整地和播種質(zhì)量，保證田間出苗均勻和密度，為農(nóng)作物的節(jié)水增產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的前期基礎(chǔ)，同時要注意結(jié)合測土配方施肥技術(shù)，化學(xué)調(diào)控和病蟲害防治等。其次要加強(qiáng)水肥一體化技術(shù)應(yīng)用技術(shù)研究，挖掘其節(jié)水節(jié)能增產(chǎn)潛力。目前，我縣應(yīng)用的水肥一體化技術(shù)是借鑒其它地區(qū)的成功經(jīng)驗(yàn)，在今后的推廣過程中，要結(jié)合農(nóng)業(yè)、水利相關(guān)技術(shù)人員，進(jìn)一步開展水肥一體化技術(shù)研究，使這一技術(shù)本土化、實(shí)用化，同時開展相關(guān)配套機(jī)械研究，充分挖掘其節(jié)水、節(jié)能、增產(chǎn)潛力。第三，積極探索種植大戶、合作社、家庭農(nóng)場、土地托管等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營體系。就我縣實(shí)際情況而言，如何把水肥一體化技術(shù)真正應(yīng)用起來，除了政府及農(nóng)業(yè)部門的前期引導(dǎo)外，還應(yīng)積極探索新的生產(chǎn)組織形式，如先在種植大戶、合作社、家庭農(nóng)場等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體進(jìn)行實(shí)施，起到引導(dǎo)示范作用，再逐步推開，也可組織專業(yè)澆水施肥隊(duì)、土地托管等新的有效組織體系，使之扎實(shí)有效推進(jìn)。

總之，夏玉米水肥一體化技術(shù)是先進(jìn)的，生產(chǎn)是可行的，效益是客觀的，只要加強(qiáng)政府部門引導(dǎo)，技術(shù)部門支持，該項(xiàng)技術(shù)會有很好的推廣前景。