高效節水灌溉技術在玉米種植中的應用與提升策略探討

隨著全球水資源日益緊張，水資源短缺已成為制約農業發展的關鍵因素。在玉米種植過程中，傳統灌溉技術往往存在水資源浪費嚴重、利用效率低等問題，這不僅加劇了水資源短缺的矛盾，也限制了玉米產量的提升。為了應對這一挑戰，山東省菏澤市單縣終興鎮政府積極響應國家節水號召，致力于研究和推廣高效節水灌溉技術。通過引入滴灌、噴灌和滲灌等先進灌溉方式，使該地區的玉米種植實現了水資源的精準利用和高效管理。這些技術的運用不僅顯著提高了玉米的產量和品質，還有效緩解了水資源短缺對農業發展的制約，為保障糧食安全和促進農業可持續發展作出了積極貢獻。

一、傳統玉米灌溉技術存在的問題

1、水資源利用率低

傳統的玉米灌溉方法通常依賴于大水漫灌技術，盡管這種方法能迅速補充土壤中的水分，但其水資源的利用率卻非常低。在灌溉過程中，大量水分因地面徑流和深層滲漏而流失，僅有少量被玉米根系吸收。尤其在夏季高溫季節，灌溉后的水分迅速蒸發，這進一步降低了水資源的利用效率。此外，一些地區的種植者過度依賴地下水資源，缺乏對雨水收集和雪水利用的認識，這加速了地下水資源的枯竭，對農業生產的可持續性構成了阻礙。

2、土壤結構破壞

大水漫灌不僅浪費水資源，還會對土壤結構造成破壞。長期采用這種方式灌溉，會導致土壤缺氧、板結和鹽漬化等問題。土壤缺氧會影響玉米根系的呼吸作用，限制其生長發育；土壤板結則會降低土壤的通氣性和保水能力，不利于玉米根系的擴展和水分養分的吸收；土壤鹽漬化則會導致土壤肥力下降，影響玉米的生長和產量。這些問題都會嚴重影響玉米的健康生長和產量提升。

3、灌溉效率低下

傳統的玉米灌溉方法常常缺乏科學的灌溉制度和計劃，這導致了灌溉效率的低下。種植者通常依據個人經驗或天氣狀況進行灌溉，無法實現根據玉米生長需求和土壤水分狀況的精準灌溉。這種做法不僅浪費寶貴的水資源，還可能在玉米的關鍵生長期造成水分不足或過量，從而影響其正常的生長發育。此外，缺乏自動化灌溉設備和技術支持的傳統灌溉方法，使得灌溉過程既耗時又費力，進而降低了農業生產的整體效率。

4、缺乏節水意識和技術支持

許多玉米種植者對高效節水農業技術的了解和認識不足，他們認為這些技術成本高昂且效益有限，因此不愿意在玉米生產中采用。這種觀念阻礙了高效節水農業技術的推廣，使得節水技術難以發揮其應有的效益。同時，由于缺少相應的技術支持和培訓，種植者通常難以掌握科學的灌溉方法和技巧，這使得傳統灌溉方式的問題難以得到有效地解決。

5、環境影響嚴重

傳統玉米灌溉技術對環境的影響也是嚴重的。大水漫灌不僅浪費水資源，還會導致地下水位上升，引發土壤鹽堿化等問題。同時，灌溉過程中流失的水分和養分還會污染河流、湖泊等水體，對水生態系統造成破壞。此外，傳統灌溉方式還容易引發水土流失和土地退化等問題，對農業生產的可持續發展構成阻礙。

二、玉米高效節水灌溉技術的應用優勢

1、能夠顯著節省水資源

傳統的廣泛灌溉方法不僅消耗大量水資源，還可能引起土壤鹽堿化和板結，對作物生長產生不利影響。相比之下，高效的節水灌溉技術，例如，滴灌和微噴灌，能夠精確地將水分直接輸送到作物根部，從而減少水分的無效蒸發和深層滲漏。以滴灌技術為例，它通過滴頭或其他微水器，將水源直接輸送到玉米根系，確保了灌水的均勻性，同時避免了對表土結構的破壞。這大大減少了植株間的蒸發量，使得滴灌成為目前最節水的灌溉技術之一。據數據顯示，采用滴灌技術的玉米田，相較于傳統灌溉方法，節水率可達到 30% 甚至更高。

2、能夠提高水肥利用率

通過采用高效的節水灌溉系統，化肥能夠隨著水滴精確地施入土壤，從而避免了傳統追肥方式中化肥暴露在地表導致的揮發損失，并減少了灌溉過程中田間徑流所引起的肥料流失。此外，依據玉米的需肥規律，實施分期施肥策略，可以實現水肥的高效協同，顯著提升化肥的利用率。這種精準的水肥管理方法，不僅節約了寶貴的水資源和化肥資源，還大幅提高了作物的產量和品質。

3、有助于提升玉米產量和耕作質量

淺埋滴灌節水技術，作為高效節水灌溉技術的一種，它在玉米種植的寬窄行栽培技術模式基礎上，于窄行開溝并將滴灌帶埋入溝內，隨后覆土處理。該技術不僅節約了地膜成本，還避免了地膜殘留對土壤和環境造成的污染。此外，淺埋滴灌技術還可以確保作物在生長過程中能充分吸收養分，降低病蟲害對作物生長的不利影響。一系列研究顯示，在平原地區應用淺埋滴灌節水技術，相較于傳統的低壓管灌等灌溉方式，玉米產量平均每畝可增加約100公斤，增產率約為 14% 這種增產效果不僅為農戶帶來了顯著的經濟效益，還推動了規模化種植和標準化生產的發展。

4、具備節省人力、物力和財力的優勢

傳統的灌溉方法往往需要大量的人力、物力和財力的投入，例如建設灌溉渠道和購買灌溉設備。相比之下，高效節水的灌溉技術，如滴灌和微噴灌，其設備更為簡潔，操作也更為便捷，無需大量額外的人力、物力和財力投人。例如，使用小型行走式噴淋機進行微噴灌，不僅能節約水資源，還能實現一次性噴灑農藥和肥料，顯著提升農業生產效率。這種節約成本的優勢，使得高效節水灌溉技術在廣闊的農村地區得到了廣泛推廣和應用。

三、高效節水灌溉技術在玉米種植中的應用

1、滴灌技術運用

滴灌技術以其節水高效的優勢而著稱，它通過每次輸送少量水分，有效減少了地表徑流和地下水的過度滲透，從而提高了水肥的利用率。此外，滴灌技術不會破壞土壤的原有結構，對土壤內部的溫度、光照、水分、氣體和肥料狀態影響微小，這為玉米的生長創造了有利條件。該技術還能夠隨時進行水分和肥料的補充，不受天氣和地形的限制，能夠根據施肥計劃靈活地進行水肥管理。通過提高地溫，增加有效積溫，滴灌技術有助于延長玉米的生育期，進而提升產量。

(1)滴灌技術原理

滴灌是一種高效的節水灌溉方式，它依據作物的需水和需肥規律，通過管道系統和安裝在毛管上的滴水器，將水分和肥料以均勻且緩慢的方式直接輸送到作物根部的土壤中。常見的玉米滴灌技術包括地面滴灌、地下滴灌以及覆膜滴灌等。

(2)安裝與鋪設

水源的獲取途徑多樣，包括水井、河流、塘壩以及蓄水窖池等。滴灌管(帶)鋪設于地膜之下，確保灌溉水滴能夠緩慢且持續地滋潤玉米的根系區域；滴頭間距應根據土壤類型和種植密度進行調整，例如，在砂質土壤或高密度種植地塊，滴頭間距應適當縮小。

(3）水肥管理

滴灌技術能夠實現水肥一體化管理，依據玉米的需水需肥規律進行精確的灌溉和施肥。舉例來說，在玉米的各個生長階段，可以實施不同量級的灌溉，并且在灌溉過程中適量施用氮、磷、鉀肥。

(4)播種與田間管理

滴灌技術還可以與播種和田間管理相結合。在玉米播種前進行精細整地、土壤處理等工作，為滴灌技術的實施創造良好的條件。在玉米田間管理過程中，及時進行查苗補苗、中耕松土除草等工作，以保證玉米的正常生長。

2、噴灌技術在玉米種植的應用

噴灌技術通過壓力將水經由噴管和噴頭噴向空中，使灌溉水像降雨般均勻地覆蓋在玉米和地面上，通過水的浸潤為土壤提供水分。這種灌溉方式有效減少了對土壤的沖刷作用，避免了土壤板結現象，并且允許用戶根據需要精確控制用水量，相較于傳統的地面灌溉，可節省 15%-30% 的水資源。

(1)噴灌系統的設計與操作

在設計噴灌系統時，必須綜合考慮水源、地形、土壤類型、作物種類以及作物的生長周期等關鍵因素。一個設計合理的噴灌系統能夠確保灌溉水的均勻分布和高效利用；而噴灌系統的操作管理則涉及灌溉時間的安排、灌溉量的控制、噴頭的調整等。通過合理的操作管理，可以顯著提升灌溉效率，減少水資源的浪費；同時，需要定期對噴灌系統進行維護保養，例如清洗噴頭、檢查管道等，可以確保系統的穩定運行并延長其使用壽命。

(2)灌溉時間

根據玉米的生長需求和天氣狀況，合理安排灌溉時間。一般可以選擇在上午或下午進行噴灌，避開中午高溫時段，以減少水分蒸發和避免對玉米造成熱害。可以根據玉米的生長階段和土壤墑情，調整噴灌的用水量。既要保證玉米獲得足夠的水分，又要避免過量灌溉導致土壤過濕，影響玉米的生長和發育。要注意確保灌溉水能夠均勻地覆蓋整個玉米田，避免出現局部過濕或過干的情況。還可以通過調整噴頭的角度和高度，以及控制灌溉時間來實現均勻灌溉。

(3)玉米水肥管理

滴灌的灌水頻率和灌水量應根據玉米的需水特性、土壤濕度以及降雨狀況來決定。在土壤濕度適宜的情況下播種，苗期通常不需要額外灌溉。隨后，應根據玉米的生長階段和土壤的水分含量適時進行灌溉。施肥量的計算應基于目標產量和土壤的養分水平。在滴灌水肥一體化系統中，生產每100公斤籽粒所需的氮、磷、鉀等養分應按照一定比例施用。施肥時，可以通過滴灌系統定時定量地將肥料溶液與灌溉水一同輸送到玉米根部。在玉米生長的各個階段，例如播種期、大喇叭口期、抽雄吐絲期等，應根據玉米的養分需求規律進行追肥。追肥時，將肥料溶解于水中，通過滴灌系統均勻地施加給玉米，以確保肥料的均勻分布。

(4)噴灌技術在玉米種植中注意的問題

噴灌不易破壞土壤結構，但在多風或坡度較大的地區使用時，仍需注意避免土壤板結和水土流失；合理的灌溉量對玉米的生長至關重要。過多或過少的灌溉量都會影響玉米的產量和品質。因此，需要根據玉米的生長需求和當地的氣候條件來確定灌溉量；在高溫多風的天氣條件下，噴灌的水分會迅速蒸發，導致

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灌溉效果不佳。此時，可以采取覆蓋地膜等措施來減少蒸發損失。

3、滲灌技術的運用

滲灌是一種先進的灌溉技術，在玉米種植中具有顯著的應用價值。它通過地下管道將水直接輸送到玉米根部，使水分能夠均勻、緩慢地滲透到土壤中，滿足玉米生長所需的水分。滲灌技術不僅能夠有效減少水分的蒸發和流失，提高水資源的利用率，還能夠保持土壤結構的穩定，減少土壤鹽堿化的風險。此外，滲灌技術還能夠與施肥相結合，實現水肥一體化管理，進一步提高玉米的產量和品質。

(1)滲灌技術的原理與特點

① 原理

滲灌技術通過埋設在地下的專用管道將灌溉水引入耕作層下，然后這些水借毛細管的作用，自下而上均勻緩慢地濕潤作物根際土壤。

② 特點

滲灌能顯著提高水分利用率，比溝灌節水 50%-80% ，比噴灌節水 40% ，并能有效地減少肥料流失，保持土壤結構。滲灌過程中對土壤結構影響小，有利于玉米根層土壤疏松通氣，促進根系生長。滲灌地表不見水，蒸發損失小，提高了水分的有效利用。滲灌系統安裝簡便，維護成本低，能顯著降低勞動力投入。

(2)滲灌在玉米種植中的應用

① 系統建設

根據玉米種植地的地勢走向，將井房設置在地勢高點，并配備相應容量的水箱。井房和水箱應設置自動報警裝置，實現自動停水與上水。

② 管道鋪設

在地下鋪設專用的滲灌管道，管道上打孔并用無紡布纏繞以防止堵塞。管道規格和鋪設密度需根據玉米種植密度和土壤條件確定。

③ 灌溉管理

根據玉米的生長階段和土壤濕度，適時適量地進行灌溉至關重要。例如，在玉米播種后、拔節期、大喇叭口期至灌漿期等關鍵生長階段進行灌溉。結合水肥一體化技術，將肥料溶解于水中，通過滲灌系統輸送到玉米根部區域，實現精準施肥。滲灌技術確保水分和養分有效供給玉米根系，從而促進玉米的健康生長和提高產量。適宜的滲灌管深度對玉米的生長及產量有顯著的正面影響。此外，滲灌技術還能減少雜草和病蟲害的發生，因為地表持續干燥狀態不利于雜草生長和病蟲害的繁殖。

(3)操作管理

定期對滲灌系統進行維護和檢查，包括清洗過濾器、檢查管道連接處是否滲漏、更換損壞的部件等，以確保系統的長期穩定運行。在使用過程中，如果遇到故障或問題，需要及時進行處理和維修，以避免對玉米生產造成不利影響。

四、構建玉米高效節水灌溉技術推廣、管理機制

1、做好推廣宣傳

在玉米種植區域建立高效節水灌溉技術示范區，通過實地展示滴灌、噴灌、微灌等技術的節水效果和增產潛力，讓農民直觀感受到節水灌溉技術的優勢。定期組織現場觀摩會、技術交流會等活動，邀請專家、技術人員和農民代表參與，共同探討節水灌溉技術的應用與推廣。利用電視、廣播、報紙、網絡等媒體平臺，廣泛宣傳高效節水灌溉技術的重要性和應用效果，提高農民的認知度和接受度；開展節水灌溉技術培訓班，邀請專家為農民講解節水灌溉的原理、操作方法和注意事項，提高農民的技術水平；制定相關扶持政策，對采用高效節水灌溉技術的農民給予資金補貼、貸款優惠等激勵措施，降低農民采用新技術的成本；設立節水灌溉技術推廣獎勵基金，對在節水灌溉技術推廣中做出突出貢獻的單位和個人給予表彰和獎勵。

2、強化管理

成立專業的技術指導工作隊伍，深人到田間地頭為農民提供節水灌溉技術的現場指導和咨詢服務，幫助農民解決實際應用中遇到的問題；建立節水灌溉技術咨詢服務熱線或網絡平臺，為農民提供遠程技術支持和在線咨詢服務；安排專門工作人員負責節水灌溉設施的維護和管理工作，定期對設施進行檢查和維修，確保設施的正常運行。建立健全節水灌溉設施的管理制度，明確設施的使用、維護和保養責任，延長設施的使用壽命；定期對節水灌溉技術的推廣效果進行評估和總結，收集農民的意見和建議，不斷改進和完善技術推廣工作；建立節水灌溉技術推廣效果評估指標體系，通過量化指標來客觀評價技術推廣的成效和存在的問題。

綜上所述，傳統玉米灌溉技術所面臨的挑戰不容小，必須采取一系列有效措施來改進和完善這項技術，以適應農業現代化的步伐和應對水資源匱乏的挑戰。通過推廣節水灌溉技術、制定合理的灌溉制度和計劃、加強技術支持和培訓等措施的實施，我們才能夠實現水資源的高效利用、提升玉米的產量和品質、推動農業生產的可持續發展。

（作者單位：274000山東省單縣終興鎮人民政府）