高效節水農業技術在川南玉米生產中的應用策略

羅 瑩,肖 俊,趙 耀,宋其龍,魏新琦,劉運軍

(四川省瀘州市現代農業發展促進中心,四川 瀘州 646000)

全球持續性氣候變暖,降雨量逐年減少,以及城市化、工業化、人口增長和農業發展的需要,大量水資源被過度開發、利用和污染,不斷加劇的水資源危機,導致全球很多地區的可使用水資源愈發匱乏。災害性天氣和地緣政治沖突等因素對世界農業生產的破壞性影響,使世界糧食安全始終備受威脅。我國的傳統農業生產中,灌溉技術通常以土渠輸水、灑潑水和地表漫灌為主,粗放的灌溉方式導致水資源的利用率極低,造成了嚴重的水資源浪費。為提升水資源的有效利用率,現代農業節水灌溉技術逐漸發展起來,噴灌、微灌、滴灌、微噴灌等方式的使用,大大提升了水資源的利用率,最高的可達到98%,極大降低了農業生產發展過程中對水資源的浪費。

2022年夏季以來,川南地區遭遇歷史性高溫酷暑,從普遍嚴重的高溫伏旱,到大面積秋旱,接著是持續性冬干,一直持續到2023年春季依然少雨,旱情始終沒有得到有效緩解,水庫、堰塘蓄水持續短缺,農業生產遇到巨大困難。因為旱情影響,一些丘陵坡地水田缺乏水源保障,只能改種旱地作物。因此,高效節水農業技術的推廣應用在川南地區變得十分迫切。文章旨在對高效節水農業技術在川南大宗旱地糧食作物玉米生產中的推廣應用作出探索性的思考,在確保完成糧食安全生產任務的同時,又為滿足社會需求提供了保障。

1 多措并舉,創新玉米節水灌溉方法

玉米作為重要的糧食作物,市場需求量較大,為保障糧食安全,滿足市場需求,玉米的種植面積在逐年擴大。為了保障玉米生長的需要,玉米生產的用水量也在逐年增加,由于生產過程中人們節水意識的淡薄,造成傳統的灌溉方式下水資源的浪費較為嚴重。因此,加強對舊有灌溉方式的改革創新,不斷研究、開發、優化、集成、推廣新技術,結合溫度、濕度、氣候、土壤、肥料等對玉米生長的影響,在保證不斷提高玉米產量的同時,綜合提高水資源的利用效率成為現代農業生產的迫切需要。

1.1 推廣使用專業智慧灌溉系統

隨著現代農業技術的發展,專業灌溉系統在農業生產上的應用逐步加大,如滴灌、噴灌、微灌、微噴灌等,結合數字農業、物聯網技術,通過對植物生長需水量的無損感知,進行供水智能決策,對灌水變量精準控制,適時實現對植物根部的精準灌溉。專業灌溉系統的大面積應用,可以充分降低水資源的浪費,避免灌溉過量造成的漬害,同時能減少水分散失和蒸發損失,實現增產減耗。

1.2 在高標準農田建設中提高節水灌溉面積建設的占比

近年來,國家對高標準農田建設項目的投入持續增加,在農田改造中,除了加強對水土流失治理、排灌系統改造、小型水庫建設、水渠水井改擴建等配套農田設施建設外,在川南的丘陵和山區,綜合考慮當地資源稟賦條件,因地制宜適當提高節水灌溉面積建設的占比,合理優化提升水資源利用率,以實現玉米生產過程中水資源節約。

1.3 改土保水,提質降耗

通過土壤改良,幫助土壤提高保水、保濕的能力,增強土壤的滲透性。在玉米生長過程中,添加腐熟有機肥,增加土壤的微生物數量,提高土壤中微生物多樣性,提高土壤質量,增進玉米營養吸收,從而降低灌溉需求。

1.4 肥水一體化管理在玉米生產中的應用

川南地區玉米澆水,一般結合底肥、拔節肥和穗肥施用進行,澆水量為每次1.5～2.0m3/667m2。在改良土壤的基礎上,結合玉米生產的施肥結點進行肥水一體化操作,在提高肥效的同時可以減少水資源的浪費。

1.5 選擇合適的玉米種植間距

川南地區,從低海拔平壩到丘陵,再到海拔2500m左右的高山,都有玉米種植。結合不同的地理環境和區域氣候條件、土壤情況,選擇適宜的玉米品種,一般采用寬窄行種植模式,寬行間距60～100cm,窄行間距40～50cm,株距壓縮到12～15cm,以足夠的栽培密度保證產量不降低。通常較窄的種植間距可以加強玉米植株之間的競爭,強化邊行效應,使玉米植株都能獲取充分的光照和水分。同時,在寬行中可以間套作大豆、馬鈴薯等耐蔭蔽的矮桿作物,既可以有效抑制雜草生長、降低土壤水分蒸發,又有利于灌溉和施肥,實現玉米不減產,增收一季豆(大豆、土豆),提高農田的利用效率。

1.6 使用可降解地膜覆膜栽培

既可以有效減少土壤水分蒸發造成的水分散失,又可以控制溫度,減少玉米蒸騰作用,降低耗水量,提高水分利用效率。同時還能減少農藥和肥料的使用量,提高玉米的產量和質量。

1.7 集雨節灌

應注重對雨水的收集、儲存、調配與利用,有效提高玉米生產對雨水的利用率,調控好灌溉節點和頻率,從而達到節約用水的目的。

1.8 應用蓄水保墑耕作技術

通過耕、耙、耱、鋤、壓等耕作措施,改善土壤耕層結構,更好地收儲雨水,減少土壤蒸發和其他非生產性水分消耗,為玉米高產穩產創造一個水、肥、氣、熱相協調的土壤環境。

1.9 秸桿覆蓋

在玉米收獲后,將玉米秸稈覆蓋還田,可在一定程度上保持土壤濕潤,降低水分蒸發速率。同時腐熟的玉米秸稈可以增加土壤有機質,改善土壤結構,也是天然的有機肥料。

1.10 開展輪作免耕載培

結合秸稈覆蓋,開展與其他作物,如馬鈴薯、大豆等秋冬旱地作物的輪作免耕栽培。一方面可以幫助農業生產者增產增收,增加土壤肥力;另一方面可以降低土壤結構的緊密程度,使土壤水分更容易滲透,從而提升水分利用率。

2 調控玉米首次灌溉時間

玉米生長過程中,對水資源的需求量較大,為保證產量,生產過程中需要多次灌溉。因此,合理把握好灌溉時間和灌溉方式,在為玉米生長創造良好生長環境的同時,提升玉米的產量十分重要。有試驗表明,若是將首次灌溉時間推后,調整到玉米大喇叭口后期再進行首次灌溉,能夠有效的節約灌溉用水量,實現對水資源的節約[1]。在推遲的時間段內,川南地區的自然降水量較多,給玉米生長提供了足夠的水分需求。所以即使將首次灌溉時間推后,也不會對玉米的生長造成影響,這樣既能保證玉米在生產過程中的水分需求,確保產量,又能夠提升自然降水的利用率,在玉米生產中實現節約用水。

3 提高農業生產者節水意識,加強節水技術推廣

川南地區以丘陵為主,南部多山。要想實現農業生產中高效節水,水利與農業農村部門應緊密配合聯合做好節水宣傳,讓農業生產者意識到節水的重要性,從而拓展高效節水技術應用覆蓋面。

節水技術的推廣,離不開地方基層政府和農業農村部門的引導和指導,結合當前川南農業發展實際情況,推動玉米生產向適度規模化方向發展,能夠有效促進節水技術的應用。傳統漫灌、潑灑的澆灌方式,水資源利用率低,不僅造成資源浪費,同時還會產生土地營養成分流失問題,對糧食作物種植后續造成不良影響。因此,農業農村部門在玉米生產相對集中區域應多點布局玉米節水灌溉試驗示范點,相關技術推廣人員應主動走入田間地頭,與農業生產者進行溝通交流,進行節水技術指導。同時,可以充分利用現代網絡平臺信息技術,創建技術交流群,當農業生產者在種植過程中遇到節水灌溉技術上的難題時,通過交流群可及時與技術人員和其他有經驗的農業生產者進行溝通交流,獲得相應解決方案,為玉米生產提供有效支持。

此外,高效節水農業技術在玉米生產中的運用需要一定的成本投入,尤其是專業灌溉系統的建設、使用成本較高,對于大部分農業生產者來說,資金有限,增加成本投入比較困難,政府部門可以在新技術運用上給予適當資金補貼,以此推動農業生產者對新技術的使用。

政府部門應切實踐行習近平總書記提出的生態文明思想和“節水優先”治水方針,傾力執行國家可持續發展戰略,通過多種形式大力宣傳高效節能技術,讓農業生產者對高效節水技術有更清晰的認知,形成主動踐行、不斷探索高效節水栽培方式的意識,在玉米生產過程中持續加大節水農業技術的使用范疇。

4 健全高效節水農業技術管理機制

隨著國家經濟的發展,人民生活水平的不斷提高,農產品消費市場對農產品的品質要求越來越高,農業科技的發展,既要滿足人們對高品質農產品的要求,又要保障糧食總產量的絕對安全,這就對農業生產各項技術的不斷推陳出新提出了更高的標準要求。政府部門應構建高效節水技術管理體系,積極吸引各方力量參與到管理中,讓農業生產者獲得利益,從而推動節水技術在玉米生產中的應用[2]。

4.1 加強政策扶持力度

出臺相關政策,鼓勵農業生產者采用節水農業技術,在財政預算中預留部分財政資金,開設節水農業專項賬戶,用于高效節水農業方面的工作。

4.1.1 加強示范推廣 各級農業農村部門和水利部門應加強節水農業技術的試驗、示范和推廣工作,用實際效果進行節水農業技術的宣傳和推廣,提高農民對新技術的認知和接受度。

4.1.2 加強宣傳引導 以各級政府部門為引領,帶動和鼓勵社會團體、組織和個人,通過多種方式和渠道強化節水農業的宣傳力度。

4.1.3 設置專項獎補資金 對投資使用專業灌溉系統設備的農業生產企業和業主進行補貼;對達到節水農業生產標準的農業生產者進行獎勵。

4.2 建立科學的技術管理體系,為農業生產者提供全方位的技術支持

4.2.1 建立技術咨詢機制 整合專業技術力量,為農業生產者提供技術咨詢服務,解答技術難題,為農業生產者提供技術支持和指導。

4.2.2 多種形式開展線上、線下、理論結合實踐的技術培訓活動 讓農業生產者獲得更多學習、實踐的機會,以掌握先進的節水農業專業技術,提高他們的技術素質和創新能力。

4.2.3 建立節水農業技術評估機制 對新技術的試驗和實施效果進行檢測和評估,及時發現問題,并進行調整和改進。

4.3 改進農業用水計劃與監測機制

制定種植計劃、用水計劃、灌溉計劃等,及時對用水量進行監測,確保農業用水合理有效。

4.3.1 制定科學合理的農業用水計劃 根據不同地區的農業生產需要和水資源狀況,因地制宜制定科學合理的農業用水計劃,明確用水指標和用水時段,合理配置水資源,提高水資源利用效率。

4.3.2 加強水資源監測 建立完善的水資源監測體系,采用現代化的監測技術,實時監測水資源的變化狀況,為農業用水計劃提供科學依據。

4.3.3 加強農業用水管理 建立健全農業用水管理規范,建立農業用水檔案,加強對農業用水的指導、監督、管理和檢查,制定完善的管理制度和法律法規,加強宣傳教育,引導農業生產者形成正確的用水觀念,確保農業用水的合理性和有效性。

4.3.4 加強農業用水社會監督,建立農業用水投訴舉報機制,對違規違法、浪費用水等行為進行及時處理,維護農業用水秩序,強化、規范農業用水行為習慣。

4.4 加強節水農業技術研究,提高創新力度

政府部門要鼓勵科研機構、農業院校、農業生產組織和農民密切合作,通過不斷優化新型高效節水農業技術,研發、改良新設備、新品種,為農業生產提供更高效、更環保、更具有可持續發展的解決方案,提高農業生產效益,緩解水資源供應壓力。

4.5 強化農業用水智能化管理

利用現代信息技術手段,打造農業用水智能化管理平臺,實現精準用水,優化用水結構,提高用水利用效率,降低用水成本。

5 結 語

綜上所述,高效節水農業技術在玉米生產中的有效應用,對玉米種植業的發展具有積極作用。作為人口大國,日常生活中對各項資源的消耗較多,傳統生產模式造成了生產過程中各種資源的浪費,在提升資源利用率的同時,確保資源利用可持續性,而節水農業技術正是可持續發展戰略在農業上的具體體現。