節水農業將引起施肥技術變革

2010-06-13 03:08:42全國農業技術推廣服務中心高祥照

中國農資 2010年1期

關鍵詞：農業

文/全國農業技術推廣服務中心高祥照吳勇

節水農業用水方式的改變，根本性地改變了農田種植環境，土壤中水肥運動迥異于傳統種植方式，這將引起施肥技術的深刻變革，施肥方法、施肥設備和肥料品種隨之發生巨大變化，肥隨水走，水變肥亦變。

什么是節水農業

節水農業是指節約和高效用水的農業，即在農業生產中既要節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農業生產的效益最大化。2007年農業部出臺《農業部關于推廣農田節水工作的意見》，明確指出節水農業是新時期農業發展的一項戰略性舉措。節水農業的工作重點在于加強工程、設備、農藝和管理等措施在田間的集成創新，并將農田節水與農業生產緊密結合起來，將作物增產增效作為節水農業的衡量標準，通過節水農業技術的推廣應用，提高單位水資源的產出數量，提高農產品品質，提高農業的綜合效益，促進糧食增產和農民增收。

節水農業是新時期中國農業發展的戰略方向

發展節水農業是應對全球氣候變化的必然選擇。支持我國農業發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%。農業灌溉缺水約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，與農業發展結構錯位。長江淮河一線以北地區耕地占全國的65%，水資源僅占全國總量的20%，區域性缺水十分嚴重，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成巨大威脅。比如，2009年春季全國冬小麥主產區就發生了100年一遇的特大干旱，因此，發展節水農業是在全球氣候變暖趨勢下，我國農業主動適應新形勢的必然選擇。

表1 全國節水農業類型分區

發展節水農業是實現國家糧食增產規劃目標的必由之路。2008年國家提出1000億斤糧食增產規劃，按照我國現在一方水生產一公斤糧食（1k g/m3）的水分利用水平，需要新消耗500億m3的農業水資源。但是經過大規模的建設，容易開發的水資源多已利用，糧食增產計劃面臨無水可用的困境。要實現糧食增產1000億斤規劃目標必須走以提高水資源利用效率為核心的節水農業之路，大幅度提高單位水資源的糧食生產能力。實踐證明，這是一條行之有效的道路。如近年農業部在西北旱區大面積推廣全膜覆蓋集雨保墑技術，在300mm降水條件下，玉米畝產能穩定達到600k g，增產約50%。我國北方甘肅、陜西、寧夏、青海等10個省區適宜全膜雙壟集雨保墑技術的旱作區面積約1.5億畝，平均畝增產按110k g計算，僅此一項技術每年可增產糧食330億斤。

發展節水農業是構建和諧社會的必然要求。近50年來, 中國農業走過了一條高投入、高產出和資源消耗、環境污染的道路，農業生產進入大范圍生態退化和環境污染的階段。農業生產中普遍存在的大水漫灌等傳統灌溉導致水肥資源浪費和環境污染問題嚴重。例如設施農業種植的蔬菜、果樹等目前大部分還采取傳統的畦灌方式，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，還對農產品安全和生態環境造成潛在威脅，據資料，京、津、唐地區地下水硝酸鹽超標率達 55.1%。發展節水農業，既可最大限度發揮水肥資源生產效率，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，可節水50%，節肥30%以上。節水農業技術節水、節肥、生態友好、環境安全的特性正體現了發展和諧社會的內在要求。旱作農業區，以發展旱作保墑、集雨補灌技術為核心，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，最終達到提高自然降水生產效率的目的。在精灌區，即設施農業及適宜微灌的水澆地農業區，充分利用噴滴灌技術，結合水肥一體化，實現水、肥資源的科學精確利用。在種植糧食作物的澆灌區，大力推廣測墑節水灌溉，改善灌溉制度，提高農民科學用水意識，擴大灌溉面積，提高灌溉水生產效率。在水田種植區，推廣少澆濕潤灌溉等技術，促進水肥耦合，提高肥料利用率，減少水資源浪費，減輕環境污染。

節水農業將引導施肥技術的深刻變革

節水農業類型分區及技術對策

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

按照因地制宜，分類指導的原則，根據全國節水農業四大類型區域水資源特點和不同作物需水規律，組裝配套適合不同區域的節水農業技術體系。在

在旱作區，從2002年開始農業部在甘肅、陜西、寧夏、青海等省區大面積示范推廣地膜覆蓋集雨保墑技術，在300m m 降水條件下，畝產達到600k g以上，增產50%以上。2006年甘肅發生特大干旱，生育期降水僅190mm，夏糧基本絕收，但項目區采用該項技術玉米畝產300-400k g。這一技術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，以充分積蓄降水和降低蒸發損失。這也出現了一個問題，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，作物養分需求大大增加。這種情況下，如果仍采取常規的施肥方法，作物生長后期養分供應不上，脫肥現象必然發生。怎么才能讓采用地膜覆蓋集雨保墑技術的玉米供應足夠的養分

水肥結合，前景無限廣闊

表2 全國農田各類節水技術應用面積表

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，養分在整個生育期緩慢釋放保證作物整個生育期的養分需求。實踐證明，緩控釋肥料和長效肥料非常適合旱作區覆蓋保墑技術模式，是節水農業與施肥技術完美結合的典范。

在精灌區，近幾年微灌發展非常迅猛，在設施農業、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以均勻、細小的狀態濕潤作物根部區域，即變傳統的大水漫灌為局部濕潤。如果仍采用傳統的施肥方式如撒施等，濕潤區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，采用水肥一體化技術，通過管道系統進行施肥是最適宜、最好的施肥方式。水肥一體化技術，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，通過微灌系統施肥的作物長勢一致，商品性提高；產量水平也得到大幅度提高。水肥一體化技術開辟了養分利用的新天地，養分管理進入了微觀時代，人類大大增強了對農業生產的控制水平和能力。采用水肥一體化技術，必須要有一個前提：通過微灌系統施用的肥料，必須100%水溶，否則容易引起微灌系統堵塞甚至報廢，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的大面積應用和推廣，需求變得越來越大，市場規模也會越來越大。

在澆灌區，測墑節水灌溉將逐漸取代大水漫灌等傳統的水分管理方法。傳統灌溉方法，以冬小麥為例，分為底墑水、蒙頭水、返青水、拔節水、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。在測墑節水灌溉模式下，是否灌溉將根據農田土壤墑情決定，灌溉次數將減少為2-3次（含底墑水），后期灌溉和追肥次數也將相應減少。這樣，測墑節水灌溉模式下，養分管理必然要根據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，推廣少澆濕潤灌溉等技術，減少農田灌溉水徑流損失，從而肥料隨水流失少，不但提高了肥料利用率，還減輕施肥對環境尤其是水系的污染。另一方面，少澆濕潤灌溉減少了傳統的水田干濕交替過程，從而減輕氮肥的硝化和反硝化過程，減少農田氮養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。

據全國農技中心不完全統計，2009年各類節水農業技術推廣應用面積已經達到4.3億畝（按播種面積）。如表2所示：其中，旱作區全膜覆蓋集雨保墑技術約9000萬畝，水肥一體化技術約1300多萬畝，測墑節水灌溉約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。節水農業的迅猛發展將引導施肥方法、施肥設備、肥料品種、肥料結構以及肥料市場發生重大變化。肥料行業需要認清新形勢、新情況、新變化，開發適應節水農業的新產品、新劑型、新技術和新方法，積極應對我國農業用水方式的改變，主動適應節水農業的發展對肥料的新要求。

一是要開發適應旱作區節水農業技術的緩控釋肥、長效肥等新型肥料。我國旱作農業區有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。

二是要開發適用于水肥一體化技術的水溶性肥料。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、水果等經濟作物都將逐步采用微灌和水肥一體化技術。因此，適用于微灌系統的水溶性肥料市場前景無限廣闊。

三是要開發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。