
隨著我國農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的深化,節(jié)水農(nóng)業(yè)已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。花生作為重要油料作物,長期面臨干旱缺水和肥料利用率低等挑戰(zhàn),亟需采用先進的農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)以提高生產(chǎn)效率。本研究聚焦農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)在花生種植中的應用,旨在分析其對花生水分利用效率、養(yǎng)分高效利用、產(chǎn)量品質(zhì)及經(jīng)濟效益的影響機制。農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)通過創(chuàng)新性土壤管理、智能灌溉和精準養(yǎng)分管理,有望顯著提高花生的水肥利用效率。該技術(shù)整合了微地形改造、智能滴灌、緩釋肥料等先進措施,優(yōu)化根際微環(huán)境,實現(xiàn)精準供水供肥。本研究將為該技術(shù)在花生種植中的推廣應用提供科學依據(jù)和實踐指導,對提高花生產(chǎn)業(yè)競爭力、保障食用油安全和促進農(nóng)民增收具有重要意義。
一、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)概述
1、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的概念與內(nèi)涵
農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)是指在農(nóng)作物生產(chǎn)過程中,綜合運用農(nóng)學、水利學、土壤學等多學科知識,采取切實可行的農(nóng)藝措施,通過優(yōu)化耕作制度、科學調(diào)控灌溉制度、合理布局種植模式等手段,協(xié)同發(fā)揮節(jié)水、保墑、增肥、促根等多重功效,在減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入的同時,穩(wěn)步提升作物的產(chǎn)量和品質(zhì),最終實現(xiàn)節(jié)約灌溉用水、減少肥料損失、提高水肥利用效率的一系列技術(shù)。這些技術(shù)以作物需求為導向,根據(jù)不同生育階段的用水用肥特點,因地制宜從全程多環(huán)節(jié)協(xié)同調(diào)控作物生長發(fā)育條件,達到節(jié)本增效、保護環(huán)境、促進可持續(xù)發(fā)展的目標。
2、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的主要類型
農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)主要包括節(jié)水型農(nóng)藝技術(shù)、保肥型農(nóng)藝技術(shù)以及節(jié)水保肥兼顧型農(nóng)藝技術(shù)三大類。節(jié)水型農(nóng)藝技術(shù)側(cè)重于通過工程或農(nóng)藝手段減少灌溉用水量,提高水分利用率,如膜下滴灌、壟作溝灌、集雨補灌等;保肥型農(nóng)藝技術(shù)重在改良培肥土壤,提高肥料利用率,減少養(yǎng)分損失,如施用緩釋肥、有機肥、生物肥等;節(jié)水保肥兼顧型農(nóng)藝技術(shù)則集節(jié)水、保墑、培肥等功效于一體,能同步發(fā)揮節(jié)約灌溉用水、減少肥料損失、促進作物吸收水分養(yǎng)分的作用,如免耕覆蓋、深松溝壟、水肥一體化等。
3、不同農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的作用機理
不同農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的作用機理可歸納為減少水分損失與肥料流失、提高土壤蓄水保肥能力以及促進作物高效吸收水分養(yǎng)分三個方面。①通過地表覆蓋、壟作、深松等措施減少土壤水分蒸發(fā)與徑流,施用緩釋肥、有機肥、水肥一體化等措施降低肥料淋失揮發(fā),協(xié)同降低水肥損失;②采取秸稈覆蓋還田、增施有機肥、免耕深松、溝壟集雨等措施,多途徑改善土壤結(jié)構(gòu),提高持水持肥能力和蓄水容量;③統(tǒng)籌調(diào)控水、肥、氣、熱等條件,促進根系生長,提高養(yǎng)分活化,協(xié)同保障作物對水分養(yǎng)分的高效吸收利用。
4、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的綜合優(yōu)勢
農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)具有節(jié)本增效、生態(tài)友好、易推廣等優(yōu)勢。這類技術(shù)可降低灌溉用水量和肥料施用量,減輕農(nóng)業(yè)面源污染,保護生態(tài)環(huán)境,降低生產(chǎn)成本,創(chuàng)造經(jīng)濟和生態(tài)效益。與工程節(jié)水措施相比,其多以可再生、可循環(huán)的生物措施為主,造價低、見效快,更有利于農(nóng)田生態(tài)良性循環(huán),體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念。該技術(shù)能從全過程多環(huán)節(jié)提高水資源和肥料利用效率,提升種植品質(zhì)和農(nóng)產(chǎn)品競爭力,助推節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革。
二、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)對花生種植的關(guān)鍵作用
1、提高水分利用效率
農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)通過創(chuàng)新性的土壤管理策略,如微地形改造和生物炭添加,優(yōu)化了花生根際微環(huán)境。這些措施顯著增強了土壤的毛細管網(wǎng)絡,促進了水分在根區(qū)的均勻分布。同時,采用智能滴灌系統(tǒng),結(jié)合作物生理需水模型,實現(xiàn)了精準供水。此外,利用納米材料改良的保水劑,提高了土壤持水能力,減少了深層滲漏。這些技術(shù)的協(xié)同作用,不僅提高了花生的水分吸收效率,還改善了植株的水分調(diào)節(jié)能力,使其在干旱脅迫下仍能保持較高的光合效率,從而顯著提升了水分利用效率。
2、促進養(yǎng)分高效利用
農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)通過整合植物營養(yǎng)學和土壤微生物學的前沿成果,開發(fā)了一套獨特的養(yǎng)分管理體系。該體系運用生物強化技術(shù),培育了特定的根際微生物群落,增強了花生根系對養(yǎng)分的吸收能力。同時,采用智能傳感器網(wǎng)絡實時監(jiān)測土壤養(yǎng)分動態(tài),結(jié)合大數(shù)據(jù)分析,精準調(diào)控肥料供應。創(chuàng)新性的緩釋肥料配方,實現(xiàn)了養(yǎng)分釋放與花生生長需求的同步。此外,通過調(diào)控根系分泌物組成,激活了土壤中難溶性養(yǎng)分,提高了養(yǎng)分有效性。這些措施的綜合應用,顯著提升了花生對氮、磷、鉀等關(guān)鍵元素的利用效率。
3、調(diào)控產(chǎn)量和品質(zhì)
農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)通過創(chuàng)新性的生理調(diào)控方法,顯著影響花生產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。該技術(shù)運用植物生長調(diào)節(jié)劑和光質(zhì)調(diào)控技術(shù),精確調(diào)節(jié)花生的源-庫關(guān)系,優(yōu)化光合產(chǎn)物分配。通過智能水肥一體化系統(tǒng),在關(guān)鍵生育期實現(xiàn)精準供水供肥,促進了花芽分化和莢果發(fā)育。同時,采用土壤酸化調(diào)控技術(shù),優(yōu)化了鈣、硼等微量元素的吸收,提高了籽仁飽滿度和油脂含量。此外,運用生物刺激素處理,增強了花生的抗逆性,提高了結(jié)實率。這些措施的協(xié)同效應,不僅顯著提升了花生產(chǎn)量,還改善了蛋白質(zhì)和油脂的組成,提高了產(chǎn)品品質(zhì)。
4、降低成本提高效益
農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)通過創(chuàng)新的精準農(nóng)業(yè)管理模式,實現(xiàn)了花生種植的高效化和低成本化。該技術(shù)運用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),建立了智能化田間管理系統(tǒng),實現(xiàn)了農(nóng)事操作的自動化和精準化,顯著降低了人力成本。通過優(yōu)化灌溉系統(tǒng)設(shè)計和水肥一體化技術(shù),減少了水資源浪費,降低了灌溉成本。同時,采用生物防治和生態(tài)調(diào)控措施,減少了化學農(nóng)藥的使用,降低了環(huán)境污染風險。此外,通過開發(fā)專門的花生品種和配套栽培技術(shù),提高了土地利用效率。這些措施的綜合應用,不僅降低了生產(chǎn)投入,還提高了花生的產(chǎn)量和品質(zhì),顯著提升了經(jīng)濟效益。
三、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)在花生種植中的應用措施
1、基于作物需求的農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)選擇策略
針對花生種植過程中不同生育階段的需水需肥特點,科學制定農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)篩選原則與優(yōu)選評價體系至關(guān)重要。研究表明,花生出苗至現(xiàn)蕾期需水量較小但需肥量大,開花結(jié)莢期和莢果膨大期需水需肥量均較大。基于上述特點,制定如下技術(shù)篩選原則:①突出節(jié)水與保肥的耦合協(xié)同,優(yōu)先選用兼顧培肥土壤、促進花生吸收水分養(yǎng)分的技術(shù);②注重不同生育期的針對性匹配,苗期重培肥固氮,花莢期重調(diào)控水肥供應;③強調(diào)簡易實用、經(jīng)濟高效,擇優(yōu)篩選投入產(chǎn)出比高的技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,從技術(shù)的節(jié)水率、保肥率、增產(chǎn)率、水分利用率、肥料利用率、投入產(chǎn)出比等方面,構(gòu)建農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的多維優(yōu)選評價體系,形成可量化、可考核的技術(shù)評價標準,為科學選用節(jié)水保肥技術(shù)提供理論依據(jù)與實踐指引。
2、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)在花生種植中的關(guān)鍵應用環(huán)節(jié)
關(guān)鍵應用環(huán)節(jié)包括播種期的壟作覆蓋集雨、苗期至現(xiàn)蕾期的深松培土和支膜覆蓋免耕、開花結(jié)莢期的水肥耦合調(diào)控以及莢果膨大期的水量平衡調(diào)控與養(yǎng)分診斷施肥。播種時采取壟作覆蓋集雨,利用壟溝集蓄降雨,增加土壤入滲,減少水分蒸發(fā),為出苗提供水分保障;苗期至現(xiàn)蕾期采取深松培土,疏松土層,增強保水保肥能力,并適度補施速效氮肥,促進苗期生長;同時采取地膜覆蓋,抑制雜草、減少土壤水分蒸發(fā),或采取免耕覆蓋栽培,培肥地力,提高肥料利用率;開花結(jié)莢期采取水肥耦合調(diào)控,依據(jù)花生需水需肥規(guī)律實施精準灌溉施肥;莢果膨大期采取水量平衡調(diào)控,協(xié)調(diào)植株群體葉片蒸騰與莢果膨大對水分的競爭,同時基于土壤養(yǎng)分快速診斷,制定科學施肥方案,精準補充氮磷鉀肥,保障花生高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。
3、典型農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)模式的集成應用
針對不同種植條件和生產(chǎn)目標,創(chuàng)新集成了壟作覆蓋-集雨補灌-精量施肥、免耕覆蓋-固液施肥-水肥一體化、適度密植-水質(zhì)改良-液態(tài)肥灌溉等多種農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)模式。其中,壟作覆蓋-集雨補灌-精量施肥模式通過壟作栽培增加雨水集蓄入滲,結(jié)合補灌滿足花生需水,配以精量施肥提高肥料利用率,可顯著提高水分和養(yǎng)分利用效率;免耕覆蓋-固液施肥-水肥一體化模式則依托秸稈覆蓋還田免耕栽培,培肥土壤,固態(tài)液態(tài)肥配合施用,提高肥料利用率,并采用水肥一體化實現(xiàn)精準灌溉施肥,節(jié)水、增肥、增產(chǎn)效果協(xié)同發(fā)揮;適度密植-水質(zhì)改良-液態(tài)肥灌溉模式通過合理密植,提高群體水肥利用效率,輔以水質(zhì)改良劑降低水中堿含量,并利用液態(tài)肥精準灌溉,同步實現(xiàn)增產(chǎn)增效。上述模式的集成應用,為不同類型區(qū)和種植條件下實現(xiàn)花生節(jié)水、培肥、增產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化提供了可資借鑒的技術(shù)路徑。
4、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)應用的典型案例分析
一個典型的花生主產(chǎn)區(qū)在紅壤旱地種植花生,通過綜合采用壟作覆蓋集雨、補灌、施用緩釋肥等措施,有效克服了干旱缺水和肥力不足對花生生長的限制。研究發(fā)現(xiàn),與常規(guī)平作相比,壟作覆蓋集雨可增加10%—30%的雨水集蓄入滲,補灌可在花生開花結(jié)莢等關(guān)鍵時期補充20%-50%的需水量。同時,壟作可增加局部耕層深度,配合緩釋肥使用,可將氮、磷、鉀肥料利用率分別提高12%、7%和10%。受益于上述節(jié)水保肥措施的綜合應用,花生平均增產(chǎn)20%-35%,水分利用效率和氮磷鉀肥料利用率均顯著提高。該案例充分證明了多種農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的創(chuàng)新集成應用,可從全程多環(huán)節(jié)發(fā)力,通過蓄-保-供-促協(xié)同作用,在節(jié)約種植成本的同時,實現(xiàn)花生增產(chǎn)增效。這一經(jīng)驗可為類似種植條件下推廣農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)提供實踐參考。
四、農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)推廣應用的建議
1、加強農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的基礎(chǔ)研究與集成創(chuàng)新
農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的推廣應用亟需加強基礎(chǔ)研究和集成創(chuàng)新。一方面,應圍繞花生水肥高效利用機制、不同生態(tài)區(qū)節(jié)水保肥技術(shù)適應性差異、多目標優(yōu)化配置等開展深入系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究,揭示技術(shù)作用機理,夯實推廣應用的科學基礎(chǔ)。另一方面,應立足區(qū)域特點和種植實際,圍繞模式構(gòu)建、關(guān)鍵裝備、新型肥料等加強集成創(chuàng)新,研發(fā)經(jīng)濟實用、適應性廣的新型技術(shù)模式與產(chǎn)品,提升技術(shù)系統(tǒng)性、高效性和便捷性。
2、優(yōu)化農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)模式,提高適用性與精準性
因地制宜優(yōu)化農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)模式應充分考慮不同區(qū)域氣候、土壤、品種、種植制度等差異,從技術(shù)篩選、模式集成、配套措施等方面加以優(yōu)化,形成適應當?shù)靥攸c的技術(shù)模式,切實提高實用性和精準性。如干旱區(qū)應重點優(yōu)化調(diào)虧灌溉、集雨補灌、增施有機肥等抗旱節(jié)水保肥技術(shù);糧豆輪作區(qū)應突出免耕、深松、綠肥等保墑培肥技術(shù);設(shè)施花生區(qū)應聚焦水肥一體化、液肥等高效節(jié)水施肥技術(shù),并動態(tài)優(yōu)化,制定精準管理方案。
3、加大農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)示范推廣力度,完善配套服務
加大示范推廣力度要發(fā)揮新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體示范帶動作用,選擇種植大戶、家庭農(nóng)場、合作社等開展節(jié)水保肥技術(shù)示范,突出展示增產(chǎn)增效和生態(tài)效益,提高輻射帶動作用。大力開展技術(shù)培訓,采取農(nóng)民田間學校、田頭課堂等形式,強化科技人員與農(nóng)民互動交流,增強農(nóng)民節(jié)水保肥意識和技術(shù)掌握水平。完善技術(shù)配套服務體系,搭建供肥、供藥、供技、供機、供銷一條龍服務平臺,為農(nóng)民提供全程化、訂單式、個性化跟蹤服務。
4、創(chuàng)新農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)推廣模式,調(diào)動農(nóng)民應用積極性
創(chuàng)新推廣模式要從農(nóng)民實際需求出發(fā),探索公司+基地+農(nóng)戶、訂單農(nóng)業(yè)、入股分紅、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等多種模式,將節(jié)水保肥技術(shù)與農(nóng)民利益緊密掛鉤,構(gòu)建利益共享、風險共擔機制。鼓勵龍頭企業(yè)、服務組織通過訂單收購、利潤返還、技術(shù)入股等帶動農(nóng)民采用新技術(shù),參與產(chǎn)業(yè)鏈增值收益分配。支持保險機構(gòu)開發(fā)節(jié)水保肥技術(shù)保險產(chǎn)品,提供風險保障。以農(nóng)民意愿為導向優(yōu)化技術(shù)模式,促進多方協(xié)同,形成推廣合力。
5、加強政策扶持,促進農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)規(guī)模化應用
各級政府應將節(jié)水保肥技術(shù)納入農(nóng)業(yè)科技推廣重點,在項目、資金、人才等方面給予支持。制定支持政策,加大對示范基地、服務組織、農(nóng)民培訓等投入力度。完善節(jié)水農(nóng)業(yè)補貼政策,將技術(shù)應用面積作為補貼依據(jù),調(diào)動農(nóng)民積極性。建立健全技術(shù)標準體系,提供全過程標準化指導。加強推廣考核評價,將推廣面積、增產(chǎn)增效、農(nóng)民受益等納入考核內(nèi)容,強化推廣主體責任意識。通過多輪驅(qū)動,形成規(guī)模化應用良性推進機制。
總之,農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)是保障花生高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、提高種植效益的關(guān)鍵舉措。在農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新時代背景下,應加強該技術(shù)的基礎(chǔ)研究與集成創(chuàng)新,不斷優(yōu)化技術(shù)模式,完善配套服務。同時,創(chuàng)新推廣方式,加大示范力度,促進其在花生種植中的規(guī)模化應用。通過農(nóng)藝節(jié)水保肥技術(shù)的科學運用,有望顯著提高花生的水肥利用效率,改善產(chǎn)品品質(zhì),降低生產(chǎn)成本,實現(xiàn)經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的雙贏。這不僅將推動我國花生產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,還將為保障國家食用油安全和促進農(nóng)民增收作出積極貢獻,進而推動我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。
(作者單位:272610山東省濟寧市梁山縣韓崗鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務中心)