水肥一體化技術實踐與應用

陳道云，黃文漢，石媛，羅齊克

（吉首市土壤肥料工作站，湖南吉首416000）

水肥一體化技術是借助壓力管道灌溉系統，將可溶性固體肥料或液體肥料配兌成液態肥，與灌溉水按比例定時、定量、均勻、準確直接輸送到作物根系附近的土壤，適時、適量地滿足農作物對水分和養分的需求，實現水肥同步管理和高效利用的農業節水技術。水肥一體化技術推廣與應用對破解吉首市巖溶山區干旱缺水問題，發揮溫光資源自然優勢，促進吉首市特色優勢產業發展，保障農產品質量安全、增加農民收入具有重要作用。

1 吉首市水肥利用情況概述

吉首市地處湖南省西北部，湘西土家族苗族自治州南部，是湘西土家族苗族自治州首府所在地，是一個典型的巖溶山區市。2017年，全市糧食播種面積9670公頃，糧食總產量4.78萬噸；全市水資源總量34.06億立方米，水資源利用總量11934.5萬立方米，農業用水總量13039.4萬立方米，每年因季節性干旱缺水近0.1億立方米。干旱缺水已成為威脅糧食安全、制約農業可持續發展的主要限制因素之一，推廣應用水肥一體化技術是形勢所迫。

2 水肥一體化系統組成與設計

2.1 灌溉施肥系統的選擇

根據水源、地形、種植面積、作物種類，選擇不同的灌溉施肥系統，包括滴灌施肥系統、微噴施肥系統。大田果樹或蔬菜栽培可選擇滴灌、微噴灌施肥系統，分為自然壓差系統和動力壓差系統。施肥裝置一般選擇壓差式施肥罐或注肥泵。日光溫室蔬菜或果樹，除了以上兩種系統可選擇外，還可以選擇自動灌溉施肥系統。

2.2 灌水器的選擇

保護地蔬菜栽培宜采用內鑲式薄壁滴灌管、滴灌帶和迷宮式滴灌管。果樹多采用微噴頭、小管出流、壓力補償式滴頭。

2.3 灌溉管的鋪設

不同作物生長的不同時期、不同的栽培方式，灌溉管離作物主干基部的距離應有所不同，灌水器應在作物根系生長最集中的部位。低稈作物：如蔬菜，滴灌管應順行鋪設，離作物主干基部的距離5～15厘米。喬木類果樹：幼樹可采用順行鋪設；成齡樹應沿每棵植株的樹冠用兩根管呈“8”字形或一根管呈環形鋪設。葡萄：籬架栽植應在兩側順行鋪設；棚架栽植應在棚下根據行距大小順行鋪設2～3根管，每根距離1～1.2米，以此類推。

表1獼猴桃微灌水肥一體化系統關鍵參數設計表

其他設計參數按SL103。

2.4 微灌施肥參數設計

包括作物需水量、微灌作物日耗水強度、土壤濕潤比、灌水均勻度、計劃濕潤土層深、微灌水有效利用系數設計。如：獼猴桃水肥一體化系統參數的設計，見表1。

2.5 微灌施肥方案設計

主要包括灌水定額、灌水周期、每次灌水時間、灌水次數與灌水總量設計。

獼猴桃滴灌（微噴）灌溉施肥方案設計：采用蓄水池工程+管道加壓+輸水管道+滴灌（微噴）+管道施肥集成組裝壓力管道滴灌（微噴）灌溉施肥系統。滴灌（微噴）灌溉施肥方案，見表2。

表2獼猴桃——滴灌（微噴）灌溉施肥方案（2000kg/畝）

3 水肥一體化技術應用模式

3.1 水肥一體化滴灌灌溉施肥模式

采用蓄水池工程+管道加壓+輸水管道+滴灌+管道施肥集成組裝壓力管道滴灌灌溉施肥系統，實現水肥同步管理和高效利用。每100畝建300～400立方米蓄水池，配套安裝控制閥、施肥器、過濾器、輸水管道、滴灌管網。主要應用作物：獼猴桃、葡萄、黃桃、柑橘、蔬菜、草莓等。施肥方式主要采用泵吸施肥法、重力自壓式施肥法、膜下滴灌施肥法。

3.2 水肥一體化噴灌（微噴）灌溉施肥模式

建議采用蓄水池工程+管道加壓+輸水管道+噴（微噴）灌+管道施肥集成組裝壓力管道噴灌（微噴）灌溉施肥系統，其余同上。主要應用作物為獼猴桃、柑橘、蔬菜、花卉等。施肥方式主要采用泵吸施肥法。

4 水肥一體化技術關鍵環節

4.1 設施設備

通過綜合分析，系統規劃、設計和建設水肥一體化灌溉設備，確保灌溉系統安全可靠；根據應用作物、系統設備、實施面積等選擇施肥設備。

4.2 水分管理

根據農作物根系狀況確定濕潤深度，果樹因品種、樹齡不同，宜0.3～0.8m。農作物灌溉上限控制田間持水量在85%～95%，下限控制在55%～65%。

4.3 養分管理

選擇溶解度高、溶解速度較快、腐蝕性小、與灌溉水相互作用小的肥料。不同肥料搭配使用，混合后會產生沉淀的肥料要單獨施用。

4.4 水肥配合

按照肥隨水走、少量多次、分階段配合的原則，將作物總灌溉水量和施肥量在不同的生育階段分配，制定灌溉施肥制度，滿足作物不同生育期水分和養分需要。

4.5 維護保養

每次施肥時應先滴清水，待壓力穩定后再施肥，施肥完成后再滴清水清洗管道。施肥過程中，定時監測灌水器流出的水溶液濃度，避免肥害；定期檢查、及時維修系統設備，防止漏水；及時清洗過濾器，定期對離心過濾器集沙罐進行排沙。

5 水肥一體化技術推廣應用的現狀與成效

5.1 推廣應用現狀

2017年，水肥一體化技術推廣應用覆蓋吉首市12個鄉鎮，65個村，帶動1.2萬個農戶受益，推廣應用面積達8000畝，對吉首干旱缺水地區的節水節肥節支、增產提質增收起到了明顯的推動作用（見表3）。

表3吉首市水肥一體化技術推廣應用現狀

5.2 推廣應用成效

推廣應用水肥一體化技術，有利于促進農業發展方式由粗放型向集約型轉變，肥料利用率可提高20%以上、節水40%以上；有利于提高農業綜合生產能力，糧食作物產量可提高20%～50%，水分生產效率可提高到每立方米2公斤；有利于提高農業抗旱減災能力，減少因旱災損失糧食2000萬公斤以上；有利于農業標準化、自動化、規模化和集約化發展，節約勞動生產成本50%以上；有利于提高農業生態安全水平，減少農藥用量30%以上。

推廣應用水肥一體化技術，用水方式可實現六個轉變：由渠道輸水向管道輸水轉變；由澆地向給莊稼供水轉變；土壤施肥向作物施肥轉變；水肥分開向水肥耦合轉變；單一技術向綜合管理轉變；傳統農業向現代農業轉變的水肥同步營養液轉變，促進精量化施肥。通過水肥一體化技術的推廣應用，生態效益、經濟效益和社會效益明顯。

6 結語

推廣應用水肥一體化技術是現代農業發展的必然選擇，吉首市與發達地區相比，推廣應用水肥一體化技術差距巨大，差距就是潛力。要想真正實現水肥一體化，必須合理組裝灌溉施肥系統，優化配置灌溉施肥設備，示范探索技術新模式，科學設計灌溉施肥方案，潛心研究、開發一系列新技術、新產品，大力培育技術應用新主體，及時更新農民新觀念、新知識，促進農業可持續又好又快發展。