水肥一體化技術在新疆滴灌苜蓿生產中的應用

馬 莉，吳玉秀

(新疆農業職業技術學院工程分院，新疆昌吉 831100 )

苜蓿是我國重要的優良飼草和植物性蛋白飼料的主要來源。隨著種植業結構的調整和全國生態建設規劃的逐步落實，苜蓿產業發展迅速，栽培面積不斷擴大。2017年農業部關于《全國畜牧發展規劃(2016—2020)》預測2020年全國優質苜蓿總需求量達690萬t，據計算需求量缺口高達180萬t。在新疆主要苜蓿的種植區，灌溉水資源不足以及肥料施用不合理成為阻礙苜蓿行業發展的重要原因。筆者介紹了新疆苜蓿的生產現狀、水肥一體化技術的實施及管理，并針對新疆苜蓿存在的問題提出了相應對策，以期為新疆滴灌苜蓿大面積推廣提供理論依據。

1 苜蓿在新疆的生產現狀

1.1苜蓿生產在新疆的發展新疆有著悠久的苜蓿種植歷史、豐富的栽培經驗和優良的苜蓿品種。20世紀90年代初，新疆苜蓿種植面積不斷擴大；20世紀90年代以后，由于糧食和經濟作物價格上升，苜蓿生產效益降低，加之無政府補貼，導致苜蓿種植面積逐年下降；2012年，中央啟動 “實施振興奶業苜蓿發展行動”，該行動提出苜蓿要向規模化生產方向發展[1]。截至2012年，新疆苜蓿種植面積已達27.2萬hm2，且近幾年呈逐漸增長的趨勢。

1.2滴灌苜蓿在新疆的發展

1.2.1滴灌苜蓿的優勢。在新疆的農業生產中，滴灌技術作為推廣速度最快、應用面積最大的節水灌溉技術，與傳統的大水漫灌灌溉方式相比增產20%～30%，減少灌溉水量40%～50%[2-3]。苜蓿作為多茬作物，大多采用地下滴灌模式。地下滴灌是區別于地面滴灌的一種滴灌方式，將滴灌帶全部埋入地下，將灌溉水和肥液直接輸送到作物根區附近。與地面灌溉技術相比，地下滴灌在減少地表蒸發量的同時，免除了毛管在作物種植和收獲前后安裝和拆卸的工作，不影響田間作物耕作且延長了設備使用壽命。 截至2015年，新疆地區滴灌面積已超過293萬hm2(其中新疆生產建設兵團滴灌面積超過100萬hm2)[4]，但滴灌技術在苜蓿生產中的應用仍處于起步階段[5]。

1.2.2新疆滴灌苜蓿的研究現狀。近年來，科研工作者對新疆地下滴灌苜蓿的管道布置、土壤水分分布規律、灌溉制度[6]、水氮耦合、土壤鹽分運移等進行了相關研究，然而滴灌苜蓿水肥一體化技術應用的相關報道較少。

1.2.3新疆滴灌苜蓿的分布。目前，北疆種植苜蓿的主要區域分布在阿勒泰、石河子、奇臺、呼圖壁等畜牧業較發達地區，主要采用滴灌的方式進行灌溉，南疆地區由于水資源匱乏、土壤貧瘠以及畜牧業欠發達等原因，使得規模化種植苜蓿較少，滴灌苜蓿大多集中在新疆生產建設兵團的農三師、克州等地區。

2 滴灌苜蓿水肥一體化技術

水肥一體化技術是水與可溶性肥料按適當比例混合后，通過滴灌體系將水和肥穩定、均勻、定量地輸送到作物根部附近的土壤中，使作物在吸收水分的同時又補充了養分，因此又稱之為“水肥耦合”或“滴灌施肥”[6]。苜蓿是高耗水作物，水肥一體化技術起到了節水節肥的作用，同時也使苜蓿生產增量、增收、增效。

2.1過濾器的選擇苜蓿為多年生作物，將毛管(滴灌帶)埋于地下可以重復使用多年，為了保證水質清潔，過濾器中的過濾網要選擇100目以上。

2.2管網的布設當水源為井水時，主干管和分干管大多采用PVC管，管徑分別為200和160 mm，出地處管徑為90 mm，支管間距以60 m為宜。苜蓿采用輪灌的灌溉方式，支管視情況而定，大多采用PE90或PE110軟管，淺埋于土層20 cm處；滴灌帶大多為單一迷宮式滴灌帶或內鑲式滴灌帶，按“一管兩行”或“一管四行”布置，滴灌帶間距60 cm鋪設，入土埋深以3～5 cm為宜。為了防止滴頭堵塞，每年苜蓿的生長期內沖洗滴頭1～2次。

2.3施肥裝置施肥裝置使得水肥一體化技術順利實現水肥同步。滴灌施肥裝置按工作過程分為壓差式、吸入式和注入式3種。表1介紹了幾種常用的施肥裝置。

表1 幾種常用的施肥裝置

2.4水肥耦合

2.4.1鉀肥對苜蓿的影響。作物發生易生病蟲害、莖較柔弱倒伏等現象時，大多是由于缺鉀所致。鉀在苜蓿中保持著2.3%～2.5%的臨界濃度[7]。施鉀肥量需要根據土壤的肥力而定，南疆部分地區隨著施鉀量的增加，紫花苜蓿有小幅度減產的趨勢。在北疆的大部分地區，施加鉀肥有助于提高苜蓿飼草中粗蛋白的含量，從而提高苜蓿的品質和產量。

2.4.2磷肥對苜蓿的影響。磷肥是苜蓿高產必不可少的肥料，其在苜蓿上的臨界范圍為2.6～3.2 g/kg。施用磷肥不僅可以提高苜蓿的抗寒性[8]，而且能增加苜蓿中粗蛋白的含量，從而提高苜蓿品質和苜蓿的干草產量。楊浩宏等[7]研究發現隨著滴施磷肥量的增加，紫花苜蓿的增產幅度更加明顯，增產率達83.25%。

2.4.3氮肥對苜蓿的影響。苜蓿作為一種豆科固氮作物，是否需要氮肥一直存在爭議。氮素能大幅度提高作物產量，是禾本科作物在生育期內必不可少的元素。研究發現，合適的灌水量有利于有效根瘤的形成，氮肥用量越多，根系生長根瘤的能力越弱。然而，在夏季高溫、光照強的情況下，苜蓿的生長需要大量的氮，而此時根瘤菌卻隨時間推移而逐漸降低，因此作物自身的固氮能力無法滿足生長的需要。此時，需要通過施用適量的氮肥，給苜蓿提供所需要的養分[7]。王德勝等[9]研究發現在新疆南疆部分地區，根據當地土壤含氮情況及目標產量，建議種植苜蓿全年施氮量在37.5～75.0 kg/hm2。

2.4.4適時滴水和施肥。水對苜蓿產量起著著決定性因素。苜蓿在分枝期和現蕾期的田間持水量不能低于45%。每年4月20日前后，需要灌第一次水即返青水，滴灌量為300 m3/hm2。刈割前后都需要灌一次水，時間大多在刈割前7～9 d，刈割后2～5 d。最后一次冬灌是在入冬前20 d，滴水量為225～300 m3/hm2。苜蓿整個生育期內灌水8～10次，一次灌水量450～525 m3/hm2。刈割前灌水要避開大風、暴雨等惡劣天氣，以免苜蓿大面積倒伏。低洼處的積水要及時排出，防止淹苗情況發生。

春耕時節，施追肥磷酸二胺和硫酸鉀，其用量分別為225和75 kg/hm2。刈割苜蓿后，隨水滴施磷酸二氫鉀75 kg/hm2和尿素30 kg/hm2，以達到高產的目的[10]。

2.5地下滴灌苜蓿土壤含鹽量的變化含鹽量小于0.6%的土壤，可以進行苜蓿的滴灌種植。在苜蓿生育期內土壤鹽分分布呈“鹽隨水動”的規律，隨著苜蓿生育期內灌水次數的增加，土壤鹽分含量逐漸降低。陳林等[10]研究發現當滴灌灌水量超過3 000 m3/hm2時，可以起到“驅鹽”效果。

3 水肥一體化管理

地下滴灌帶壽命一般為3年，為了使其更有效地發揮作用，需要做好管理和維護工作。 ①檢修田間管網在第一次灌水前，需要檢修人員深入田間進行管道檢查，主要查看支管是否完好、支管與滴灌帶的連接處是否完好、滴灌帶有無裸露在地面上、滴灌帶末端是否綁扎等。檢修結束后，試通水再次確認滴灌系統能夠正常運行。②及時沖洗滴頭。為了防止滴頭堵塞，每次在灌水前需用干凈水源清洗滴灌帶，將其中的沉淀物沖洗干凈，以確保灌水的均勻度。③施肥的注意事項。施肥前，先將肥料預先攪拌溶解，待充分溶解后靜置， 根據滴頭和灌水定額確定灌水時間；滴管前，先灌清水，待系統穩定后加入溶解肥料直至溶液用盡。④適時清洗過濾器。在灌溉施肥后，要注意清洗過濾器，在更換毛管時要注意防止泥沙進入支管中。每次灌水后要注意檢查滴灌帶是否有彎折、直角等阻礙通水的現象，還要仔細檢查管道的連接處是否有漏水情況，一旦有此類情況需要及時處理。

4 存在問題與對策

苜蓿的水肥一體化技術，通過水肥同步，提高肥料利用率，節約灌溉用水；通過控制灌溉用水，防止肥料滲透到深層土壤，從而造成地下水的污染；對于鹽堿地區的滴灌苜蓿栽培，更有改善土壤鹽分的作用。在此次苜蓿水肥一體化應用調查中，發現以下問題較為突出： ①部分地區對農業推廣人員的培訓不足，導致農民對滴灌技術的認識不到位，許多農民滴灌后不洗滴灌帶致使滴頭堵塞情況時有發生。②由于農民文化程度不高，加之缺乏及時的專業技術指導，過量施肥和灌溉的現象時有發生，造成了肥料和節水的浪費。③水壓力設計不合理，滴灌帶末端的控制區域得不到充分地灌溉，影響作物的生長。④在日常的生產中，農民并未深刻理解滴灌灌溉制度仍憑經驗進行灌溉，有時人為增加灌水次數，這在一定程度上違背了滴灌“精良施肥和精良灌溉”的原則。

針對以上問題，提出以下對策，以期為苜蓿的規模化生產提供服務：①加強水肥一體化宣傳工作。加強農業技術推廣人員的責任和使命感的培訓，使其切實能為農民提供及時、正確的指導，以保證水肥一體化技術持續進行。此外，利用各種媒體、宣傳講座等形式，加強苜蓿水肥一體化技術的宣傳，營造良好的輿論氛圍，來促進該技術的推廣。②加強水肥一體化的專業技術培訓。水肥一體化技術具有專業性，不僅講解諸如雨后不宜進行灌溉施肥操作注意事項，而且要介紹滴頭沖洗、滴灌帶檢查等設備運行維護的相關事項，讓農民對水肥一體化技術的操作流程、注意事項有詳細了解，以指導生產實踐。③設計合理，科學規劃。在滴灌帶布置設計中，對于長寬不等的地塊，建議滴灌帶沿地塊寬度方向(橫向)進行布設，供水時可選用橫向一端供水或者橫向中間供水，且整個施肥過程中采用溶液濃度衰減較緩慢的低施肥壓差進行施肥，這樣避免肥料液濃度迅速衰減，從而導致滴灌帶末端的肥液濃度過小。④利用先進技術，提高水肥效益。研究表明，將磁場技術應用到大田水肥一體化監控系統中，有利于提高水肥耦合效應、并在一定程度上提高作物的產量與質量。此外，滴灌系統嘗試采用自動化灌溉系統有利于提高灌水的均勻度，降低灌溉成本，促進作物優質高產。

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[6] 高鵬,簡紅忠,魏樣,等.水肥一體化技術的應用現狀與發展前景[J].現代農業科技,2012(8):250，257.

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