精準農業中玉米栽培的灌溉與施肥技術應用的經驗分析

在農業現代化發展進程中，精準農業技術的引入為榆樹市玉米產業的升級提供了新途徑。精準農業借助先進的信息技術、傳感器技術和地理信息系統，實現對玉米生長環境的精準監測與調控，在灌溉與施肥環節做到按需供給，提高資源利用效率，提升玉米產量與質量。研究精準農業在榆樹市玉米栽培中的灌溉與施肥技術應用，對于保障當地糧食安全、促進農業可持續發展以及增加農民收入具有重要的現實意義，同時也能為其他地區提供可參考的經驗模式。

一、榆樹市農業基礎條件分析

榆樹市位于松遼平原腹心地帶，農業基礎條件獨特，為玉米及其他作物優質高產打下堅實的基礎。在土壤條件方面，榆樹市主要是肥沃黑土、黑鈣土，土層深厚、土壤結構好、腐殖質含量豐富，使土壤肥力極高，為玉米的持續生長提供了如氮、磷、鉀等豐富的營養成分。根據土壤監測的數據，榆樹市的土壤中有機質的含量普遍處于 3%～5% 的范圍內，這一比例遠超過了全國的平均水平，為玉米提供了良好的生根和生長環境，是玉米能獲得較高產量的關鍵。

從氣候上看，榆樹市屬溫帶大陸性季風氣候，四季明顯，雨熱同季的氣候特點極有利于玉米的生長。這里的年均降水量介于 500～600mm ，主要的降水集中在玉米生長的關鍵階段，也就是夏季的6～8月，這為玉米在拔節、抽穗、灌漿等關鍵時期提供了充足的水分。同時，年平均氣溫約 4% ，且光照充足，全年日照時數可達2600～2800h，為玉米的光合作用創造了良好條件，利于玉米植株充分光合作用并累積較多干物質以增加玉米產量與質量。

二、精準農業的玉米栽培灌溉技術

1、滴灌技術的優點及應用情況

滴灌技術以其眾多顯著優點成為榆樹市精準農業灌溉的重要方式，在節水效果方面，滴灌技術取得了突出的效果，以榆樹市弓棚鎮的玉米種植區為研究對象，在傳統的大水漫灌方法下，玉米田的每次灌溉用水量可以達到 80～100m³/667m² 。采納滴灌技術之后，水的使用量顯著減少，土地每次只需要 30～40m³/ 667m² ，從而實現了 50%～60% 的節水效果。這樣既有效地緩解了榆樹市因季節性干旱造成的水資源緊張問題，又能提高水資源利用效率，使有限的水資源起到更大的效益。

滴灌技術具有精準供水的優越性。其通過毛管上裝的滴頭向玉米根部周圍土壤中緩慢、均勻、準確滴加水。玉米在其生長的各個階段對水的需求各不相同，特別是在苗期，由于植株體積較小，根系尚未完全發育，因此所需的水量相對較少。滴灌系統能夠將土地的灌溉量控制在 15～20m³/667m² 之間，而灌溉的頻率則是每3～5d進行一次。當玉米進入拔節期，它的生長速度會加快，對水的需求也會顯著增加。在這種情況下，可以考慮將灌溉量增加到 30～40m³/667m² ，并將灌溉的頻率調整為每2～3d進行一次。當進入灌漿階段時，確保足夠的水分對玉米種子的豐滿是非常關鍵的。因此，土地的灌溉量應保持在 35～45m³/667m² ，大約每2d進行一次灌溉。該精準供水方式保證玉米各生長階段均能夠得到合適的水，避免水過多或者過少給玉米的生長帶來不利影響。

2、噴灌技術的特點和實施方法

噴灌技術對榆樹市玉米種植也起到了至關重要的作用，它所具有的獨特性質使得噴灌技術成為一種高效的灌溉方式，能夠適應各種地形以及氣候條件。噴灌技術灌溉均勻。在榆樹市恩育鄉的玉米種植區，通過合理設置噴頭間距和噴灌壓力，可以使水均勻灑在玉米田上，灌溉均勻度可以達到 85%～90% 。這樣可以避免傳統灌溉方式局部水量過多或者過少的問題，保證每株玉米水分供應充足和平衡。噴灌適應性好，不受地形制約。榆樹市部分地形起伏大的丘陵地區很難實行傳統灌溉方式，噴灌技術卻可以大顯身手。通過對噴頭高度及角度進行調節，并選用適當的噴灌設備，可以對不同地形的玉米田進行精準地噴灌，確保灌溉效果。

推行噴灌技術時需根據玉米生長階段及當地氣候條件適當調整。在玉米的苗期階段，為了防止過度的噴灌強度對幼苗造成損害，可以選擇使用低壓或小型噴頭進行噴灌，每一次的噴灌時間應控制在 30～45min 之間，并且噴灌周期應為每3～4d進行一次。隨著玉米的成長，進入拔節期和灌漿期，其對水的需求逐漸增加。為了滿足這一需求，可以適當增加噴灌的壓力并延長噴灌的持續時間，每次噴灌的時長可以增加到 60～90min ，而噴灌的周期則縮短到每2～3d進行一次。

采用噴灌技術的玉米田不但玉米產量有保證，對高溫干旱天氣也表現出色，在炎熱的夏季，采用噴灌方法可以使玉米田的空氣濕度增加 10%～15% ，同時溫度下降 2～3% ，為玉米的生長提供了一個宜人的微氣候條件，有效增強玉米抗逆性，降低病蟲害發生概率，促進玉米優質高產。

3、智能灌溉系統的應用

吉林省榆樹市玉米種植中智能灌溉系統的應用給精準農業灌溉帶來新生機，使灌溉管理更加智能高效，智能灌溉系統在先進傳感器技術的支持下，可以對玉米田土壤濕度、溫度和光照等環境參數進行實時監控。以榆樹市新立鎮玉米種植基地為例，安裝在基地內的智能灌溉系統裝有高精度土壤濕度傳感器，能每15min 檢測1次土壤濕度并實時向控制中心發送數據。當土壤濕度低于設定的玉米生長適宜濕度下限（如 60% 時，系統自動啟動灌溉設備；當土壤濕度達到上限（如 70% 時，系統則自動停止灌溉。該精確自動化控制避免了人工判斷及操作失誤，保證玉米一直在合適的水分環境下生長。

采用數據分析與智能算法相結合的方法，該智能灌溉系統可針對玉米生長各階段需水規律制定個性化灌溉方案。在玉米的苗期階段，該系統會依據傳感器提供的數據和預先設定的苗期水需求模型，來確定每一次灌溉的最適宜水量和時間范圍，例如，每一次灌溉的水量應在 15～20m³ 之間，并且每隔3～4d進行一次灌溉。當玉米生長到不同的階段時，該系統會對灌溉策略進行自動調節。在植物的拔節階段，灌溉的水量會增加到25～35m³ ，而灌溉的周期則縮短到每2～3d進行一次；在灌漿階段，需要確保灌溉量在 30～40m³ 之間，大約每隔2d進行一次灌溉。

新立鎮應用智能灌溉系統后玉米田水資源利用效率得到了極大提高，與傳統的人工灌溉方法相比，智能灌溉系統能夠節省30%～40% 的水資源。與此同時玉米的產量以及質量都有了明顯地提高。通過實施智能灌溉系統，玉米的平均產量從原先的750～850kg/667m² 增加到了 900～1000kg/667m² ，這意味著產量增加了 15%～20% 。并且，因為智能灌溉系統可以對水分進行精準調控，所以玉米生長較為整齊，顆粒飽滿度均勻，質量顯著提升，受到市場的歡迎，給種植戶提供較多經濟效益。

4、灌溉時機的準確控制

吉林省榆樹市玉米栽培過程中，準確控制灌溉時機，是保證玉米豐產優質生產的關鍵環節，對水資源高效利用和玉米生長態勢有著直接影響。玉米在不同生長階段，對水的敏感性及需求量存在明顯差異。在播種期內，土壤情對種子是否能成功萌發和出苗至關重要。在榆樹市，春天的風很大，降水量很少，導致土壤水分迅速蒸發。如果此時土壤的含水量低于田間的持水量的60% ，就需要及時進行灌溉，以確保種子有足夠的水分發芽，從而為全苗和壯苗的生長奠定基礎。例如，在先鋒鄉，農民根據土壤濕度的監測數據，在播種前進行合理的灌溉，從而使得玉米的出苗率從之前的 80% 提高到了 90% 以上。

苗期，玉米根系處于持續的生長發育過程中，盡管總體需水量較小，但是對水比較敏感。一旦土壤的水分含量下降到田間持水量的 55%～60% 時，就需要開始進行灌溉操作。這時適量灌溉不僅可以促進根系下扎、提高玉米植株抗倒伏能力，而且還可以確保地上部分的正常發育。在保壽鎮，農戶們通過精確地選擇苗期的灌溉時間，使得玉米幼苗的根系長度相較于粗放式灌溉增長了 1～2cm ，從而為其后續的生長階段提供了更為強大的養分吸收能力。

拔節期至抽雄期為玉米旺盛生長期和需水臨界期。在這一階段，玉米植株的生長速度加快，葉片面積擴大，蒸騰作用增強，導致對水分的需求急劇增加。如果土壤的水分含量低于田間的持水量的 70% ，那么必須立刻進行灌溉，否則會對玉米的穗分化和雄穗的發育造成嚴重的影響，從而導致穗粒數量的減少。根據數據顯示，在大嶺鎮，那些精確控制灌溉時間的玉米田，其穗粒數量平均比沒有進行精準灌溉的玉米多出10～15粒，從而直接增加了玉米的產出。

灌漿期也不可忽視，是決定玉米籽粒飽滿度及產量高低的關鍵時期，土壤的水分含量需要保持在田間持水量的 70%～75% 之間，如果水分低于 70% ，及時的灌溉可以確保玉米的光合作用正常進行，促進干物質向籽粒的轉運，從而提高千粒的重量。在泗河鎮，通過精確的灌溉技術，農戶們成功地使玉米的千粒重增加了 5～8g ，從而顯著地提高了玉米的產出和質量。

除根據玉米生長階段進行判斷外，天氣狀況對控制灌溉時機具有重要的參考意義。在連續高溫干旱天氣中，即使沒有到達玉米生長具體階段需水節點，如果土壤濕度迅速降低，仍應靈活地調整灌溉計劃以進行補水；但在降水偏多期，需要降低灌溉頻次乃至停灌，以免田間積水導致玉米根系缺氧和爛根，從而達到精準灌溉的目的，幫助榆樹市玉米種植向高產高效方向發展。

三、精準農業的玉米栽培施肥技術

1、測土配方施肥的重點

榆樹市玉米栽培中測土配方施肥作為精準農業實施的一項重要措施，能夠大大提高肥料利用率，確保玉米的產量和質量。榆樹市農業部門經常對鄉鎮進行土壤采樣，每一個采樣點的覆蓋面積大約為3.3萬～6.7萬 m² 。采用科學布點方法保證了收集土壤樣本的代表性。收集的土壤樣本被送到專門的實驗室進行全方位的營養成分檢測，以分析土壤中的氮、磷、鉀、有機質，以及鋅、硼、錳等微量元素的含量。例如，在五棵樹鎮進行的土壤測試顯示，某些地塊的土壤堿解氮濃度介于 100～120mg/kg 之間，屬于中等范圍；有效磷的濃度在 15～20mg/kg 之間，這是一個相對較低的水平;速效鉀的濃度在 150～180mg/kg 之間，相當豐富。依據這些檢測數據和玉米需肥規律，由專業人員對農民進行個性化施肥配方。對于氮素，鑒于土壤中含量中等，在基肥中適當減少氮肥用量，施用純氮 8～10kg/667m² ，可選用尿素（含氮量約46% ），折合約 17～22kg/667m² ；對于磷素，由于含量偏低，需補充有效磷 6～8kg/667m² ，選用過磷酸鈣（含磷量約 12%～18% ），折合約 50～67kg/667m² ，鉀素由于土壤有足夠的量，基肥里不另外補充，也可根據玉米后期生長狀況，追肥時少補。

2、生長階段的施肥策略

針對玉米各生長階段需肥特點制定準確施肥策略是榆樹市精準施肥技術研究關鍵，苗期玉米生長比較慢，需肥量小，而對營養的要求卻比較緊迫，特別需要氮肥來促進根、莖、葉生長。通常在玉米長到3～5片葉子的階段，土地需要追加尿素 5～7kg/ 667m² ，可以在玉米行間開設溝條，距離植株 8～10cm ，施肥后要及時覆蓋土壤，以避免肥料揮發損失。這時適量地提供氮肥，可使玉米葉片變濃綠色，加強光合作用，并為以后的生長奠定基礎。在弓棚鎮的玉米田中，如果采納這種施肥方法，那么在苗期，植株的高度會比沒有進行精準施肥的玉米高出 5～8cm ，并且葉子的數量會增加1～2片。

拔節期作為玉米生長過程中的一個重要轉折時期，植株長勢較快，所需營養大大增加。除氮肥外，對磷、鉀肥需要量明顯增加。一般追施高氮高鉀復合肥（氮磷鉀比例約為25：10：15）15～20kg/667m² ，同樣采用溝施或穴施的方式，深度 8～10cm_? 。充足養分供應可促使玉米莖稈變粗，提高抗倒伏性能，也利于雌、雄穗分化。在保壽鎮的玉米田中，當進行精準施肥時，其莖的粗度相較于常規施肥方法提高了 0.2～0.3cm ，果穗的分化更為完善，穗上的粒數也增加了8～10粒。

玉米從抽雄期到灌漿期進入生殖生長關鍵期時，鉀素需要量達峰值，以利于籽粒灌漿飽滿。追施硫酸鉀 5～8kg/667m² ，或高鉀復合肥（氮磷鉀比例約為 10：5：30）10～15kg/667m²° 同時，可結合葉面噴施 0.2%～0.3% 的磷酸二氫鉀溶液，每隔7～10d噴施一次，共噴施2～3次，以補充磷鉀養分，提高葉片光合作用效率，增加粒重。在大嶺鎮實施這種施肥方法的玉米田中，與未進行精準施肥相比，千粒重增加了5～8g，導致玉米的產量有了顯著的提升，平均的產量比傳統施肥方法高出 80～100kg/667m² 。

3、新型肥料的選擇技巧

榆樹市玉米種植過程中合理選擇新型肥料能夠進一步提高施肥效果，有利于精準農業的開展，緩控釋肥料作為新型肥料的一種重要類型，該類肥料可根據玉米生長需要緩慢地釋放營養，降低肥料淋失與揮發，提高肥料利用率。如某牌緩控釋尿素通過特殊包膜技術可實現氮素在玉米一個生長周期中連續穩定地釋放。在榆樹市進行的試驗田比較研究中，采用緩控釋尿素的玉米田在肥料利用效率上相較于普通尿素有了 15%～20% 的提升。選擇緩控釋肥料時應結合玉米生長周期及本地氣候條件，選擇適宜釋放期。榆樹市的春季玉米生長周期通常較長，因此可以選用釋放期為90～120d的緩釋肥料。在播種時，應一次性施用，用量為 30～40kg/667m² ，這樣可以滿足玉米在整個生長周期內對氮素的需求。

生物肥料也是一種很好的肥料。例如，含固氮菌、解磷菌和解鉀菌等微生物菌肥可以在改良土壤微生物群落結構和增加土壤肥力的前提下，使土壤中玉米不易吸收的營養變成可吸收態。在榆樹市的某些土地上使用微生物菌肥后，土壤中的有機物含量增加了 0.2%～0.3% ，而土壤的容重則減少了 0.05～0.1g/cm³° 在選擇生物肥料的過程中，必須關注其有效活菌的數量，通常每1g肥料中的有效活菌數量不應少于2億個。生物肥料和有機肥可以混合施用，在玉米的基礎肥料中，土地可以添加 2～3kg/ 667m² 的生物菌肥，與有機肥一同施入土壤，這樣可以更有效地發揮其效用。

精準農業中灌溉和施肥技術對榆樹市玉米種植效果顯著，滴灌和噴灌減輕了干旱，提高了水資源利用率，推動了玉米產量和品質的提高；測土配方和依生長階段的施肥使肥料的施用更加科學，降成本，護環境。然而，推廣卻面臨著設備成本較高、農民難以接受的困境。在今后的發展中需要政府的支持，強化培訓和鼓勵產學研合作以促進精準農業得到更加廣泛地應用，增強產業競爭力和確保糧食安全。

（作者單位：130400吉林省榆樹市農業綜合行政執法大隊）