南和縣夏玉米水肥一體化技術研究與示范

李杰

[摘 要] 本研究以夏玉米為指示作物進行了水肥一體化技術試驗示范，探討提高夏玉米產量合理、節水節能的水肥管理措施。試驗表明，通過夏玉米水肥一體化管理技術可以有效的達到玉米水肥管理實現節約用地、節水節肥節能、節約用工、增加產量、保護耕地、降低污染的目的。

[關鍵詞] 水肥一體化 田間操作 示范方法 生產調查

[中圖分類號] S513 [文獻標識碼] B [文章編號] 1003-1650 （2016）12-0124-02

引言

玉米是我國第二大糧食品種，年種植面積平均在2500萬公頃左右，產量則達1.2億噸。我國玉米分布較廣，全國20個省、市、自治區都有種植。玉米的廣泛種植要求我們更加提高對玉米的管理技術。近年來生產中選用高產、優質、多抗、適于機械化要求的玉米品種進行單粒精播可以獲得高產、降低生產成本、解放農村勞動力、提高經濟效益；科學防治病蟲草害、合理化控是奪取玉米高產穩產的關鍵；科學性、節約性、環保性的測土配方施肥技術的應用改變了農民陳舊的觀念，增加了糧食產量，提高了農民的收入；水肥一體化施肥灌溉技術的深入推廣應用，更是對保護農業環境、保障糧食安全、實現農業可持續發展起到了積極的推動作用。本文就是通過玉米水肥一體化管理技術來達到節能增產的現代化農業建設目的。

南和縣是農業大縣，常年夏玉米種植面積30萬畝左右，已實現糧食產量11年連增，在邢臺市糧食生產中具有舉足輕重的地位。但我縣位于氣候脆弱帶，是我國水資源最為匱乏的地區之一，人均水資源占有量僅為全國的十分之一，而農業用水約占社會用水總量的70%，特別是小麥玉米生產用水約占農業用水的70%。隨著工農業的快速發展，對水的需求量日益增加，而地表水得不到快速有效的補充，人們不得不開采深層地下水資源。與此同時，地下水的超量開采帶來了一系列的嚴重后果，南和縣河道基本全部斷流，地下水以每年1米多的速度下降，水資源短缺已經成為制約經濟社會發展的重要因素。所以節水首先要從農業開始。因此，小麥玉米水肥一體化技術推廣勢在必行。從2013年開始，應邢臺市土肥站要求，在南和縣史召鄉南高李村建設夏玉米施肥一體化示范田，進行節水技術研究與示范。示范區采用微噴水肥一體化模式。微噴水肥一體化是借助地面壓力節水灌溉系統，將可溶性固體或液體肥料溶解在灌溉水中，按作物發育不同時期的水肥需求，通過可控管道系統使肥料隨水一起施入田間，也可根據作物病蟲害發生情況，加入所需防治藥劑，達到水肥藥一體使用的目的。其特點是能夠精確地控制灌水量和施肥量，顯著提高水肥利用率。因其具有節水、節肥、節地、增產、增效等優勢，是一項應用前景廣闊的現代農業新技術。經過連續3年的示范與推廣，目前已取得一定效果。

1 示范方法

1.1 示范區基本情況

示范區位于史召鄉南高李村西，邢（臺）清（河）公路南側，年平均氣溫13℃，最高氣溫41.7℃，最低-21.9℃，無霜期196天，初霜期10月25日，終霜期4月11日；土壤凍土期12月19日，土壤凍結深度40cm左右，化凍期在2月份上旬，≥0°積溫4819.8℃，≥10°有效積溫4435.3℃，全年日照時數2461.7小時，年均降水量475.1毫米，平均海拔高度39米。土壤養分基礎情況如下：

1.2 示范田間布置

1.2.1工程構成及資金投入

示范區微噴水肥一體化系統由水源、首部系統、輸水管道和微灌帶四部分組成。包括潛水泵、加壓泵、逆止閥、過濾器、壓力表、水表、排氣閥、文丘里、輸水干管及輸水支管等組成。輸水干管采用φ90×1.2的PE管， 輸水支管為規格N65五孔微噴帶，田間微噴帶鋪設間距為1.8米。其中首部和主管道投資450元/畝，可利用周期為10年以上，田間微噴帶投資120元/畝，可利用周期為2～3年，每年折合投入85～105元/畝。

1.2.2田間操作

水肥一體化施肥操作步驟：采用文丘里施肥器的施肥方法舉例說明如下：①一個微噴單元控制的畝數=開啟的微噴帶條數×每條微噴帶的米數×微噴帶間距/667。示范區每次開啟3條微噴帶，每條微噴帶長150米，微噴帶間距1.8米，那么一次噴灌畝數為3×150×1.8/667=1.2畝。②確定施肥量。根據每畝施肥計算一個微噴單元的施肥量。如需施N—P2O5—K2O含量為33—6—11的水溶肥20公斤/畝，則每次加肥量為1.2畝×20公斤/畝=24公斤。③溶解肥料：先向施肥罐內注水，加水量為肥量的1～2倍，然后把稱好的肥料倒入施肥罐內，攪拌均勻。④施肥。先澆一定時間的清水（最少約5分鐘），然后打開文丘里施肥器開關，通過調整施肥器主管道上的球閥調整施肥速度，控制在10～15分鐘內施完肥為宜。施肥結束后，關閉施肥器，再澆最少約5分鐘的清水，沖洗管道內殘余肥料。

1.3 示范技術方案

在示范過程中，根據玉米正各生育期的需水需肥特點，結合以往測土配方施肥項目成果，因地制宜確定合理的灌水時間、灌水量、施肥種類和施肥量，并確定一塊3畝試驗區，連續三年進行比較試驗。

試驗由示范區種田大戶鄭聚明承擔，占地3畝，分為3個處理，不設重復。試驗處理如下：

試驗田3個處理其播種期、管理措施一致，其他的管理水平則按照各自的要求正常進行。其中常規施肥方法采用近地表撒施，常規澆水為小白龍管灌，水肥一體化技術方案如下：

2 生產調查與分析

2.1 田間生產過程記錄

試驗品種選用增產潛力高、花后群體光合高值持續期長、耐密植、抗逆性強的本地生產常用種登海605，為減少拌種程序，直接選用包衣種子，畝播量4200粒，單粒精播，播深3.5～4cm，南北行向。2013年度6月25日播種，7月10日用苗后樂除草劑進行玉米田化學除草，10月11日收獲；2014年度6月17日播種，6月30日用苗后樂除草劑進行玉米田化學除草，10月7日收獲；2015年度6月19日播種，7月2日用苗后樂除草劑進行玉米田化學除草，10月12日收獲。

2.2 產量調查

每個處理隨機抽取5點進行田間測產，測產結果如下：

通過室內考種可以看出：處理2和處理3較處理1均有一定幅度增產，尤其是處理3增產效果明顯。其中處理2較處理1平均株高增加4cm，穗長增加1.77cm，百粒重增加0.97g，畝增產37.2kg，增產率6.6%；處理3較處理1平均株高增加4.3cm，穗長增加2.5cm，百粒重增加1.6g，畝增產72.7kg，增產率12.8%。

3 示范效果

3.1 節約用地

微噴灌溉田間不需要壟溝和畦埂，可節約用地5%左右，對于南和這種人多地少的地區，所節約的土地就異常珍貴，同時因田間沒有壟溝和畦埂，也可提高機械作業質量，減少損失。

3.2 節水節肥節能

微噴屬于全管道輸水，局部灌溉，使水分滲漏和損失降到最低，同時將可溶性復合肥加入到施肥系統，水肥結合，多次施用，養分直接均勻施入到作物根系，可實現小范圍局部控制，大大提高灌溉水利用率，減少化肥用量，通過3年試驗結果表明，僅2013年夏季降水較多，節水處理差異不明顯外，2014和2015年度節水節肥效果顯著。這對于水資源嚴重匱乏的南和縣，發展節水農業是可持續發展的必由之路。另外由于節約了灌溉用水，也就節約了用于抽取地下水所需的電量，達到了節能目的，這同樣是在有限的資源下發展高效農業。

3.3 節約用工

由于采用微噴灌水，降低了了用水浪費，畝用澆水時間可由原來的2～3小時降低到40～50分鐘，大大減少澆水時間，還可以降低其它田間管理環節的用工，在節約用時的同時也降低了田間勞動強度，降低了用工成本，總的來說可節約用工30%左右。非常適合農村剩余勞動力的轉移，有利于農村合作社、土地托管等集約化生產組織的實施，進一步推動農村耕地的流轉。

3.4 增加產量

目前玉米常規田生產都重視大喇叭口期追肥，但這在玉米上于其上還屬于前中期，而開花灌漿階段幾乎沒有肥料供應，而水肥一體化的應用原則上注重玉米生長發育中后期，底肥和前期用肥較少，而在拔節、開花、灌漿各期都有水肥及時供應，特別是水溶性磷肥的供應，使作物生長健壯、穗大均勻、籽粒飽滿，產量大幅度提高。示范結果表明，夏玉米采用水肥一體化生產技術的處理，比常規生產畝增產72.7千克，增產率12.8%。

3.5 保護耕地、降低污染

傳統灌溉方式采用大水漫灌，所需水量較大，使土壤受到較多的沖刷、壓實、侵蝕，降低土壤孔隙度，導致土壤板結，使土壤結構受到嚴重的破壞。并由于化肥的過量施用及肥料揮發、土壤淋失，對空氣、土壤地和下水造成不同程度的污染。微噴系統使水分微量灌溉，水分緩慢均勻滲入土壤，形成適宜的水、肥、氣、熱田間小環境，有利于作物生長。同時改善了土壤理化性質，降低了土壤容重，增加了孔隙度，對土壤結構起到保護作用，從而提高了耕地質量。而專用肥的速溶性和分次少量使用，以及按作物生長發育規律及時供給的突出特點，肥料利用率大大提高，減少了化肥用量，節約了能源，減少了對空氣土壤和地下水的污染。

4 推廣過程中的問題和建議

4.1 存在問題

夏玉米水肥一體化灌溉施肥技術已表現出良好的發展前景，是我國未來節水節肥節能節工的現代農業發展的新趨勢，但是其技術推廣也存在一定問題。首先認識程度有待提高。水肥一體化是一項先進的新型農業實用技術，一次性投資較大，部分農民認識不到水資源匱乏的嚴重性，對它的增產增收效果也認識不足，因此采用水肥一體化新技術的積極性也受到了一定影響。其次，統一規劃實施存在一定難度。一套微噴系統最少可同時灌溉4畝地，控制面積越大，經濟效益就越高，少數農戶小面積安裝并不能發揮微噴灌的效能優勢，只有田間成方連片安裝，才能發揮其增產增收效果。

4.2 推廣建議

在示范推廣的過程中，水肥一體化這項新技術已逐漸被廣大農民認可和接受，特別是一些種糧大戶更是十分迫切需要這項新技術，在他們看來，這項技術不但增產效果顯著，而且，生工省力，大大減少了田間勞動強度。但是要更好地達到節水節肥增產的功效，在實施過程中還要注意以下幾點：首先要與其它農業技術措施相銜接。夏玉米的生產是系統工程，除了水肥一體化的核心技術外，還要選擇耐旱、抗倒、抗病蟲、高產的優良新品種，同時要提高整地和播種質量，保證田間出苗均勻和密度，為農作物的節水增產打下堅實的前期基礎，同時要注意結合測土配方施肥技術，化學調控和病蟲害防治等。其次要加強水肥一體化技術應用技術研究，挖掘其節水節能增產潛力。目前，我縣應用的水肥一體化技術是借鑒其它地區的成功經驗，在今后的推廣過程中，要結合農業、水利相關技術人員，進一步開展水肥一體化技術研究，使這一技術本土化、實用化，同時開展相關配套機械研究，充分挖掘其節水、節能、增產潛力。第三，積極探索種植大戶、合作社、家庭農場、土地托管等新型農業經營體系。就我縣實際情況而言，如何把水肥一體化技術真正應用起來，除了政府及農業部門的前期引導外，還應積極探索新的生產組織形式，如先在種植大戶、合作社、家庭農場等新型農業經營主體進行實施，起到引導示范作用，再逐步推開，也可組織專業澆水施肥隊、土地托管等新的有效組織體系，使之扎實有效推進。

總之，夏玉米水肥一體化技術是先進的，生產是可行的，效益是客觀的，只要加強政府部門引導，技術部門支持，該項技術會有很好的推廣前景。