节水农业将引起施肥技术变革

文/全国农业技术推广服务中心 高祥照 吴 勇

节水农业用水方式的改变，根本性地改变了农田种植环境，土壤中水肥运动迥异于传统种植方式，这将引起施肥技术的深刻变革，施肥方法、施肥设备和肥料品种随之发生巨大变化，肥随水走，水变肥亦变。

什么是节水农业

节水农业是指节约和高效用水的农业，即在农业生产中既要节约用水提高水的利用率，又要高效用水提高水资源的利用效率和效益，其根本目的是在水资源有限的条件下实现农业生产的效益最大化。2007年农业部出台《农业部关于推广农田节水工作的意见》，明确指出节水农业是新时期农业发展的一项战略性举措。节水农业的工作重点在于加强工程、设备、农艺和管理等措施在田间的集成创新，并将农田节水与农业生产紧密结合起来，将作物增产增效作为节水农业的衡量标准，通过节水农业技术的推广应用，提高单位水资源的产出数量，提高农产品品质，提高农业的综合效益，促进粮食增产和农民增收。

节水农业是新时期中国农业发展的战略方向

发展节水农业是应对全球气候变化的必然选择。支持我国农业发展的水土资源有三个特点。

一是水资源总量不足。单位耕地灌溉面积的水资源量仅为世界平均水平的19%。农业灌溉缺水约300-450亿方，每年因缺水约有1亿亩灌溉面积得不到灌溉。二是水土资源空间分布不匹配，与农业发展结构错位。长江淮河一线以北地区耕地占全国的65%，水资源仅占全国总量的20%，区域性缺水十分严重，尤以华北和西北供需矛盾更为突出。但目前“北粮南运”格局与水资源分布严重错位。第三，降水时间分布不均，旱涝灾害并存。我国属季风气候，6-9月降水占60%-70%,华北地区高达80%，夏季洪涝，冬春干旱。

近年来，在全球气候变暖的大背景下，以上三个问题有愈加恶化的倾向，且对国家粮食安全构成巨大威胁。比如，2009年春季全国冬小麦主产区就发生了100年一遇的特大干旱，因此，发展节水农业是在全球气候变暖趋势下，我国农业主动适应新形势的必然选择。

表1 全国节水农业类型分区

发展节水农业是实现国家粮食增产规划目标的必由之路。2008年国家提出1000亿斤粮食增产规划，按照我国现在一方水生产一公斤粮食（1k g/m3）的水分利用水平，需要新消耗500亿m3的农业水资源。但是经过大规模的建设，容易开发的水资源多已利用，粮食增产计划面临无水可用的困境。要实现粮食增产1000亿斤规划目标必须走以提高水资源利用效率为核心的节水农业之路，大幅度提高单位水资源的粮食生产能力。实践证明，这是一条行之有效的道路。如近年农业部在西北旱区大面积推广全膜覆盖集雨保墒技术，在300mm降水条件下，玉米亩产能稳定达到600k g，增产约50%。我国北方甘肃、陕西、宁夏、青海等10个省区适宜全膜双垄集雨保墒技术的旱作区面积约1.5亿亩，平均亩增产按110k g计算，仅此一项技术每年可增产粮食330亿斤。

发展节水农业是构建和谐社会的必然要求。近50年来, 中国农业走过了一条高投入、高产出和资源消耗、环境污染的道路，农业生产进入大范围生态退化和环境污染的阶段。农业生产中普遍存在的大水漫灌等传统灌溉导致水肥资源浪费和环境污染问题严重。例如设施农业种植的蔬菜、果树等目前大部分还采取传统的畦灌方式，果树全生育期畦灌4-5次，每次60-80方/亩，浪费巨大。同时，肥料随水渗漏，还对农产品安全和生态环境造成潜在威胁，据资料，京、津、唐地区地下水硝酸盐超标率达 55.1%。发展节水农业，既可最大限度发挥水肥资源生产效率，又可避免水肥的深层渗漏，减少浪费，比如采用水肥一体化等技术，可节水50%，节肥30%以上。节水农业技术节水、节肥、生态友好、环境安全的特性正体现了发展和谐社会的内在要求。旱作农业区，以发展旱作保墒、集雨补灌技术为核心，通过深松耕营造土壤水库，地膜秸秆等覆盖保墒，施用抗旱剂、保水剂提高抗旱抗逆性能，使用缓控释肥料、有机肥料大幅提高单产，最终达到提高自然降水生产效率的目的。在精灌区，即设施农业及适宜微灌的水浇地农业区，充分利用喷滴灌技术，结合水肥一体化，实现水、肥资源的科学精确利用。在种植粮食作物的浇灌区，大力推广测墒节水灌溉，改善灌溉制度，提高农民科学用水意识，扩大灌溉面积，提高灌溉水生产效率。在水田种植区，推广少浇湿润灌溉等技术，促进水肥耦合，提高肥料利用率，减少水资源浪费，减轻环境污染。

节水农业将引导施肥技术的深刻变革

节水农业类型分区及技术对策

按照水分资源条件和特点，全国节水农业可以分为四种类型区，即旱作区、水田区、浇灌区和精灌区。旱作区指没有灌溉条件，依靠天然降水进行农业生产的区域；水田区指以种植水稻等水生作物为主的区域，包括灌溉水田和望天田；浇灌区指除水田以外，有水源保证和灌溉设施，在一般年景能正常灌溉的耕地；精灌区指设施农业及应用微灌、喷灌等现代节水灌溉设备的区域。以上四大类型区耕地面积见表1。

按照因地制宜，分类指导的原则，根据全国节水农业四大类型区域水资源特点和不同作物需水规律，组装配套适合不同区域的节水农业技术体系。在

节水农业用水方式的改变，根本性地改变了农田种植环境，土壤中水肥运动迥异于传统种植方式，这将引起施肥技术的深刻变革，施肥方法、施肥设备和肥料品种随之发生巨大变化，肥随水走，水变肥亦变。

在旱作区，从2002年开始农业部在甘肃、陕西、宁夏、青海等省区大面积示范推广地膜覆盖集雨保墒技术，在300m m 降水条件下，亩产达到600k g以上，增产50%以上。2006年甘肃发生特大干旱，生育期降水仅190mm，夏粮基本绝收，但项目区采用该项技术玉米亩产300-400k g。这一技术要求从播种一直到收获整个生育期都处于地膜覆盖的状态，以充分积蓄降水和降低蒸发损失。这也出现了一个问题，即后期追肥变得非常困难甚至不可行，播种期成为整个生育期的唯一的施肥机会。同时，由于大幅增产，作物养分需求大大增加。这种情况下，如果仍采取常规的施肥方法，作物生长后期养分供应不上，脱肥现象必然发生。怎么才能让采用地膜覆盖集雨保墒技术的玉米供应足够的养分

水肥结合，前景无限广阔

表2 全国农田各类节水技术应用面积表

呢？解决方案就是采用新的肥料品种：缓控释肥料和长效肥料，在播种时一次施足，养分在整个生育期缓慢释放保证作物整个生育期的养分需求。实践证明，缓控释肥料和长效肥料非常适合旱作区覆盖保墒技术模式，是节水农业与施肥技术完美结合的典范。

在精灌区，近几年微灌发展非常迅猛，在设施农业、水果以及棉花、马铃薯、玉米、甘蔗等大田作物上得到大面积的应用。在微灌条件下，水分通过压力灌溉系统以均匀、细小的状态湿润作物根部区域，即变传统的大水漫灌为局部湿润。如果仍采用传统的施肥方式如撒施等，湿润区域外的肥料将无水溶解作物不能利用而导致严重的浪费。因此在精灌区，采用水肥一体化技术，通过管道系统进行施肥是最适宜、最好的施肥方式。水肥一体化技术，相当于给作物“打点滴”, 基本无淋洗和深层渗漏，肥料浪费减少；施肥的均匀性大大提高，通过微灌系统施肥的作物长势一致，商品性提高；产量水平也得到大幅度提高。水肥一体化技术开辟了养分利用的新天地，养分管理进入了微观时代，人类大大增强了对农业生产的控制水平和能力。采用水肥一体化技术，必须要有一个前提：通过微灌系统施用的肥料，必须100%水溶，否则容易引起微灌系统堵塞甚至报废，带来巨大的损失。因此，水溶性好、配方科学、价格适中的肥料，将会随着微灌和水肥一体化技术的大面积应用和推广，需求变得越来越大，市场规模也会越来越大。

在浇灌区，测墒节水灌溉将逐渐取代大水漫灌等传统的水分管理方法。传统灌溉方法，以冬小麦为例，分为底墒水、蒙头水、返青水、拔节水、孕穗水、麦黄水等，一般年景都要灌水4-5次，每次灌水80方以上，总灌水量达到300-400方/亩，不仅水资源浪费严重，也造成了肥料的巨大浪费。在测墒节水灌溉模式下，是否灌溉将根据农田土壤墒情决定，灌溉次数将减少为2-3次（含底墒水），后期灌溉和追肥次数也将相应减少。这样，测墒节水灌溉模式下，养分管理必然要根据灌溉制度的改变而改变。施肥不但要测土，还要测定土壤墒情，以决定是不是适合施肥，什么时间施肥。

在水田种植区，推广少浇湿润灌溉等技术，减少农田灌溉水径流损失，从而肥料随水流失少，不但提高了肥料利用率，还减轻施肥对环境尤其是水系的污染。另一方面，少浇湿润灌溉减少了传统的水田干湿交替过程，从而减轻氮肥的硝化和反硝化过程，减少农田氮养化物等温室气体的排放，为缓解温室效应，应对全球气候变暖做出贡献。

据全国农技中心不完全统计，2009年各类节水农业技术推广应用面积已经达到4.3亿亩（按播种面积）。如表2所示：其中，旱作区全膜覆盖集雨保墒技术约9000万亩，水肥一体化技术约1300多万亩，测墒节水灌溉约3000万亩，深松耕营造土壤水库配套抗旱座水种4400多万亩，水稻少浇湿润灌溉约4000多万亩。节水农业的迅猛发展将引导施肥方法、施肥设备、肥料品种、肥料结构以及肥料市场发生重大变化。肥料行业需要认清新形势、新情况、新变化，开发适应节水农业的新产品、新剂型、新技术和新方法，积极应对我国农业用水方式的改变，主动适应节水农业的发展对肥料的新要求。

一是要开发适应旱作区节水农业技术的缓控释肥、长效肥等新型肥料。我国旱作农业区有10亿亩的耕地面积，因此，缓控释肥、长效肥等新型肥料成长空间非常巨大。

二是要开发适用于水肥一体化技术的水溶性肥料。近年来，蔬菜和果树用肥已占总化肥用量的30%，占钾肥总用量的44%。而蔬菜、水果等经济作物都将逐步采用微灌和水肥一体化技术。因此，适用于微灌系统的水溶性肥料市场前景无限广阔。

三是要开发应对各种灾害性天气的新型肥料。随着全球气候变化加剧，各种灾害性天气有越演越烈之势。这种情况下，能够抵御灾害性天气或减轻损失，且易于应用的肥料将能大显身手。如天达-2116、磷酸二氢钾喷雾能有效抵御低温冻害和干热风等。

四是要研究适应节水农业的施肥技术体系。要根据节水农业不同类型区域的水土资源特点和用水方式，系统研究与之配套的施肥方法、施肥设备、肥料品种以及养分管理模式等，形成节水农业施肥技术体系。