新疆水肥一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策

新疆水肥一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策-農(nóng)學(xué)論文新疆水肥一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策

梁靜

（新疆廣播電視大學(xué)，新疆烏魯木齊830049）

收稿日期：２０14—12—09

摘要：水肥一體化技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)。本文歸納總結(jié)了水肥一體化技術(shù)的發(fā)展歷史和應(yīng)用現(xiàn)狀，并針對(duì)目前存在的問題提出加快水肥一體化的發(fā)展對(duì)策。

關(guān)鍵詞 ：新疆；水肥一體化技術(shù)；對(duì)策

水肥一體化技術(shù)是指對(duì)水分和養(yǎng)分的綜合協(xié)調(diào)和一體化管理，狹義來說就是利用管道滴灌系統(tǒng)，將肥料溶解在水中，同時(shí)進(jìn)行灌溉與施肥，適時(shí)、適量地滿足農(nóng)作物對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，實(shí)現(xiàn)水肥同步管理和水肥高效利用的農(nóng)業(yè)技術(shù)[1]。應(yīng)用水肥一體化技術(shù)的關(guān)鍵是要根據(jù)不同作物特點(diǎn)，如作物的需肥特點(diǎn)、土壤環(huán)境和養(yǎng)分含量狀況以及作物不同生育期需水、需肥規(guī)律進(jìn)行需求設(shè)計(jì)，使水和肥料在土壤中以最優(yōu)化的組合狀態(tài)供應(yīng)給作物吸收利用。水肥一體化又可稱為“水肥耦合”、“灌溉施肥”、“隨水施肥”等。

水肥一體化可以提高水分利用率，在大田條件下，微灌施肥技術(shù)與傳統(tǒng)大水漫灌相比，可節(jié)水30％以上[2]。同時(shí)在提高肥料利用率方面效果顯著，水肥一體化技術(shù)與傳統(tǒng)施肥技術(shù)相比，滴灌施肥不僅能明顯增加作物產(chǎn)量，而且可節(jié)省大量的肥料施用量，節(jié)省的肥料量達(dá)25％~50%[3]。水肥一體化可以改善作物生長的微環(huán)境，起到增加作物產(chǎn)量、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的作用。

1國內(nèi)外應(yīng)用與發(fā)展概況

水肥一體化技術(shù)源于以色列，20世紀(jì)60年代初隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，農(nóng)田中開始應(yīng)用塑料制造滴灌設(shè)備，隨之水肥一體化技術(shù)開始被應(yīng)用開來。到如今以色列已成為全球使用水肥一體化技術(shù)比例最大的國家，在果園、溫室、大田、綠化等方面已全面應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，占灌溉面積的67.9％。從世界范圍看，大都為干旱缺水和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)和國家。

我國水肥一體化技術(shù)從1974年開始，當(dāng)時(shí)引進(jìn)了墨西哥的滴灌設(shè)備，試驗(yàn)點(diǎn)僅有3個(gè)，面積約為5.3hm2，試驗(yàn)取得了顯著的節(jié)水節(jié)肥和增產(chǎn)效果。1980年我國第一代成套滴灌設(shè)備研制生產(chǎn)成功。一年后，在引進(jìn)國外先進(jìn)生產(chǎn)工藝的技術(shù)上，我國灌溉設(shè)備的規(guī)模化生產(chǎn)基礎(chǔ)逐步形成，在應(yīng)用上由試驗(yàn)、示范到大面積推廣[4]。當(dāng)前，水肥一體化技術(shù)已經(jīng)由過去的局部試驗(yàn)示范發(fā)展成為現(xiàn)在的大面積推廣應(yīng)用，輻射范圍從華北地區(qū)擴(kuò)大到西北干旱區(qū)、東北寒溫帶和華南亞熱帶地區(qū)。覆蓋設(shè)施栽培、無土栽培、果樹栽培及蔬菜、花卉、苗木、大田經(jīng)濟(jì)作物等多種栽培模式和作物，特別是西北地區(qū)膜下滴灌施肥技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。

2水肥一體化技術(shù)在新疆的應(yīng)用

新疆地處歐亞大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，降水稀少，屬于典型的內(nèi)陸干旱、半旱區(qū)域。全區(qū)晝夜溫差大，氣候干燥少雨，時(shí)空分布不均勻，總體呈現(xiàn)出西北多、東南少，春旱、夏洪、秋缺、冬枯的特點(diǎn)。其中北疆降水在150~200mm，南疆不足100mm，最少的地區(qū)降水僅為10mm。農(nóng)業(yè)全部用水量比重高達(dá)80%，其中灌溉用水占到農(nóng)業(yè)用水的90%。新疆農(nóng)業(yè)灌溉用水量大除了與特殊的氣候因素有關(guān)，還與傳統(tǒng)的粗放型灌溉有關(guān)，粗放型灌溉在很大程度上加劇了水資源短缺問題的嚴(yán)重性。降雨量低于農(nóng)作物生長所需水量，同時(shí)蒸發(fā)較為強(qiáng)烈，水是農(nóng)業(yè)的命脈，對(duì)于新疆綠洲農(nóng)業(yè)可以說沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè)。這就決定了新疆地區(qū)灌溉對(duì)農(nóng)作物生長起到至關(guān)重要的作用。

新疆兵團(tuán)農(nóng)場(chǎng)1977年就開始引進(jìn)滴灌技術(shù)，但只在小面積上試用?！熬盼濉焙笃?，微灌技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。1996年，新疆建設(shè)兵團(tuán)引進(jìn)滴灌技術(shù)并與大面積推廣的薄膜覆蓋技術(shù)相結(jié)合展開試驗(yàn)示范，一舉獲得成功，為解決新疆水資源不足的問題探索了一條節(jié)水、高產(chǎn)、高效的道路。1998年，由兵團(tuán)科委、水利局等有關(guān)部門負(fù)責(zé)就“干旱區(qū)棉花膜下滴灌結(jié)合配套技術(shù)研究與示范”課題開展了3年研究工作，由新疆農(nóng)墾科學(xué)院、石河子大學(xué)、兵團(tuán)第八師和第一師4個(gè)單位承擔(dān)，80多位各學(xué)科、各單位的中高級(jí)科技人員通力協(xié)作公關(guān)，田間觀測(cè)和室內(nèi)試驗(yàn)并舉，研究與示范相結(jié)合，完成了試驗(yàn)研究任務(wù)，取得干旱區(qū)棉花膜下滴灌配套技術(shù)成果。具有較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益，具有廣泛推廣價(jià)值[5]。

目前，我國水肥一體化技術(shù)主要應(yīng)用模式有3種，分別是滴灌水肥一體化技術(shù)、微噴灌水肥一體化技術(shù)以及膜下滴灌水肥一體化技術(shù)。在新疆應(yīng)用較為廣泛的是膜下滴灌水肥一體化技術(shù)。地膜覆蓋對(duì)作物有提早成熟期、保墑、增溫、抑鹽、增產(chǎn)和減少病蟲害等功效。地膜覆蓋栽培已成為新疆棉花栽培的主要方式。當(dāng)前新疆滴灌施肥的主要方式是基施與隨水滴灌施肥相結(jié)合，也有部分田塊是將滴灌施肥作為所需的全部隨水滴施。新疆的棉花膜下滴灌施肥技術(shù)已作為棉花生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，并得到大面積推廣，技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平[1]。

近年來，隨著膜下滴灌技術(shù)的日漸成熟和滴灌設(shè)備在新疆國產(chǎn)化水平的提高，滴灌系統(tǒng)投資逐漸降低，使滴灌技術(shù)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的勢(shì)頭，膜下滴灌的平均用水量是傳統(tǒng)灌溉用水量的12.5%，是噴灌用水量的50%，是露地滴灌用水量的70%。目前，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)采用滴灌施肥的面積迅速擴(kuò)大，已由2000年的1.6萬hm2迅速增加到2012年的66.7萬hm2以上，增長了40倍，新疆全區(qū)滴灌施肥面積已突破200萬hm2，占總耕地量的50%[6]。新疆膜下滴灌技術(shù)最初用于棉花，發(fā)展至今棉花膜下滴管技術(shù)具有較為成熟的技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)，可以減少無效的棵間蒸發(fā)，提高灌溉水利用效率。與溝灌相比平均節(jié)水53.96％，增產(chǎn)l8.4％~39.0％，籽棉單產(chǎn)增幅為58.0~94.1kg/667m2[7]。目前該技術(shù)還普遍用在適宜覆膜灌溉的作物上，如玉米、小麥、番茄、辣椒、西甜瓜、打瓜、油料等，潛力巨大。新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)場(chǎng)于2009年建成國家現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)示范區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)節(jié)水示范基地，水肥一體化技術(shù)分別在棉花、玉米、小麥、籽瓜、豇豆、葡萄、苗木等多種作物上應(yīng)用[8]。新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)對(duì)于紅棗和葡萄滴灌水肥耦合進(jìn)行了長期的試驗(yàn)，得出了不同產(chǎn)量和品質(zhì)為經(jīng)濟(jì)目標(biāo)下灌水量和氮、磷、鉀施肥量的最佳配比值[9-10]。水肥一體化技術(shù)減少了對(duì)水源、土壤等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)資源的破壞，為新疆乃至西北半干旱區(qū)作物的可持續(xù)發(fā)展提供了技術(shù)支撐和保障。自治區(qū)決定2010年到2020年進(jìn)一步加大對(duì)農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉工程建設(shè)的支持力度，計(jì)劃全疆地方每年新建高效節(jié)水灌溉面積20萬hm2，這些為開展水肥一體化技術(shù)提供了較好的條件。

3存在問題及發(fā)展對(duì)策

新疆的水肥一體化技術(shù)雖然起步早，發(fā)展的也比較成熟，但在長期的發(fā)展和完善過程，還有許多問題亟待解決。

3.1水肥一體化高產(chǎn)高效的機(jī)理研究少且不夠深入，需進(jìn)一步加強(qiáng)

目前，新疆地區(qū)各科研機(jī)構(gòu)對(duì)水肥一體化技術(shù)進(jìn)行廣泛研究，主要集中在棉花、葡萄、蔬菜、玉米等作物上，但是大部分的研究工作中除棉花有相對(duì)較深的機(jī)理研究外，對(duì)于其他作物的研究則側(cè)重于水肥一體化技術(shù)對(duì)作物產(chǎn)量、水分和肥料的利用率指標(biāo)上，而對(duì)不同作物水肥耦合效應(yīng)致使作物高產(chǎn)高效機(jī)理的研究較少。同時(shí)對(duì)于不同作物在不同氣候、土壤條件下，如何發(fā)揮水肥一體化效果的研究還很少。因此，深入探討水肥耦合理論，明確區(qū)域條件下的“以肥調(diào)水、以水促肥”原理，確定合理的施肥量、施肥時(shí)間及方法,在提高水肥利用效率的同時(shí)滿足作物高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的最佳水肥閾值。滴灌施肥條件下土壤理化性狀的變化情況、水肥耦合條件下肥料利用率提高的機(jī)理、干旱地區(qū)滴灌條件下土壤鹽分消長變化規(guī)律及土壤鹽漬化的防治措施；滴灌施肥與全層施肥如何協(xié)調(diào)配套以及滴灌施肥條件下土壤培肥的有關(guān)技術(shù)問題等需要展開進(jìn)一步的深入研究[11]。新疆是綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和持續(xù)發(fā)展是非常重要的問題，因此，加強(qiáng)水肥高效利用對(duì)環(huán)境污染影響的研究，使旱地農(nóng)業(yè)發(fā)展成為高效、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的生產(chǎn)體系，將作物品質(zhì)作為一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)來抓，以使旱地農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙豐收，走上持續(xù)高效發(fā)展之路。

3.2水肥一體化技術(shù)的推廣與普及工作亟待加強(qiáng)

由于新疆兵團(tuán)作物的種植，尤其是棉花種植的直接從業(yè)人員多是短季工或者是內(nèi)地的自流人員，受教育程度相對(duì)較低，缺乏水肥一體化的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。另外，肥料生產(chǎn)企業(yè)普遍對(duì)農(nóng)化服務(wù)重視不夠，多數(shù)只重視肥料配方的經(jīng)濟(jì)型和產(chǎn)品的宣傳，對(duì)農(nóng)工如何施用肥料技術(shù)的服務(wù)較少，使得部分地區(qū)在種植棉花時(shí)，大量施用化肥作為基肥，部分棉田基肥施用比例甚至高達(dá)60%~70%，影響了肥料的利用率。在滴灌施肥時(shí)，未根據(jù)土壤肥力以及作物需肥規(guī)律進(jìn)行施用，多憑借經(jīng)驗(yàn)隨意操作，養(yǎng)分配比、用量分配不當(dāng)，施肥時(shí)期及次數(shù)不合理現(xiàn)象較為普遍，不僅沒有達(dá)到節(jié)省開支的目的，反而增加成本，造成較大的虧損，不利于水肥一體化技術(shù)的推廣。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，就應(yīng)該切實(shí)提高新疆從業(yè)人員的素質(zhì)，加強(qiáng)對(duì)水肥一體化技術(shù)的培訓(xùn)，完善技術(shù)培訓(xùn)制度，強(qiáng)化在實(shí)踐中的技術(shù)指導(dǎo)，從而為水肥一體化技術(shù)走向成熟、擴(kuò)大推廣應(yīng)用面積打好基礎(chǔ)。

3.3水溶性肥料市場(chǎng)混亂急需規(guī)范

新疆市場(chǎng)上銷售的水溶性肥料品種呈現(xiàn)多、亂、雜的特點(diǎn)，滴灌專用肥大都是通用的配方。市面上隨水滴施的肥料除了常用的尿素、磷酸二氫鉀外，還有許多品種的滴灌肥，其養(yǎng)分含量不同，價(jià)格高低不一，且養(yǎng)分含量在25%～35%滴灌肥占主導(dǎo)地位[12]。一些生產(chǎn)商為了牟取利益，降低大量元素含量，添加一些價(jià)格相對(duì)便宜的微量元素、激素和植物生長劑，很難達(dá)到因土、因作物施肥，平衡施肥效果難以發(fā)揮。同時(shí)，一些單位或農(nóng)戶對(duì)水溶性肥料缺乏相關(guān)行業(yè)的知識(shí)，辨別能力差，聽信經(jīng)銷商的宣傳，有的貪圖便宜隨意購買價(jià)格低廉的肥料，盲目選擇水溶性肥料致使施用后不但沒有增產(chǎn)，反而有減產(chǎn)的現(xiàn)象發(fā)生，不但損害了廣大農(nóng)民消費(fèi)者，還嚴(yán)重?cái)_亂了化肥市場(chǎng)的正常秩序。因此，政府需加大對(duì)水溶性肥料市場(chǎng)的監(jiān)管，整治源頭，把好流通渠道和出廠關(guān)，對(duì)劣質(zhì)生產(chǎn)企業(yè)和銷售商嚴(yán)厲取締和曝光，由此凈化化肥經(jīng)營市場(chǎng)。

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