新技術(shù)有望引領(lǐng)農(nóng)業(yè)灌溉施肥革新

史俊庭

“用這種技術(shù)種植甜瓜，產(chǎn)量比使用其他技術(shù)提高了2～3倍，每次灌溉的時間也由原來的2個小時減少到0.5個小時。”在河南省寶豐縣源泉生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司，總經(jīng)理王亞輝在瓜棚里興奮地說。

王亞輝介紹，這項技術(shù)叫作自流節(jié)能水肥一體化技術(shù)，是由河南省大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席專家、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授王吉慶帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)的一種新型節(jié)水節(jié)肥栽培技術(shù)。

日前，為了更好地推廣該技術(shù)，河南省大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系在平頂山市召開了2017年度河南省設(shè)施蔬菜節(jié)能水肥一體化栽培現(xiàn)場觀摩及培訓(xùn)會。提及技術(shù)優(yōu)勢，王吉慶說：“除了上述優(yōu)點外，這種水肥一體化技術(shù)還解決了諸如堵塞、耗能、灌溉不均勻等問題，大大降低了生產(chǎn)成本。”

引進(jìn)設(shè)備“水土不服”

我國是一個水資源短缺的國家，人均水量只有世界人均的1/4。由于用水量的增加，有些地區(qū)過度開采地下水出現(xiàn)了面積巨大的地下漏斗區(qū)，最深的機(jī)井甚至達(dá)到800米。農(nóng)業(yè)是用水大戶，灌溉用水在各大行業(yè)的水資源消耗中占將近70%的比例。因此，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)對節(jié)約水資源、增加農(nóng)業(yè)效益、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

此外，我國肥料礦產(chǎn)資源并不豐富，傳統(tǒng)大水漫灌、大量施肥的現(xiàn)象，導(dǎo)致肥料浪費、肥料利用效率低的問題十分突出。研究結(jié)果顯示，過量施肥不但浪費肥料資源，增加生產(chǎn)成本，降低產(chǎn)品品質(zhì)，還導(dǎo)致了土壤產(chǎn)生鹽漬化酸化、土壤板結(jié)、土壤微生物種群失調(diào)以及局部地下水的富營養(yǎng)化。

為此，我國從20世紀(jì)90年代初就開始引進(jìn)國外先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，大力推廣噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)，加大水肥一體化等農(nóng)業(yè)節(jié)水推廣力度。2015年4月，農(nóng)業(yè)部提出力爭到2020年主要農(nóng)作物化肥使用量實現(xiàn)零增長，將農(nóng)業(yè)節(jié)水、節(jié)肥上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略高度。

然而，要解決“大量施肥”必須從解決“大水漫灌”入手。

王吉慶介紹，在傳統(tǒng)自流灌溉條件下，灌溉量（灌水定額）主要取決于灌溉水的流速和單位時間的流量；在流量一定的條件下，流速又取決于滲透量，特定的土壤具有特定的滲透量，是不受人為控制的。

因此，國內(nèi)外在解決定量灌溉時都采用專用輸水管道，包括內(nèi)鑲式、貼片式、迷宮式等節(jié)水灌溉設(shè)備，來控制自流灌溉條件下的滲透量、控制流速，實現(xiàn)均勻灌溉。

與此同時，王吉慶還介紹，這些先進(jìn)的節(jié)水灌溉設(shè)備推廣的速度比較緩慢，究其原因有四個。

首先，我國北方的水質(zhì)偏硬或者水處理設(shè)備不配套，常常導(dǎo)致滴灌管道“堵塞”，從而影響使用。其次，這些滴灌設(shè)備需要專用的速溶性滴灌肥或者液體肥料，但在市場上供應(yīng)不足，而且價格偏高。再次，這些滴灌設(shè)備需要水壓，必須有配套的水塔，同時需要有電力，而有些生產(chǎn)區(qū)不具備灌溉的管網(wǎng)系統(tǒng)。最后，這些滴灌設(shè)備每畝投入在400～700元，存在投資偏高且使用壽命有限的問題。

為此，王吉慶在20世紀(jì)90年代中期把雙翼式微噴帶引入膜下灌溉，進(jìn)行肥水一體化栽培，其后在河南省民權(quán)縣等地推廣應(yīng)用。盡管這種設(shè)備徹底解決了“堵塞”問題，但是需要水壓、投資偏大、整地要求高、栽培壟長度受限等問題仍舊存在。

新技術(shù)漸入佳境

這些問題王吉慶看在眼里，記在心里。經(jīng)過長時間的觀察和經(jīng)驗總結(jié)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際，終于成功研制了這種新型的節(jié)能節(jié)水一體化技術(shù)，并開始在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

在平頂山市農(nóng)科院的試驗田里，該院良種開發(fā)中心主任魯自芳對這種技術(shù)進(jìn)行了示范操作。

他首先使用手電鉆在一卷60厘米寬的塑料膜上沿一條直線打了3個孔，相鄰的孔相距12.5厘米，每個孔直徑3毫米，然后將這些打孔的塑料膜鋪設(shè)在已經(jīng)起壟的溝里，最后在鋪過塑料膜的溝上再覆蓋一層地膜，灌溉水在地膜和打孔膜之間流動。

“這種設(shè)計方案徹底解決了內(nèi)鑲式、貼片式、迷宮式等滴灌管存在的容易‘堵塞的問題。”河南省汝南縣蔬菜辦公室宋啟明主任說，“同時能夠?qū)γ看喂喔犬€用水肥進(jìn)行定量。每次每畝灌水量控制在12立方米左右，根據(jù)灌水量進(jìn)行施肥，做到了定量灌溉，以水定肥，最終達(dá)到了水肥定量、節(jié)約水肥的目的。”

平頂山市農(nóng)科院良種開發(fā)中心副主任王貞表示，采用這種技術(shù)后，灌溉肥水能夠依靠極小的水流落差從打孔膜上流動，實現(xiàn)均勻分布，不用專用的水壓。這種技術(shù)使用的肥源具有廣適性，既可以是速溶性的滴灌肥、液體肥料，也可以是傳統(tǒng)的沖施肥。同時，這種技術(shù)的投資也比較小，采用新膜每年折舊投資不到50元，而采用舊膜幾乎沒有成本。

“最關(guān)鍵的是，這種技術(shù)節(jié)水節(jié)肥的效果非常明顯，平均節(jié)水40%以上、節(jié)肥30%以上。”王吉慶說。

目前，這種技術(shù)被行業(yè)人士認(rèn)為是替代雙翼式微噴帶膜下灌溉的理想技術(shù)，甚至還有人評價道：“打孔膜就是中國的節(jié)水灌溉膜，必將引發(fā)農(nóng)業(yè)灌溉施肥的一次革命。”

對此，王吉慶表示，會在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上繼續(xù)完善相關(guān)技術(shù)，然后大力推廣自流節(jié)能水肥一體化技術(shù)，帶領(lǐng)團(tuán)隊為中國農(nóng)業(yè)的節(jié)能、節(jié)水、節(jié)肥灌溉事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（來源：《中國科學(xué)報》 發(fā)布日期：2017-05-17）