南和县夏玉米水肥一体化技术研究与示范

李杰

[摘 要] 本研究以夏玉米为指示作物进行了水肥一体化技术试验示范，探讨提高夏玉米产量合理、节水节能的水肥管理措施。试验表明，通过夏玉米水肥一体化管理技术可以有效的达到玉米水肥管理实现节约用地、节水节肥节能、节约用工、增加产量、保护耕地、降低污染的目的。

[关键词] 水肥一体化 田间操作 示范方法 生产调查

[中图分类号] S513 [文献标识码] B [文章编号] 1003-1650 （2016）12-0124-02

引言

玉米是我国第二大粮食品种，年种植面积平均在2500万公顷左右，产量则达1.2亿吨。我国玉米分布较广，全国20个省、市、自治区都有种植。玉米的广泛种植要求我们更加提高对玉米的管理技术。近年来生产中选用高产、优质、多抗、适于机械化要求的玉米品种进行单粒精播可以获得高产、降低生产成本、解放农村劳动力、提高经济效益；科学防治病虫草害、合理化控是夺取玉米高产稳产的关键；科学性、节约性、环保性的测土配方施肥技术的应用改变了农民陈旧的观念，增加了粮食产量，提高了农民的收入；水肥一体化施肥灌溉技术的深入推广应用，更是对保护农业环境、保障粮食安全、实现农业可持续发展起到了积极的推动作用。本文就是通过玉米水肥一体化管理技术来达到节能增产的现代化农业建设目的。

南和县是农业大县，常年夏玉米种植面积30万亩左右，已实现粮食产量11年连增，在邢台市粮食生产中具有举足轻重的地位。但我县位于气候脆弱带，是我国水资源最为匮乏的地区之一，人均水资源占有量仅为全国的十分之一，而农业用水约占社会用水总量的70%，特别是小麦玉米生产用水约占农业用水的70%。随着工农业的快速发展，对水的需求量日益增加，而地表水得不到快速有效的補充，人们不得不开采深层地下水资源。与此同时，地下水的超量开采带来了一系列的严重后果，南和县河道基本全部断流，地下水以每年1米多的速度下降，水资源短缺已经成为制约经济社会发展的重要因素。所以节水首先要从农业开始。因此，小麦玉米水肥一体化技术推广势在必行。从2013年开始，应邢台市土肥站要求，在南和县史召乡南高李村建设夏玉米施肥一体化示范田，进行节水技术研究与示范。示范区采用微喷水肥一体化模式。微喷水肥一体化是借助地面压力节水灌溉系统，将可溶性固体或液体肥料溶解在灌溉水中，按作物发育不同时期的水肥需求，通过可控管道系统使肥料随水一起施入田间，也可根据作物病虫害发生情况，加入所需防治药剂，达到水肥药一体使用的目的。其特点是能够精确地控制灌水量和施肥量，显著提高水肥利用率。因其具有节水、节肥、节地、增产、增效等优势，是一项应用前景广阔的现代农业新技术。经过连续3年的示范与推广，目前已取得一定效果。

1 示范方法

1.1 示范区基本情况

示范区位于史召乡南高李村西，邢（台）清（河）公路南侧，年平均气温13℃，最高气温41.7℃，最低-21.9℃，无霜期196天，初霜期10月25日，终霜期4月11日；土壤冻土期12月19日，土壤冻结深度40cm左右，化冻期在2月份上旬，≥0°积温4819.8℃，≥10°有效积温4435.3℃，全年日照时数2461.7小时，年均降水量475.1毫米，平均海拔高度39米。土壤养分基础情况如下：

1.2 示范田间布置

1.2.1工程构成及资金投入

示范区微喷水肥一体化系统由水源、首部系统、输水管道和微灌带四部分组成。包括潜水泵、加压泵、逆止阀、过滤器、压力表、水表、排气阀、文丘里、输水干管及输水支管等组成。输水干管采用φ90×1.2的PE管， 输水支管为规格N65五孔微喷带，田间微喷带铺设间距为1.8米。其中首部和主管道投资450元/亩，可利用周期为10年以上，田间微喷带投资120元/亩，可利用周期为2～3年，每年折合投入85～105元/亩。

1.2.2田间操作

水肥一体化施肥操作步骤：采用文丘里施肥器的施肥方法举例说明如下：①一个微喷单元控制的亩数=开启的微喷带条数×每条微喷带的米数×微喷带间距/667。示范区每次开启3条微喷带，每条微喷带长150米，微喷带间距1.8米，那么一次喷灌亩数为3×150×1.8/667=1.2亩。②确定施肥量。根据每亩施肥计算一个微喷单元的施肥量。如需施N—P2O5—K2O含量为33—6—11的水溶肥20公斤/亩，则每次加肥量为1.2亩×20公斤/亩=24公斤。③溶解肥料：先向施肥罐内注水，加水量为肥量的1～2倍，然后把称好的肥料倒入施肥罐内，搅拌均匀。④施肥。先浇一定时间的清水（最少约5分钟），然后打开文丘里施肥器开关，通过调整施肥器主管道上的球阀调整施肥速度，控制在10～15分钟内施完肥为宜。施肥结束后，关闭施肥器，再浇最少约5分钟的清水，冲洗管道内残余肥料。

1.3 示范技术方案

在示范过程中，根据玉米正各生育期的需水需肥特点，结合以往测土配方施肥项目成果，因地制宜确定合理的灌水时间、灌水量、施肥种类和施肥量，并确定一块3亩试验区，连续三年进行比较试验。

试验由示范区种田大户郑聚明承担，占地3亩，分为3个处理，不设重复。试验处理如下：

试验田3个处理其播种期、管理措施一致，其他的管理水平则按照各自的要求正常进行。其中常规施肥方法采用近地表撒施，常规浇水为小白龙管灌，水肥一体化技术方案如下：

2 生产调查与分析

2.1 田间生产过程记录

试验品种选用增产潜力高、花后群体光合高值持续期长、耐密植、抗逆性强的本地生产常用种登海605，为减少拌种程序，直接选用包衣种子，亩播量4200粒，单粒精播，播深3.5～4cm，南北行向。2013年度6月25日播种，7月10日用苗后乐除草剂进行玉米田化学除草，10月11日收获；2014年度6月17日播种，6月30日用苗后乐除草剂进行玉米田化学除草，10月7日收获；2015年度6月19日播种，7月2日用苗后乐除草剂进行玉米田化学除草，10月12日收获。

2.2 产量调查

每个处理随机抽取5点进行田间测产，测产结果如下：

通过室内考种可以看出：处理2和处理3较处理1均有一定幅度增产，尤其是处理3增产效果明显。其中处理2较处理1平均株高增加4cm，穗长增加1.77cm，百粒重增加0.97g，亩增产37.2kg，增产率6.6%；处理3较处理1平均株高增加4.3cm，穗长增加2.5cm，百粒重增加1.6g，亩增产72.7kg，增产率12.8%。

3 示范效果

3.1 节约用地

微喷灌溉田间不需要垄沟和畦埂，可节约用地5%左右，对于南和这种人多地少的地区，所节约的土地就异常珍贵，同时因田间没有垄沟和畦埂，也可提高机械作业质量，减少损失。

3.2 节水节肥节能

微喷属于全管道输水，局部灌溉，使水分渗漏和损失降到最低，同时将可溶性复合肥加入到施肥系统，水肥结合，多次施用，养分直接均匀施入到作物根系，可实现小范围局部控制，大大提高灌溉水利用率，减少化肥用量，通过3年试验结果表明，仅2013年夏季降水较多，节水处理差异不明显外，2014和2015年度节水节肥效果显著。这对于水资源严重匮乏的南和县，发展节水农业是可持续发展的必由之路。另外由于节约了灌溉用水，也就节约了用于抽取地下水所需的电量，达到了节能目的，这同样是在有限的资源下发展高效农业。

3.3 节约用工

由于采用微喷灌水，降低了了用水浪费，亩用浇水时间可由原来的2～3小时降低到40～50分钟，大大减少浇水时间，还可以降低其它田间管理环节的用工，在节约用时的同时也降低了田间劳动强度，降低了用工成本，总的来说可节约用工30%左右。非常适合农村剩余劳动力的转移，有利于农村合作社、土地托管等集约化生产组织的实施，进一步推动农村耕地的流转。

3.4 增加产量

目前玉米常规田生产都重视大喇叭口期追肥，但这在玉米上于其上还属于前中期，而开花灌浆阶段几乎没有肥料供应，而水肥一体化的应用原则上注重玉米生长发育中后期，底肥和前期用肥较少，而在拔节、开花、灌浆各期都有水肥及时供应，特别是水溶性磷肥的供应，使作物生长健壮、穗大均匀、籽粒饱满，产量大幅度提高。示范结果表明，夏玉米采用水肥一体化生产技术的处理，比常规生产亩增产72.7千克，增产率12.8%。

3.5 保护耕地、降低污染

传统灌溉方式采用大水漫灌，所需水量较大，使土壤受到较多的冲刷、压实、侵蚀，降低土壤孔隙度，导致土壤板结，使土壤结构受到严重的破坏。并由于化肥的过量施用及肥料挥发、土壤淋失，对空气、土壤地和下水造成不同程度的污染。微喷系统使水分微量灌溉，水分缓慢均勻渗入土壤，形成适宜的水、肥、气、热田间小环境，有利于作物生长。同时改善了土壤理化性质，降低了土壤容重，增加了孔隙度，对土壤结构起到保护作用，从而提高了耕地质量。而专用肥的速溶性和分次少量使用，以及按作物生长发育规律及时供给的突出特点，肥料利用率大大提高，减少了化肥用量，节约了能源，减少了对空气土壤和地下水的污染。

4 推广过程中的问题和建议

4.1 存在问题

夏玉米水肥一体化灌溉施肥技术已表现出良好的发展前景，是我国未来节水节肥节能节工的现代农业发展的新趋势，但是其技术推广也存在一定问题。首先认识程度有待提高。水肥一体化是一项先进的新型农业实用技术，一次性投资较大，部分农民认识不到水资源匮乏的严重性，对它的增产增收效果也认识不足，因此采用水肥一体化新技术的积极性也受到了一定影响。其次，统一规划实施存在一定难度。一套微喷系统最少可同时灌溉4亩地，控制面积越大，经济效益就越高，少数农户小面积安装并不能发挥微喷灌的效能优势，只有田间成方连片安装，才能发挥其增产增收效果。

4.2 推广建议

在示范推广的过程中，水肥一体化这项新技术已逐渐被广大农民认可和接受，特别是一些种粮大户更是十分迫切需要这项新技术，在他们看来，这项技术不但增产效果显著，而且，生工省力，大大减少了田间劳动强度。但是要更好地达到节水节肥增产的功效，在实施过程中还要注意以下几点：首先要与其它农业技术措施相衔接。夏玉米的生产是系统工程，除了水肥一体化的核心技术外，还要选择耐旱、抗倒、抗病虫、高产的优良新品种，同时要提高整地和播种质量，保证田间出苗均匀和密度，为农作物的节水增产打下坚实的前期基础，同时要注意结合测土配方施肥技术，化学调控和病虫害防治等。其次要加强水肥一体化技术应用技术研究，挖掘其节水节能增产潜力。目前，我县应用的水肥一体化技术是借鉴其它地区的成功经验，在今后的推广过程中，要结合农业、水利相关技术人员，进一步开展水肥一体化技术研究，使这一技术本土化、实用化，同时开展相关配套机械研究，充分挖掘其节水、节能、增产潜力。第三，积极探索种植大户、合作社、家庭农场、土地托管等新型农业经营体系。就我县实际情况而言，如何把水肥一体化技术真正应用起来，除了政府及农业部门的前期引导外，还应积极探索新的生产组织形式，如先在种植大户、合作社、家庭农场等新型农业经营主体进行实施，起到引导示范作用，再逐步推开，也可组织专业浇水施肥队、土地托管等新的有效组织体系，使之扎实有效推进。

总之，夏玉米水肥一体化技术是先进的，生产是可行的，效益是客观的，只要加强政府部门引导，技术部门支持，该项技术会有很好的推广前景。