新技術有望引領農業灌溉施肥革新

“用這種技術種植甜瓜，產量比使用其他技術提高了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農業有限公司，總經理王亞輝在瓜棚里興奮地說。

王亞輝介紹，這項技術叫作自流節能水肥一體化技術，是由河南省大宗蔬菜產業技術體系首席專家、河南農業大學園藝學院教授王吉慶帶領團隊研發的一種新型節水節肥栽培技術。

日前，為了更好地推廣該技術，河南省大宗蔬菜產業技術體系在平頂山市召開了2017年度河南省設施蔬菜節能水肥一體化栽培現場觀摩及培訓會。提及技術優勢，王吉慶說：“除了上述優點外，這種水肥一體化技術還解決了諸如堵塞、耗能、灌溉不均勻等問題，大大降低了生產成本。”

引進設備“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，有些地區過度開采地下水出現了面積巨大的地下漏斗區，最深的機井甚至達到800米。農業是用水大戶，灌溉用水在各大行業的水資源消耗中占將近70%的比例。因此，發展節水農業對節約水資源、增加農業效益、保護生態環境具有重要意義。

此外，我國肥料礦產資源并不豐富，傳統大水漫灌、大量施肥的現象，導致肥料浪費、肥料利用效率低的問題十分突出。研究結果顯示，過量施肥不但浪費肥料資源，增加生產成本，降低產品品質，還導致了土壤產生鹽漬化酸化、土壤板結、土壤微生物種群失調以及局部地下水的富營養化。

為此，我國從20世紀90年代初就開始引進國外先進的節水灌溉技術，大力推廣噴灌、滴灌等節水灌溉技術，加大水肥一體化等農業節水推廣力度。2015年4月，農業部提出力爭到2020年主要農作物化肥使用量實現零增長，將農業節水、節肥上升到國家發展戰略高度。

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，國內外在解決定量灌溉時都采用專用輸水管道，包括內鑲式、貼片式、迷宮式等節水灌溉設備，來控制自流灌溉條件下的滲透量、控制流速，實現均勻灌溉。

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

首先，我國北方的水質偏硬或者水處理設備不配套，常常導致滴灌管道“堵塞”，從而影響使用。其次，這些滴灌設備需要專用的速溶性滴灌肥或者液體肥料，但在市場上供應不足，而且價格偏高。再次，這些滴灌設備需要水壓，必須有配套的水塔，同時需要有電力，而有些生產區不具備灌溉的管網系統。最后，這些滴灌設備每畝投入在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90年代中期把雙翼式微噴帶引入膜下灌溉，進行肥水一體化栽培，其后在河南省民權縣等地推廣應用。盡管這種設備徹底解決了“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。

新技術漸入佳境

這些問題王吉慶看在眼里，記在心里。經過長時間的觀察和經驗總結，他帶領團隊結合農業生產實際，終于成功研制了這種新型的節能節水一體化技術，并開始在生產中推廣應用。

在平頂山市農科院的試驗田里，該院良種開發中心主任魯自芳對這種技術進行了示范操作。

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在已經起壟的溝里，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。

“這種設計方案徹底解決了內鑲式、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，“同時能夠對每次灌溉畝用水肥進行定量。每次每畝灌水量控制在12立方米左右，根據灌水量進行施肥，做到了定量灌溉，以水定肥，最終達到了水肥定量、節約水肥的目的。”

平頂山市農科院良種開發中心副主任王貞表示，采用這種技術后，灌溉肥水能夠依靠極小的水流落差從打孔膜上流動，實現均勻分布，不用專用的水壓。這種技術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，也可以是傳統的沖施肥。同時，這種技術的投資也比較小，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。

“最關鍵的是，這種技術節水節肥的效果非常明顯，平均節水40%以上、節肥30%以上。”王吉慶說。

目前，這種技術被行業人士認為是替代雙翼式微噴帶膜下灌溉的理想技術，甚至還有人評價道：“打孔膜就是中國的節水灌溉膜，必將引發農業灌溉施肥的一次革命。”

對此，王吉慶表示，會在現有的基礎上繼續完善相關技術，然后大力推廣自流節能水肥一體化技術，帶領團隊為中國農業的節能、節水、節肥灌溉事業做出應有的貢獻。

（來源：《中國科學報》 發布日期：2017-05-17）