大力推廣“水肥一體化”技術 建設現代節水高效農業

[1]李紅艷 [2]王曉亮 [3]賈天慧

水肥一體化技術是提高水肥利用率的最佳技術手段，是將灌溉與施肥有機結合的一項農業新技術，它具有節水、節肥、節藥、省工、增產、方便田間作業、防止土壤板結和環境污染等優點。應用水肥一體化技術是解決當前農業缺水、肥料利用率低的根本性措施，對發展無公害、綠色農業和可持續農業具有十分重要的意義。

“有收無收在于水”，“收多收少在于肥”，這兩句農諺精辟地闡述了水和肥在種植業中的重要性及其相互關系。農業發達國家均重視做好農業生產種植上的水肥管理，例如以色列以“沙漠之國”打造“農業強國”的奇跡聞名于世，其主要措施之一就是發展水肥利用率高的水肥一體化技術。自20世紀60年代開始推廣應用水肥一體化技術，它被公認為是當今世界上提高水肥資源利用率的最佳技術。高產、優質、高效、生態、安全是現代農業發展的主旋律，它具備了現代農業提出的要求，同時它的諸多優點，也是建設資源節約和環境友好型農業的切入點。

1.水肥一體化的概念及其優點

1.1基本概念 水肥一體化技術是將灌溉與施肥有機結合的一項農業新技術，主要是借助新型微灌系統，根據土壤養分含量和作物的需水、需肥規律，在灌溉的同時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、灌溉次數和施肥時間，達到“以水調肥”和“以肥促水”的水肥耦合技術。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量和品質。

1.2水肥一體化技術的優點

節水：主要是系統全部由管道準確適時適量地向作物的根層供水，并可根據需要對作物進行局部灌溉施肥，提高水分利用率，大田應用該技術，年ha可減少用水量500m3，與傳統的大水漫灌相比，節水80%以上。

節肥：由于減少了肥料的流失，提高了肥效，同時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%。

節藥：在溫室大棚中實施水肥一體化技術與常規的溝灌施肥技術相比，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生，從而降低了農藥的投入，農藥用量可減少30%～40%。

省工：實施水肥一體化技術以后，減少了灌水、施肥等勞動用工，節省勞動力。

增產：水肥合理的配合，為作物生長提供了良好的水分、養分條件，在提高作物產量的同時，也提高了產品品質。

方便田間作業：田間大部分地面是干燥的，便于在灌水的同時進行其他農事操作。

防止土壤板結和環境污染：水肥一體化技術要求嚴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間，可避免過量施肥帶來的土壤板結等土壤退化問題，有利于保護環境。

2.水肥一體化技術要點

水肥一體化是一項綜合技術，涉及到農田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面，其主要技術要點有以下幾個方面：

2.1滴灌系統的組成

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

水源：池塘、渠水、井水等水質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、控制和測控保護設備等組成。井灌區以井為單位設計泵站。過濾器采用離心過濾器與網式過濾器二級過濾，施肥裝置采用施肥罐，施肥罐由過濾系統過濾后輸入。測控保護裝置包括水表、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，管徑根據流量分級配置，工作壓力多為0.63Mpa；毛管目前多選用內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水口設閘閥，支管和輔管進水口處設球閥。

2.2輸水管網的布置

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長度的2倍。干管鋪設的間距應嚴格控制在120m以內，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，如果苗期不需澆水也可在中期鋪，鋪設在兩壟中間，滴灌孔向上。建議采用平播或寬窄行種植技術，可以提升灌溉質量，減少灌溉時間。

2.3灌水定額的確定 根據作物品種的需水量、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律，并結合降水情況和土壤墑情確定灌水次數、灌水時期和每次的灌水量。以玉米為例：一般播種后ha澆75m3左右的出苗水；拔節期（6月25日 ~7月5日）結合施肥公頃澆水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該滿足以下要求：肥料中養分濃度較高；在田間溫度條件下完全溶于水；流動性好，不會阻塞過濾器和滴頭；雜質含量低，其所含調理劑物質含量最小，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的腐蝕性小。生產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，蔬菜沖施肥廣泛應用于灌溉施肥，主要是由于沖施肥成分較復雜，有的不但含速效氮磷鉀，還含有可溶性有機物及微生物。沖施肥有多種配方，其可供各種作物在各個生育期選擇施用，而且價格較低。

2.5滴灌施肥的方法

肥料溶解與混勻：施用液態肥料時不需要攪動或混合，一般固態肥料需要與水混合攪拌成液肥，必要時分離，避免出現沉淀等問題。

施肥量控制：施肥時要掌握劑量，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境污染。

滴灌施肥的程序分3個階段：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。

3.梨樹縣推廣應用情況

目前，應用水肥一體化技術最普遍的是蔬菜，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用，據估算，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。露地栽培的甜瓜、西瓜等作物，應用微灌或滴灌施肥技術面積約在6000畝左右。根據梨樹鎮高家村調查資料表明，大棚蔬菜采用膜下滴灌施肥技術，灌溉水利用率達90%，比地面灌溉節水30%~40%，每畝每季平均節水100m3。氮肥當季利用率可提高28%，磷肥和鉀肥利用率分別達到40%~50%、60%~80%，節肥40%~50%。可使作物產量提高20%以上；另外，作物初采時間比畦灌沖肥提前7~10天。膜下灌溉施肥由于土壤蒸發量小，棚內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。平均每畝每季節省勞力10個。

在四棵樹鄉付家街村的旱作節水基地示范該技術，2009年的大旱之年下，創造了ha產量11615.4kg的產量水平。2010年推廣面積450畝，ha產量達11579.2kg，較對照平均增產2164.2kg，增產幅度達23.0%，ha節省化肥投入450元，ha降低灌溉成本200元。2011年參加高產競賽獲獎農戶均采用了該項技術，其中高產狀員雙河鎮劉興軍ha產量達到16350kg，實現了畝產噸糧。

水肥一體化技術為農民減少了肥料投入、省工省力，還能增產增收，農民已經開始意識到灌溉施肥的重要性。作為用水“大戶”，中國農業用水的科學利用成為發展可持續農業的關鍵。與此同時，肥料的大量流失、水體富營養化以及面源污染等現象也向人類亮起了警示燈。不言而喻，探索節水、節肥的農業新模式已成為不容回避的現實問題。水、肥的高效利用是中國農業發展的必由之路，應用水肥一體化技術，是解決當前農業缺水、肥料利用率低的根本性措施。通過實施水肥一體化技術在提高作物產量的同時，還能減少農田環境污染，改善農產品質量，提高農產品競爭力，對發展無公害、綠色農業和可持續農業都具有十分重要的意義。只有做到水、肥、生態農業的有機結合，才能為農民增收、農業增產創造良好的條件。水肥一體化技術的推廣應用將促進我國當前粗放的耕作方式向精細農業全面轉型,是助推現代農業快速發展的重要手段之一。