大田作物水肥一體化技術(shù)可行性研究及推廣策略

摘 要：隨著時(shí)代的高速發(fā)展，人民群眾對(duì)糧食的需求越來(lái)越高，在此背景下，水肥一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)約水資源、節(jié)約化肥及節(jié)省人力成本等，因此受到種植戶的青睞。我國(guó)的水肥一體化技術(shù)發(fā)展速度較快，并且種植面積呈上升趨勢(shì)。本文將結(jié)合實(shí)際詳細(xì)探討大田作物水肥一體化技術(shù)應(yīng)用、可行性研究及相關(guān)的推廣策略。

關(guān)鍵詞：大田作物；水肥一體化；種植技術(shù)

1大田作物水肥一體化技術(shù)應(yīng)用

1.1初步研究階段

水肥一體化技術(shù)最早被以色列應(yīng)用。在二十世紀(jì)六十年代，由于中東地區(qū)水資源較為匱乏，因此開始研究滴灌技術(shù)，將施肥與灌溉結(jié)合在一起。根據(jù)灌溉形式的區(qū)別，水肥一體化技術(shù)主要可分為噴灌、微灌兩種。滴灌具有節(jié)水效果顯著、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用。具體而言，水肥一體化技術(shù)可以最大限度地滿足農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)部分的定義：通過(guò)管道灌溉技術(shù)，在水中溶解肥料，以滿足農(nóng)作物對(duì)水分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求，實(shí)現(xiàn)水肥一體化管理，是一種全新的節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)技術(shù)。在應(yīng)用水肥一體化技術(shù)過(guò)程中，種植戶要充分考慮本地的地理?xiàng)l件、作物種類、氣候變化等自然條件，制定科學(xué)的灌溉施肥方案。在農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中，離不開合適的水肥一體化模式及科學(xué)的滴灌管道系統(tǒng)，依次為農(nóng)作物提供生長(zhǎng)發(fā)育所需的養(yǎng)分和水分，最終實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效。

早在1974年，我國(guó)就已經(jīng)著手水肥一體化技術(shù)的研究，由國(guó)外引進(jìn)了三套設(shè)備，并且在三個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)建立了超過(guò)五千平方米的試驗(yàn)田，最終取得了較好的效果。1975年，我國(guó)開始在部分省份推廣滴灌技術(shù)，并將其列為重點(diǎn)科研項(xiàng)目。1974至1980年，我國(guó)的水肥一體化技術(shù)處于起步階段。

1.2規(guī)模化應(yīng)用階段

到了二十世紀(jì)九十年代，水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，并輻射到全國(guó)各地，涵蓋了諸多大田經(jīng)濟(jì)作物。現(xiàn)如今，政府相關(guān)部門正在大力推廣水肥一體化技術(shù)，并在全國(guó)范圍內(nèi)建立示范區(qū)，促進(jìn)了這項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。在2020年，水肥一體化推廣面積已經(jīng)超過(guò)一千萬(wàn)公頃，有效緩解了水資源緊缺地區(qū)的糧食問(wèn)題，為我國(guó)的糧食自主戰(zhàn)略做出了卓越的貢獻(xiàn)。根據(jù)區(qū)域類型的不同，可以將水肥一體化技術(shù)劃分為以下幾類：干旱區(qū)滴灌型、丘陵山區(qū)重力滴灌型、平原微噴型。根據(jù)設(shè)備類型的不同可分為：移動(dòng)式微灌型、全自動(dòng)智能型、小型簡(jiǎn)易自主型。根據(jù)設(shè)施條件可劃分為：普通大田型、溫室保鮮膜型。

整體而言，我國(guó)的水肥一體化技術(shù)仍處于起步階段，但是發(fā)展勢(shì)頭良好。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的大背景下，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也變得愈加廣泛，也標(biāo)志著水肥一體化技術(shù)步入了全新的發(fā)展階段。

1.3應(yīng)用案例

例如，在種植大田馬鈴薯過(guò)程中，應(yīng)充分考慮本地的實(shí)際情況，選擇已經(jīng)脫毒的馬鈴薯品種，性狀良好，沒有攜帶病菌，注意不要選擇年齡過(guò)大的出芽馬鈴薯作為種薯。在正式播種馬鈴薯之前若干天，需要進(jìn)行切種處理，準(zhǔn)備切刀及濃度較低的高錳酸鉀溶液。如果切到了感染病菌的馬鈴薯種子，需要使用高錳酸鉀進(jìn)行消毒處理，切塊大小以五十克左右最為適宜。切種環(huán)節(jié)十分重要，直接決定了馬鈴薯最終的產(chǎn)量和品質(zhì)。應(yīng)確保每個(gè)切塊都具備芽眼，在切頂芽過(guò)程中，應(yīng)使用縱刀，以此多切馬鈴薯塊。在上述工作完成后，需要進(jìn)行拌種。相較于傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑拌種，微生物拌種劑對(duì)環(huán)境的污染較小，因此十分受到青睞。拌種工作不僅可以起到保護(hù)種薯的作用，還能夠提升母薯的生根速度，使得出苗更加整齊、莖稈更加粗壯。

對(duì)于大田馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育而言，施肥和澆水工作重要，直接決定其品質(zhì)與產(chǎn)量。在此過(guò)程中，可以應(yīng)用水肥一體化技術(shù)。具體操作如下：將農(nóng)機(jī)肥與化肥結(jié)合在一起使用，在確保主要元素的基礎(chǔ)上，也要注重微量元素的攝取。施肥主要分為以下環(huán)節(jié)：第一，底肥。主要以農(nóng)家有機(jī)肥為主，發(fā)酵禽畜糞便及農(nóng)作物秸稈等，每畝地使用適當(dāng)?shù)牡追剩€需要在每畝地?fù)饺脒m量的金緘一號(hào)，以此調(diào)節(jié)土壤酸堿值，避免大田馬鈴薯染上瘡痂病。在進(jìn)行整地之前，種植人員應(yīng)撒施地表，使用農(nóng)用機(jī)械進(jìn)行攪拌，以此提升地表的平整性，將待播狀態(tài)恢復(fù)到最佳水平。第二，化肥。可以選擇配方化肥。農(nóng)戶應(yīng)充分了解土壤中各種有機(jī)質(zhì)的所占比例，并制定科學(xué)、合理的施肥方案，最大限度地避免浪費(fèi)肥料及水資源，還能夠提高馬鈴薯的產(chǎn)量與品質(zhì)。每畝地施加八百至一千千克的氮磷鉀配方混合肥。水肥管理一體化是滴灌追肥的核心技術(shù)，需要根據(jù)后續(xù)葉片營(yíng)養(yǎng)診斷結(jié)果來(lái)追加施肥。該工作的關(guān)鍵在于平衡好大量與微量元素的配比。大田馬鈴薯在發(fā)育過(guò)程中具有一定的生長(zhǎng)規(guī)律，在大田需要滴灌八至十次水肥。只有實(shí)現(xiàn)水肥管理一體化，才能夠最大限度地規(guī)避水土流失風(fēng)險(xiǎn)，使得馬鈴薯在生長(zhǎng)關(guān)鍵時(shí)期可以吸收充足的養(yǎng)分和水分。

2大田作物水肥一體化技術(shù)的可行性研究

2.1德州市水肥一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

德州市位于我國(guó)華北平原，隸屬于山東省。由于降水量較大且旱地較多，因此適合種植大田作物。德州市是我國(guó)第一個(gè)畝產(chǎn)過(guò)噸、總產(chǎn)過(guò)百億的地級(jí)市，糧食播種面積常年接近2000萬(wàn)畝，總產(chǎn)量超過(guò)75億千克，使用全國(guó)百分之一的耕地產(chǎn)出了很多的小麥和玉米。為了更進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)業(yè)技術(shù)，提高糧食產(chǎn)量，德州政府部門正在積極地推廣節(jié)水農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，將高效、節(jié)水作為基本原則，推進(jìn)大田標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)，逐步使用灌溉模式取代傳統(tǒng)的大水漫灌模式，提倡精準(zhǔn)噴灌及滴灌。現(xiàn)如今，全市已經(jīng)建成標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田超過(guò)700萬(wàn)畝，超過(guò)500萬(wàn)畝高效節(jié)水灌溉工程，并成為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)試點(diǎn)。政府已經(jīng)投資將近7億元，在潘莊、李家岸等區(qū)域建設(shè)大型灌溉改造工程，經(jīng)過(guò)不懈努力，輸水效率已經(jīng)超過(guò)85%，每年節(jié)約水資源接近4400萬(wàn)立方米。通過(guò)對(duì)水肥一體化技術(shù)的大范圍推廣，將“少量多次、分段應(yīng)用”的原則貫徹落實(shí)，不斷完善滴灌系統(tǒng)，促進(jìn)化肥及水資源利用率的提升。截至2023年9月，全市共新增3萬(wàn)畝水肥一體化農(nóng)田，并大力推廣耐旱農(nóng)作物，極大地提高了農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收益。

2.2水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

水肥一體化技術(shù)指的是將灌溉和施肥兩項(xiàng)工作結(jié)合在一起進(jìn)行，屬于全新的農(nóng)業(yè)種植技術(shù)。通過(guò)專業(yè)設(shè)備將可溶性化肥、液態(tài)化肥根據(jù)大田土壤的養(yǎng)分含量及農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)配比。在完全溶解后與水一起通過(guò)滴灌方式進(jìn)入到管道之中，最終為農(nóng)作物提供養(yǎng)料及水分供給。

水肥一體化具有以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：第一，節(jié)約水資源和化肥。根據(jù)權(quán)威部門研究可知，合理應(yīng)用水肥一體化技術(shù)可以節(jié)約百分之六十以上的水資源和百分之二十以上的化肥。此外，還可以起到調(diào)節(jié)大田土壤溫度及濕度的作用，確保土壤結(jié)構(gòu)不會(huì)輕易發(fā)生改變，促進(jìn)每畝地農(nóng)作物產(chǎn)量的提升。第二，節(jié)約人力成本。對(duì)于傳統(tǒng)的大水漫灌方式而言，每五畝地需要兩個(gè)成年人進(jìn)行管理，而滴灌方式則可以每?jī)蓚€(gè)成年人管理五十畝地。通過(guò)這種灌溉方式，人力成本大大降低。第三，降低勞作時(shí)間。以小麥灌溉為例，傳統(tǒng)的大水漫灌方式，每畝地需要耗時(shí)兩個(gè)小時(shí)，而采用滴灌每二十畝地僅需三小時(shí)。如果是一千畝地，滴灌相較于傳統(tǒng)漫灌可以節(jié)省十四天左右。對(duì)于缺水地區(qū)而言，滴灌的意義不言而喻，能夠最大限度地提高農(nóng)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)，為其生長(zhǎng)發(fā)育提供必要的支持。除了滴灌以外，噴灌的應(yīng)用也較為廣泛，分為管道噴灌、機(jī)組噴灌兩種，主要被應(yīng)用于小麥種植領(lǐng)域。微噴帶是全新的設(shè)備，可以節(jié)約水資源，具有安裝便捷、適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，濕潤(rùn)土壤所需時(shí)間較短，因此被廣泛應(yīng)用于水果和蔬菜種植領(lǐng)域，并且開始在大田玉米上進(jìn)行試用。

2.3水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用局限

需要注意的是，水肥一體化技術(shù)除了具有上述優(yōu)點(diǎn)以外，也存在些許局限性。在應(yīng)用水肥一體化技術(shù)過(guò)程中，每畝農(nóng)作物需要超過(guò)兩百元的基礎(chǔ)設(shè)施成本。滴灌雖然能夠節(jié)約水資源和化肥，但是相較于傳統(tǒng)漫灌，前期投資仍然較大，導(dǎo)致收益受到影響。除此之外，設(shè)備問(wèn)題也需要解決。滴灌作業(yè)容易發(fā)生堵塞，通常而言，一套滴灌設(shè)備的使用壽命不會(huì)超過(guò)兩年，因此在使用過(guò)程中，大量的維護(hù)工作在所難免。由于各地區(qū)的地形存在差別，因此在設(shè)計(jì)管道路線時(shí)需要充分地進(jìn)行考量，遵循因地制宜的基本原則，也有可能會(huì)由于壓力因素而對(duì)出水造成影響。在安裝滴灌設(shè)備過(guò)程中，每個(gè)工人在一天時(shí)間內(nèi)只能鋪設(shè)三畝地，一百畝地則需要五個(gè)工人花費(fèi)一周時(shí)間來(lái)完成，再加上調(diào)試設(shè)備的時(shí)間，至少需要十天以上才能夠投入使用。由于水肥一體化技術(shù)存在上述局限性，因此農(nóng)戶在使用時(shí)應(yīng)充分考慮各項(xiàng)因素，謹(jǐn)慎選擇大田作物種植技術(shù)。

3大田作物水肥一體化技術(shù)的推廣策略

3.1水肥一體化技術(shù)基礎(chǔ)性研究

為了更好地應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，應(yīng)充分考慮地區(qū)條件、作物類型、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況等不同因素，并詳細(xì)研究大田土壤的養(yǎng)分、水分、灌溉技術(shù)、施肥技術(shù)等參數(shù)。綜合考量以上信息，制定科學(xué)、合理的灌溉施肥方案，并且提前準(zhǔn)備好相關(guān)設(shè)備，建立并完善水肥一體化技術(shù)體系，將這項(xiàng)技術(shù)的作用最大限度地發(fā)揮出來(lái)。

在進(jìn)行農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)過(guò)程中，德州市先后掛牌成立了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究院、耕地保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、技術(shù)示范應(yīng)用基地、研究生實(shí)踐基地、技術(shù)集成示范基地等。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)也逐步被建立起來(lái)，為德州市的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控、農(nóng)業(yè)信息管理及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管工作提供了助力。在全市已經(jīng)建成了多個(gè)智慧園區(qū)，為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了諸如智能化感知、智能化預(yù)警、智能化分析、智能化決策等不同功能，全市認(rèn)證的智慧應(yīng)用基地多達(dá)十六個(gè)。

3.2加大財(cái)政扶持力度

政府部門應(yīng)加大對(duì)節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)的扶持力度，尤其是先進(jìn)灌溉設(shè)備及相關(guān)政策。地方財(cái)政預(yù)算需要為水肥一體化技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供充足的經(jīng)費(fèi)，擴(kuò)大招商引資，將先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備納入到財(cái)政補(bǔ)貼之中，還可以制定一些能夠吸引外部資金的優(yōu)惠政策，如研發(fā)節(jié)水節(jié)肥灌溉設(shè)備的企業(yè)可以適當(dāng)?shù)臏p稅。通過(guò)種植戶、農(nóng)村合作社等形式，建立并完善水肥一體化技術(shù)的長(zhǎng)效機(jī)制，設(shè)立技術(shù)示范點(diǎn)，向農(nóng)戶展現(xiàn)出該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)越性，將示范帶頭作用最大限度地發(fā)揮出來(lái)，提高農(nóng)戶應(yīng)用水肥一體化技術(shù)積極性。

為了加強(qiáng)農(nóng)業(yè)園區(qū)的建設(shè)力度，山東省政府主持修建了德州農(nóng)產(chǎn)品創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園，并于四月份開園，規(guī)劃占地超過(guò)一萬(wàn)畝，并且總投資五百多億元。同步推進(jìn)十二個(gè)縣級(jí)食品加工產(chǎn)業(yè)園區(qū)的建設(shè)，形成“一地多園”的嶄新格局。為了更好地建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)體系，德州市向中央爭(zhēng)取了將近4000萬(wàn)元的扶持專項(xiàng)資金，其中一部分用于推廣水肥一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)本地農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化及集成化，全面提高德州市的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。

3.3加速土地流轉(zhuǎn)承包

在推廣和應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)械化技術(shù)過(guò)程中，土地的分散經(jīng)營(yíng)起到了較為嚴(yán)重的負(fù)面作用。為了解決上述問(wèn)題，政府相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定有效的扶持政策，鼓勵(lì)農(nóng)戶承包大面積土地，使之成為農(nóng)作物種植大戶，將過(guò)于分散的土地集中在一起，促進(jìn)農(nóng)業(yè)集約化、產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)步，將水肥一體化技術(shù)的作用最大限度地發(fā)揮出來(lái)。

3.4研發(fā)先進(jìn)的水肥一體化設(shè)備設(shè)備

為了提高施肥一體化技術(shù)的應(yīng)用效果，該領(lǐng)域的科研人員應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)研發(fā)力度，爭(zhēng)取盡早攻克技術(shù)難關(guān)。可以重點(diǎn)研發(fā)具有實(shí)用性的灌溉設(shè)備、施肥裝置、過(guò)濾裝置，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以提升其精度，延長(zhǎng)使用年限，并將生產(chǎn)維護(hù)成本降至最低。還可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的微型化、智能化及信息化。要想解決水溶性化肥產(chǎn)品種類繁雜多樣的問(wèn)題，就需要在確保高端產(chǎn)品不間斷研發(fā)的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況制定水溶化肥標(biāo)準(zhǔn)，為市場(chǎng)發(fā)展提供明確的方向。

第一，需要對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)所能起到的積極作用有深刻認(rèn)識(shí)，并掌握其中操作要點(diǎn)。第二，建立并完善農(nóng)用機(jī)械安全監(jiān)管制度，通過(guò)“以點(diǎn)帶面”來(lái)推廣水肥一體化技術(shù)。對(duì)于升級(jí)該項(xiàng)技術(shù)而言，制造、發(fā)明及購(gòu)買高質(zhì)量的機(jī)械設(shè)備是可行的辦法。現(xiàn)如今，我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)的主要發(fā)展方向仍是人力與機(jī)械相互結(jié)合。要想最大限度地提升基層農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用力度，就需要制定科學(xué)、合理的推廣方案，提升技術(shù)研發(fā)速度，制造出更多實(shí)用性強(qiáng)的灌溉設(shè)備。為了將先進(jìn)機(jī)械技術(shù)的研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)機(jī)械化的具體應(yīng)用，政府相關(guān)部門可以制定機(jī)械化精確操作規(guī)程，例如精確地播種、施工及施肥等，以此提高水資源、種子、化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)資源使用效果。

3.5培養(yǎng)綜合性人才

水肥一體化技術(shù)綜合了多學(xué)科的內(nèi)容，相關(guān)技術(shù)人員掌握的知識(shí)技能愈全面系統(tǒng)，其服務(wù)能力愈強(qiáng)。該項(xiàng)技術(shù)的推廣過(guò)程中，應(yīng)注重對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，不斷更新其知識(shí)庫(kù)和提高其應(yīng)用技能。從事產(chǎn)品研發(fā)的工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)栽培、施肥、灌溉等技術(shù)的學(xué)習(xí)，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品更符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際要求；從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣的人員也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)和應(yīng)用原理的學(xué)習(xí)，以熟練使用相關(guān)裝備與設(shè)置，更好地推廣應(yīng)用水肥一體化技術(shù)。

綜上所述，為了更加高效地利用水資源及化肥，應(yīng)大力推廣水肥一體化技術(shù)，將其作為農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展中的重點(diǎn)扶持項(xiàng)目。對(duì)于缺水地區(qū)而言，應(yīng)用水肥一體化技術(shù)勢(shì)在必行。在種植大田作物過(guò)程中，合理應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)可以起到事半功倍的效果，最大限度地提高種植戶的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，政府相關(guān)部門也要積極推廣水肥一體化技術(shù)，并制定適當(dāng)?shù)姆龀终撸瑸榱舜筇镒魑锓N植提供有利條件。

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