黃土塬區(qū)水肥利用效率的影響因素分析

王飛 李霞 王秀康 杜娟

摘要 在黃土塬區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，水土流失、水資源匱乏、土壤肥力不高是限制黃土塬區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的主要因素。而土壤水分是土壤養(yǎng)分溶解的主要載體，其直接影響了養(yǎng)分運(yùn)輸效率及深度，并影響作物養(yǎng)分吸收效率。本文根據(jù)黃土塬區(qū)水肥利用效率影響因素，對(duì)黃土塬區(qū)作物產(chǎn)量及品質(zhì)提高技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，以期為黃土塬區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的提升提供參考。

關(guān)鍵詞 水肥利用效率；影響因素；管理技術(shù)；黃土塬區(qū)

中圖分類(lèi)號(hào) S274；S143.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2018）22-0196-01

土壤水分不足、養(yǎng)分利用不合理是黃土塬區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要限制因素。在黃土塬區(qū)，土地利用總體呈現(xiàn)了“八山一水一分田”的特征，即土地利用率較高，但作物產(chǎn)量不高；土地類(lèi)型多、利用方式多樣；耕地質(zhì)量較差，且缺乏充足的營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備。因此，為了促使黃土塬區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率得到有效提升，依據(jù)水肥利用總體規(guī)劃要求進(jìn)行作物高產(chǎn)高質(zhì)水肥管理模式的探究具有重要意義。

1 水肥利用效率影響因素

1.1 作物根系構(gòu)型

作物根系構(gòu)型直接影響了作物對(duì)水分、養(yǎng)分吸收利用的效率。在雄性不育作物研究過(guò)程中，不育植株根系體積、根系干重具有突出缺陷，而其深層根系較多，也表明其對(duì)氮素的吸收及利用效率遠(yuǎn)高于同等類(lèi)型可育品種[1]。作物根系形態(tài)分布與水肥利用效率緊密相關(guān)，也為分枝發(fā)達(dá)的小根系作物培育提供了有效依據(jù)。

1.2 灌溉施肥方式

黃土塬區(qū)是水資源嚴(yán)重缺乏區(qū)域，其時(shí)空、季節(jié)水資源分布不均，導(dǎo)致區(qū)域灌溉指數(shù)、總水分生產(chǎn)率及灌溉水產(chǎn)出量均在標(biāo)準(zhǔn)要求以下。上述問(wèn)題發(fā)生的主要原因是區(qū)域灌溉施肥方式不當(dāng)，導(dǎo)致季節(jié)性水肥利用效率不佳。

2 水肥管理技術(shù)

2.1 實(shí)行基于根系構(gòu)型的水肥優(yōu)化管理

作物根系構(gòu)型直接影響了水肥利用效率，而土壤中水肥、養(yǎng)分情況也影響了作物根系生長(zhǎng)發(fā)育。一方面，在土壤深層水充足的情況下，可誘導(dǎo)作物根系向土壤縱下方發(fā)育，最終形成深層較多、上層較少的根系構(gòu)型。通過(guò)根系土壤水分汲取深度的增加，也可以緩解根信號(hào)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的制約作用，促使其在土壤表層水分缺失時(shí)利用下層水量，從而適應(yīng)水分匱乏情況。另一方面，在氮素儲(chǔ)備不足時(shí)，作物光合作用產(chǎn)物可以被較大根系吸收；反之，則會(huì)影響作物根系深層穿插能力。依據(jù)土壤深層水域施肥作用機(jī)理，底墑與磷肥、氮肥的相互作用，可以有效提高作物根系水肥利用效率。因此，在輕度水分缺失的情況下，可適量施加氮肥，提高作物根系生長(zhǎng)發(fā)育能力；而在重度水分缺失情況下，則需要采用現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)，合理調(diào)節(jié)根系生長(zhǎng)空間土壤水分、養(yǎng)分供應(yīng)，從而保證作物生長(zhǎng)效率。

2.2 合理選擇灌溉施肥方式

灌溉施肥一體化方式主要是將灌溉與施肥進(jìn)行適當(dāng)結(jié)合，利用機(jī)械設(shè)備或管道的形式，將肥料溶解在灌溉水中，可在節(jié)省灌溉成本的同時(shí)，有效提高水肥利用效率，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)[2]。本文試驗(yàn)主要在黃土塬區(qū)季節(jié)性干旱區(qū)域開(kāi)展，以空白、滴灌、傳統(tǒng)施肥為參照，對(duì)不同灌溉施肥模式下作物水肥利用效率進(jìn)行了分析。首先，在作物種植前期測(cè)定區(qū)域pH值為4.5，有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、交換性鎂、交換性鈣含量分別為18.9 cmol/kg、2.5 mg/kg、56.8 mg/kg、2.0 cmol/kg、8.0 cmol/kg。然后在2017年6月進(jìn)行作物栽種，9月收獲。試驗(yàn)設(shè)計(jì)共分為空白、傳統(tǒng)施肥及滴灌灌水、噴灌肥水一體化4個(gè)試驗(yàn)組。每次試驗(yàn)均設(shè)置3次重復(fù)，施肥、灌溉時(shí)期及劑量均相同。最后，在試驗(yàn)開(kāi)始后，用土鉆隨機(jī)選擇8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行表層土壤采集，待樣品風(fēng)干后，進(jìn)行土壤pH值、有效磷、速效鉀、全氮等指標(biāo)的測(cè)定；待試驗(yàn)作物收獲后，可在每個(gè)處理區(qū)域收集20株作物，進(jìn)行平均顆粒重量計(jì)算，同時(shí)收集成熟度相同的作物10株，使用蒽酮比色法測(cè)定作物中可溶性糖含量及可溶性固體物含量，以檢測(cè)作物品質(zhì)[3-4]。

經(jīng)上述試驗(yàn)，分析可得出傳統(tǒng)施肥、滴灌灌水、噴灌水肥一體化各處理組的肥料貢獻(xiàn)率分別為2.25%、12.25%、17.25%。由此可得出，水肥一體化模式可有效提升黃土塬區(qū)作物產(chǎn)量，且其水肥利用效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)滴灌及施肥方式。而作物水肥利用效率的提升，也促使作物產(chǎn)量及品質(zhì)得到了有效提升，相較于普通施肥模式而言，水肥一體化施肥模式下的作物可溶性糖含量提高了28.59%，可溶性固體物含量也有了明顯提升。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水肥灌溉方式、作物根系構(gòu)型是黃土塬區(qū)作物水肥利用效率的主要影響因素。由于黃土塬區(qū)農(nóng)業(yè)為旱作形式，土壤中水分含量較少，而水分作為土壤中較為活躍的因素，直接影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收效率。因此，在黃土塬區(qū)干旱時(shí)期可采取滴灌水肥一體化灌溉措施，提高作物根系空間水肥利用效率，保證黃土塬區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 劉亞男，馬海洋，冼皚敏，等.施氮方式和灌水量對(duì)甘蔗農(nóng)藝性狀、養(yǎng)分累積及產(chǎn)量的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，48（2）：252-258.

[2] 周亞婷，張國(guó)斌，劉華，等.不同水肥供應(yīng)對(duì)結(jié)球甘藍(lán)產(chǎn)量、品質(zhì)及水肥利用效率的影響[J].中國(guó)蔬菜，2015，1（4）：54-59.

[3] 趙軼鵬，趙新勇.植物體可溶性糖測(cè)定方法的優(yōu)化[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46（4）：184-185.

[4] 位杰，吳翠云，蔣媛，等.蒽酮法測(cè)定紅棗可溶性糖含量條件的優(yōu)化[J].食品科學(xué)，2014，35（24）：136-140.