經過對田間試驗的大量的材料進行研究總結,結果表明:試驗方法是影響農田水肥大小的重要因素,并且得到的田間試驗與模擬試驗的結論有所不同,多數試驗表明,生產期降水、土壤肥力等因素是影響灌水效果的主要原因。
一、農田水肥效應研究的現狀及存在問題
在北方旱區由于地形復雜、氣候多樣等因素造成水資源不足和土地退化等問題,所以,目前解決這個問題的關鍵之處在于對增產的養分的分析和研究,在經過很長時間的對水肥效應的研究中,對于影響作物產量是水還是肥都還沒有明確的結論,對這一問題,經過長達二十年的研究中還是沒有作出明確的闡述,在研究中,一些盆栽、旱棚等方式對于水和肥都有很好的控制,由此得到數據回歸系數等方式對其效應作出判斷。那么,關于水肥作物產量的貢獻,由于試驗條件的不同造成一些研究資料不一致的結論,例如,穆興民發現,水肥正交組合是水分對于曾增產起到的幫助大于施肥,但是,常規條件下還是施肥的效果大于水分,因此,在比較水和肥這兩個因子對于增產的功效時是具有相對性的,所以,將一些研究材料互相比較是不可取的方式。
二、養分虧缺仍是北方旱區作物的限制因子
在農作物生長過程中水和肥都屬于重要因素。但是,在很多典型的試驗結果和研究結論中發現,施肥量是“肥”的概念,肥效取決于土地的肥沃程度,而“水”則可以是灌水量、降水量等。那么就是說,水和肥對于農作物的效果是取決于多種因素。例如:基礎肥力、生產期降水等。所以,水和肥的概念是不明確的。
由于試驗時一些因素的不同,在一些模擬實驗中,一些作物在盆栽條件下表明了對農作物的增產水分大于肥料,還有在對小麥生長的實驗過程中達到了一定的降水量也能證明水分的作用更加突出,但是,在一些田間試驗中,通過方差等方式分析,則表明出肥料的效應大于水分,那么就產生了一些與實際情況差異的結果,從而,產生了一些結論上的分歧。
那么,在一些半濕地地區,生育期降水等問題在正常年份都是比較高的,很多旱棚試驗中研究“水”對農作物的影響都是模擬降水量,土壤中水分的供給較少,而盆栽的試驗中與作物生長緊密相關的是土壤總供水量,那么,就產生了對于水和肥在上述模擬試驗和田間試驗上的差異,也就是說,對于農田水肥效應只通過模擬試驗將其定性是不合理的,在現有的水分條件下北方旱區限制作物增產主要還是由養分虧缺造成的。
三、旱地養分缺乏的原因分析及補充灌溉
在旱區的土壤中營養缺乏,其主要原因是因為水蝕和水分不足等因素造成表層土壤被破壞和養分不足,研究表明氮素和有機物在草原等地區變成耕地后,釋放量大大增加,那么,無論怎樣計算天然肥力在旱地更重過程中大量被消耗,并且,目前旱區農民由于貧困在土地投資營養物較少使有機肥增長并不明顯。
由于水分在北方干旱地區很有限,那么,在一些半干旱地區補充灌溉技術則是解決問題的關鍵,主要影響農田水分管理的還是水分利用率的問題,因此,有效灌溉的基礎上發展補充灌水在提高農田水分利用率上尤為重要。補充灌水的效應是由生于期間降水量等因素決定的,在一些地區例如新疆、甘肅中部等地,由于降水量少,作物再生育期間水分缺乏,而降水量在北方旱區并不是過度缺乏,那么補充灌溉在北方旱區的效果就不如在新疆等地,若在北方旱區實行一年一作,降水量將可以保證,但是為提高經濟效益,試行一年兩熟,那么,就只有補充灌溉再能完成。
四、北方旱區農田水肥管理的重點
1.提高水資源利用率和旱地糧食產量需要有效的培肥土壤。但是,由于試驗結果表明了限制作物生產是因為養分虧缺,例如,在渭北旱原地區水分對低肥力田塊甚至產生了負效應,肥力高的地區水分作用很明顯,但是,在兩種情況下,但是,對于增產都還是施肥大于灌水量,磷肥對于在水分缺乏的年份仍然大于水分,經一些數據表明,無論什么年份大量對農作物增加礦物質元素都能比水份更加有效。
在分析一個六年的田間實驗報告,得出無論在降水量多少的年份提高農作物產量,合理施肥都是尤為重要的前題,那么也就是說想要提高北方旱區特別是有灌溉能力的地區的農作物產量,就要對提高土壤供肥和土壤培肥加以高度重視。但是,對于一些雨養地區,充分提高水資源利用率就要適當增加投肥強度,更為積極的去發展集水農業。
2.再種小麥時,若想提高肥效和產量,需要提前蓄水這具有一定的必要性。由于,小麥底墑和生產量有很高的關聯性,再者小麥在生產過程是冬小麥底墑是重要的前提條件。但是,旱季是冬小麥的生育期,所以,降水量對于冬小麥的產量影響較小,土壤的供水量可占耗水量的50%左右,在降水量很少時,由于在播種前土壤中有很高的含水量,則造成施加氮肥的作用還是大于灌水,以得出一些結論,例如,冬季前灌水80mm,其它時期均不用灌水,施氮肥量450kg/hm冬小麥籽粒產量最高等,因此,若小麥取得高產量,優良的土壤底底墑是前提條件。在雨季是土壤底墑積累水分的重要時期,此期的降水量是全年的1\2,但是,由于夏閑期很大一部分水分被蒸發掉,只剩下平均30%的土壤蓄墑率,造成北方旱區土壤底墑的缺乏。
經過上述得出結論,目前提高旱地降水生產潛力的主要方向就是充分開發利用夏閑期的降水,并且有效的提高土壤底墑,和養分的供應,是對于提高冬小麥和其他農作物一個很重要的前提。
(作者單位:166400肇州縣雙發鄉農業技術服務中心)