果園水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)用研究

毛洪霞

（新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

農(nóng)作物生長(zhǎng)階段對(duì)于水肥的要求極高，然而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中農(nóng)作物施肥及灌溉的方式方法未能充分發(fā)揮水肥的有效利用率，造成資源的極大浪費(fèi)。當(dāng)前，先進(jìn)的水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)業(yè)種植領(lǐng)域的應(yīng)用效果顯著，在節(jié)約用水資源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物的全面灌溉需求，同時(shí)還有效提高了肥料的利用率，促使農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)增產(chǎn)的種植效果，幫助農(nóng)戶擴(kuò)大了農(nóng)作物種植產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)收益。

1 水肥一體化灌溉技術(shù)概述

水肥一體化灌溉技術(shù)是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)新型科技技術(shù)，它將農(nóng)作物施肥和灌溉相互結(jié)合，借助于壓力灌溉系統(tǒng)的作用，將具備溶解性的固液體肥料根據(jù)農(nóng)作物需肥規(guī)律及特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)配兌，從而溶解成一定比例的液體肥之后與灌溉用水合并，利用可控制管道系統(tǒng)供水、供肥，促使水肥充分融合，再通過(guò)管道或滴頭形成噴灌、滴管，從而均勻、定時(shí)定量地輸送給農(nóng)作物健康生長(zhǎng)所需的水肥營(yíng)養(yǎng)成分[1]。當(dāng)然不同的農(nóng)作物生長(zhǎng)習(xí)性和水肥需求不同，也要結(jié)合其需肥特點(diǎn)、土壤環(huán)境及養(yǎng)分含量狀態(tài)等，在農(nóng)作物不同生長(zhǎng)周期合理設(shè)計(jì)水肥需求的比例，達(dá)到科學(xué)精準(zhǔn)種植的目的。

2 傳統(tǒng)果園水肥灌溉存在的劣勢(shì)問(wèn)題

2.1 果園水肥供應(yīng)明顯不足

長(zhǎng)期以來(lái)在果園種植管理中，傳統(tǒng)普通型的水肥管理模式始終存在資源利用率偏低的問(wèn)題，比如肥料見(jiàn)效較慢、水土遭受生態(tài)污染等，尤其是在我國(guó)某些常年氣候干燥、降雨量不足的地區(qū)，在其灌溉資源本就不足的條件下，其果園種植受環(huán)境影響極大，造成果樹(shù)生長(zhǎng)周期加長(zhǎng)、產(chǎn)果質(zhì)量偏低等系列問(wèn)題[2]。而水肥一體化灌溉技術(shù)的應(yīng)用，能極大地改善這一突出問(wèn)題。根據(jù)測(cè)算了解，傳統(tǒng)灌溉方式中對(duì)于水資源的利用率僅為一半左右；同時(shí)，以開(kāi)穴或開(kāi)溝方式施肥，對(duì)于肥料的利用率也僅僅不到七成而已。但如果采用滴灌、噴灌等水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)，直接將液體性質(zhì)的水肥灌溉到果樹(shù)根部區(qū)域，則能快速被果樹(shù)充分吸收，促進(jìn)果樹(shù)得到良好的水分和養(yǎng)分，繼而幫助其健康快速地生長(zhǎng)。

2.2 果園水肥存在不合理利用

果園果樹(shù)在實(shí)際種植管理階段，一些果園農(nóng)戶為促進(jìn)果實(shí)增質(zhì)提產(chǎn)，也會(huì)根據(jù)實(shí)際種植現(xiàn)狀針對(duì)水肥灌溉條件做出相應(yīng)的優(yōu)化和改良措施，比如加大果樹(shù)管理施肥量，然而其果實(shí)生長(zhǎng)狀態(tài)并非就能達(dá)到理想化，果實(shí)的品質(zhì)也并非獲得了明顯有效改善，更有甚者反而起到適得其反的種植效果，造成果樹(shù)的不良生長(zhǎng)[3]。比如，施肥過(guò)量導(dǎo)致燒根、黃葉，或是枝葉生長(zhǎng)呈現(xiàn)陡增趨勢(shì)。這些問(wèn)題的產(chǎn)生歸根結(jié)底，還是施肥結(jié)構(gòu)不科學(xué)不合理所造成的。傳統(tǒng)的水、肥劃分管理，不但讓果樹(shù)無(wú)法高效吸收肥料的養(yǎng)分，還會(huì)阻礙果樹(shù)根部對(duì)于水肥的吸收效率，降低水肥利用率，果樹(shù)所必須的水分、養(yǎng)分均得不到充分供給，果實(shí)的產(chǎn)量及品質(zhì)必然難以得到保障，既損失了水資源、肥料，還耗費(fèi)了大量的勞動(dòng)力及財(cái)力。

3 果園水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

果園水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)的最顯著優(yōu)勢(shì)就是農(nóng)作物灌溉施肥見(jiàn)效快，水肥充分利用率較之傳統(tǒng)水肥灌溉技術(shù)要高出很多。通過(guò)應(yīng)用水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)，可有效避免肥料施于過(guò)干的表土層上，從而造成肥料營(yíng)養(yǎng)成分的揮發(fā)損失、溶解吸收較慢等問(wèn)題；尤其是可很好地規(guī)避果樹(shù)農(nóng)作物常用氮肥施于地表出現(xiàn)該類(lèi)現(xiàn)象，不僅節(jié)約氮肥，也有效保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。因此，果園水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)對(duì)于肥料利用率的大幅提升意義顯著。根據(jù)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)張承林教授的有關(guān)研究表明，一體化灌溉施肥體系要比傳統(tǒng)施肥方式節(jié)約肥料高達(dá)50%～70%，有效節(jié)省了果園農(nóng)作物的種植成本；與此同時(shí)，這一農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的應(yīng)用也在很大程度上降低了果樹(shù)種植中由于施肥過(guò)量所引起的水體污染及肥害問(wèn)題[3]。鑒于水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)是利用技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行人為定量調(diào)控及操作的，從而能夠更好地滿足農(nóng)作物在生長(zhǎng)關(guān)鍵時(shí)期的“吃飽喝足”需求，避免了營(yíng)養(yǎng)缺乏癥狀，這將有效促進(jìn)果樹(shù)種植實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、高質(zhì)的同步增長(zhǎng)，從而提高我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，幫助果農(nóng)提升經(jīng)濟(jì)效益。

4 果園水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)在應(yīng)用中需注意的問(wèn)題

4.1 施肥量的控制問(wèn)題

不同果樹(shù)在不同生長(zhǎng)階段，所需要的養(yǎng)分都存在差異化?；诖?，水肥管理必須要做到科學(xué)精準(zhǔn)化，這就需要果農(nóng)切實(shí)掌握好不同果樹(shù)的需肥規(guī)律、根系分布等有關(guān)因素，針對(duì)施肥技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理考量[4]。在水肥一體化過(guò)程中，液體肥會(huì)與果樹(shù)根系直接產(chǎn)生接觸，如稍加不甚則極有可能造成農(nóng)作物肥害。因此，掌握精準(zhǔn)的施肥量極其重要。在實(shí)際使用時(shí)應(yīng)盡量保證少量多次為好，需要注意的是不可直接套用理論上所講的每株果樹(shù)安全施肥量，畢竟果樹(shù)的樹(shù)齡和長(zhǎng)勢(shì)不同，生長(zhǎng)發(fā)育期不同，根系耐肥力不同，還有各個(gè)果園土地的干旱程度也不盡相同。因此每個(gè)果園必須要結(jié)合實(shí)際情況，在逐漸探索中尋找最為合適的施肥量。為更好地規(guī)避肥害問(wèn)題，建議將果園的滴灌時(shí)間分成三個(gè)階段，首先滴灌水讓果樹(shù)根系吸收到水分，其次加肥為其注入營(yíng)養(yǎng)，最后再次滴水促進(jìn)養(yǎng)分吸收。一旦發(fā)現(xiàn)果樹(shù)出現(xiàn)肥害癥狀，比如果樹(shù)爛根、葉片蜷縮萎蔫、出現(xiàn)黃葉等現(xiàn)象，應(yīng)停止加灌肥料，澆灌純水或是摻和黃腐酸水溶劑、12菌液等藥劑，以此化解肥害對(duì)果樹(shù)造成的不良影響。

4.2 肥料種類(lèi)的選擇問(wèn)題

在果實(shí)種植管理階段，肥料種類(lèi)的選擇尤為關(guān)鍵，正確的選擇肥料是提升果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的關(guān)鍵要素。首先，果農(nóng)在選擇某些固體肥料時(shí)應(yīng)慎重考慮其可溶性因素，因?yàn)橹挥蟹柿先芙獾揭欢?biāo)準(zhǔn)程度之后，才可在農(nóng)田適宜的溫度條件下完全溶解于水中，同時(shí)肥料溶解度越高則表明其所形成的固體沉淀物越少，這不但可有效提高肥料的利用率，還能夠合理規(guī)避肥料殘?jiān)鼘?duì)滴水孔造成堵塞性的影響；其次，果農(nóng)要保證所施肥料的養(yǎng)分含量處于高標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)之下，在水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)的應(yīng)用中，一旦肥料所含養(yǎng)分成分偏少，則必須要適當(dāng)增加其肥料施用量，如果肥料溶解過(guò)程中無(wú)法對(duì)離子濃度予以合理化控制，滴水孔堵塞的問(wèn)題就會(huì)隨之產(chǎn)生[5]。

4.3 滴灌帶類(lèi)型的選擇問(wèn)題

滴灌帶主要分為軟管和硬管兩種，前者鋪設(shè)于地表層，后者則可懸掛在果樹(shù)上。通常，軟管由于在地表則不便于人工或機(jī)械化除草等其他作業(yè)，極易造成損壞，且滴水孔容易受到泥沙、水垢等的堵塞，而硬管出水孔被堵塞后則可進(jìn)行人工疏通排堵。

4.4 灌溉面積和時(shí)間問(wèn)題

通常從理論來(lái)講，一臺(tái)抽水機(jī)泵可控制多大灌溉面積要通過(guò)水泵型號(hào)大小、出水量、壓力、水耗量、滴灌帶出水量等相關(guān)參數(shù)才能統(tǒng)計(jì)出來(lái)。從操作經(jīng)驗(yàn)上看，2寸鐵管井使用一條12馬力的柴油機(jī)配備2寸水泵抽水，并使用長(zhǎng)度為2 500 m左右的滴灌帶，可控制相應(yīng)果園的灌溉面積為0.3～0.7 hm2，每次可灌溉10～20 h，當(dāng)然這個(gè)數(shù)據(jù)是要根據(jù)果樹(shù)種植密度及每行單雙帶、行距的不同而決定的，還與氣候干旱情況有關(guān)[6]。如果果園面積較大則應(yīng)采用分區(qū)灌溉的方式，通常一組機(jī)泵控制灌溉果園的面積為1～3 hm2為適宜。

4.5 配方施肥的問(wèn)題

要做好配方施肥首先應(yīng)提前做好果園的診斷，不僅要檢測(cè)土質(zhì)，還包括果樹(shù)，比如對(duì)果樹(shù)品種、葉片、根莖等進(jìn)行檢測(cè)，這需要與具備相應(yīng)能力及資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)單位合作才可完成。

4.6 施肥步驟的問(wèn)題

水肥一體化高效節(jié)水灌溉技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于灌溉設(shè)備及一體化技術(shù)水平的要求比較高，這就需要果農(nóng)在開(kāi)展果園施肥作業(yè)之前做好充分的準(zhǔn)備工作，比如對(duì)水肥一體化灌溉設(shè)備進(jìn)行全面檢查，同時(shí)將所有硬件有序地關(guān)聯(lián)起來(lái)，通過(guò)相應(yīng)必要的檢查，為接下來(lái)的施肥工作能夠順利完成奠定硬件基礎(chǔ)[7]。在果園水肥灌溉工作結(jié)束之后，果農(nóng)需要使用清水對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面清洗，約十來(lái)分鐘再將所有機(jī)器設(shè)備關(guān)閉。

5 技術(shù)展望

通過(guò)近幾年調(diào)查研究了解，世界上一些水果產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)如美國(guó)、新西蘭、日本等均在采用工業(yè)化理念及措施來(lái)經(jīng)營(yíng)種植果園，從而達(dá)到了良種化、機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、安全化、技術(shù)化、一體化、集約化的全面發(fā)展，在獲得明顯經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還保證了生態(tài)環(huán)境[8]。當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)也構(gòu)建了相關(guān)的技術(shù)體系，為育種專(zhuān)家提供了資金的大力支持，現(xiàn)有新品種水果不管是在數(shù)量還是質(zhì)量上都獲得顯著提升，逐漸與國(guó)外農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家縮小了差距。從現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)種植水準(zhǔn)來(lái)看，水肥一體化灌溉技術(shù)還存在一些局限性因素，首先是之前也有所提及的肥料水溶性問(wèn)題，目前肥料產(chǎn)品的質(zhì)量參差不齊，尤其是假冒偽劣較多且難以辨別；其次是重投資而輕維養(yǎng)，盡管有些果園配置了水肥一體化設(shè)備，但其利用率較低，降低了設(shè)備使用價(jià)值和壽命。就上述問(wèn)題及現(xiàn)有研究，未來(lái)在水肥一體化灌溉技術(shù)的研究上還需側(cè)重考慮如下三點(diǎn)。

5.1 推進(jìn)水溶性肥料配方多元化及功能綜合化

水溶性肥料配方除含有多種養(yǎng)分之外，還應(yīng)添加氨基酸、海藻素、腐殖酸、黃腐素等活性生物刺激物質(zhì)，且可同各種農(nóng)藥藥劑合并配施，從而為農(nóng)作物提供養(yǎng)分并刺激其生長(zhǎng)，充分改善農(nóng)作物養(yǎng)分吸收不足以及病蟲(chóng)害的問(wèn)題，未來(lái)的水肥一體化灌溉技術(shù)應(yīng)朝著水、肥、藥一體化的趨勢(shì)發(fā)展，從而促進(jìn)肥藥提高利用率、提高農(nóng)業(yè)自動(dòng)化水平，切實(shí)提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境保護(hù)效應(yīng)。

5.2 研究不同果樹(shù)的科學(xué)培育措施

還需進(jìn)一步研究不同果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育期間所需營(yíng)養(yǎng)，生長(zhǎng)環(huán)境的養(yǎng)分狀態(tài)，深入研究養(yǎng)分元素在不同土質(zhì)環(huán)境下的遷移性、規(guī)律性，通過(guò)研究成果精確計(jì)算果樹(shù)所需要的肥料種類(lèi)，以及在生育期間的合理配比量，構(gòu)建不同果樹(shù)施肥模型并在試驗(yàn)田進(jìn)行測(cè)試，摸索到適用于不同地域、不同果樹(shù)的澆灌量及施肥量，形成最優(yōu)化的水肥耦合模式，最終制定出科學(xué)合理的果樹(shù)種植水肥調(diào)控方案[9]。

5.3 構(gòu)建完善的技術(shù)服務(wù)體系

我國(guó)農(nóng)業(yè)水果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有待進(jìn)一步構(gòu)建完善的技術(shù)服務(wù)體系，為果樹(shù)種植提供優(yōu)質(zhì)全面的問(wèn)題解決方案。未來(lái)技術(shù)企業(yè)還會(huì)提高農(nóng)業(yè)專(zhuān)用設(shè)備的開(kāi)發(fā)，為農(nóng)業(yè)提供個(gè)性化服務(wù)，促進(jìn)果園產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?；姆N植發(fā)展，以高效、省心、專(zhuān)業(yè)的水肥藥一體化技術(shù)與信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合，從而提高農(nóng)業(yè)果園經(jīng)營(yíng)管理的自動(dòng)化、科技化水平。