大田作物水肥一體化技術(shù)可行性研究及推廣策略

摘要：隨著時代的高速發(fā)展，人民群眾對糧食的需求越來越高，在此背景下，水肥一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)具有諸多優(yōu)點，如節(jié)約水資源、節(jié)約化肥及節(jié)省人力成本等，因此受到種植戶的青睞。我國的水肥一體化技術(shù)發(fā)展速度較快，并且種植面積呈上升趨勢。本文將結(jié)合實際詳細(xì)探討大田作物水肥一體化技術(shù)應(yīng)用、可行性研究及相關(guān)的推廣策略。關(guān)鍵詞：大田作物；水肥一體化；種植技術(shù)1大田作物水肥一體化技術(shù)應(yīng)用1.1初步研究階段水肥一體化技術(shù)最早被以色列應(yīng)用。在二十世紀(jì)六十年代，由于中東地區(qū)水資源較為匱乏，因此開始研究滴灌技術(shù)，將施肥與灌溉結(jié)合在一起。根據(jù)灌溉形式的區(qū)別，水肥一體化技術(shù)主要可分為噴灌、微灌兩種。滴灌具有節(jié)水效果顯著、適用范圍廣的優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用。具體而言，水肥一體化技術(shù)可以最大限度地滿足農(nóng)作物的生長發(fā)育。根據(jù)我國農(nóng)業(yè)部分的定義：通過管道灌溉技術(shù)，在水中溶解肥料，以滿足農(nóng)作物對水分及營養(yǎng)物質(zhì)的需求，實現(xiàn)水肥一體化管理，是一種全新的節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)技術(shù)。在應(yīng)用水肥一體化技術(shù)過程中，種植戶要充分考慮本地的地理條件、作物種類、氣候變化等自然條件，制定科學(xué)的灌溉施肥方案。在農(nóng)作物生長過程中，離不開合適的水肥一體化模式及科學(xué)的滴灌管道系統(tǒng)，依次為農(nóng)作物提供生長發(fā)育所需的養(yǎng)分和水分，最終實現(xiàn)增產(chǎn)增效。早在1974年，我國就已經(jīng)著手水肥一體化技術(shù)的研究，由國外引進(jìn)了三套設(shè)備，并且在三個試驗點建立了超過五千平方米的試驗田，最終取得了較好的效果。1975年，我國開始在部分省份推廣滴灌技術(shù)，并將其列為重點科研項目。1974至1980年，我國的水肥一體化技術(shù)處于起步階段。1.2規(guī)?；瘧?yīng)用階段到了二十世紀(jì)九十年代，水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，并輻射到全國各地，涵蓋了諸多大田經(jīng)濟(jì)作物?，F(xiàn)如今，政府相關(guān)部門正在大力推廣水肥一體化技術(shù)，并在全國范圍內(nèi)建立示范區(qū)，促進(jìn)了這項技術(shù)的推廣應(yīng)用。在2020年，水肥一體化推廣面積已經(jīng)超過一千萬公頃，有效緩解了水資源緊缺地區(qū)的糧食問題，為我國的糧食自主戰(zhàn)略做出了卓越的貢獻(xiàn)。根據(jù)區(qū)域類型的不同，可以將水肥一體化技術(shù)劃分為以下幾類：干旱區(qū)滴灌型、丘陵山區(qū)重力滴灌型、平原微噴型。根據(jù)設(shè)備類型的不同可分為：移動式微灌型、全自動智能型、小型簡易自主型。根據(jù)設(shè)施條件可劃分為：普通大田型、溫室保鮮膜型。整體而言，我國的水肥一體化技術(shù)仍處于起步階段，但是發(fā)展勢頭良好。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的大背景下，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也變得愈加廣泛，也標(biāo)志著水肥一體化技術(shù)步入了全新的發(fā)展階段。1.3應(yīng)用案例例如，在種植大田馬鈴薯過程中，應(yīng)充分考慮本地的實際情況，選擇已經(jīng)脫毒的馬鈴薯品種，性狀良好，沒有攜帶病菌，注意不要選擇年齡過大的出芽馬鈴薯作為種薯。在正式播種馬鈴薯之前若干天，需要進(jìn)行切種處理，準(zhǔn)備切刀及濃度較低的高錳酸鉀溶液。如果切到了感染病菌的馬鈴薯種子，需要使用高錳酸鉀進(jìn)行消毒處理，切塊大小以五十克左右最為適宜。切種環(huán)節(jié)十分重要，直接決定了馬鈴薯最終的產(chǎn)量和品質(zhì)。應(yīng)確保每個切塊都具備芽眼，在切頂芽過程中，應(yīng)使用縱刀，以此多切馬鈴薯塊。在上述工作完成后，需要進(jìn)行拌種。相較于傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑拌種，微生物拌種劑對環(huán)境的污染較小，因此十分受到青睞。拌種工作不僅可以起到保護(hù)種薯的作用，還能夠提升母薯的生根速度，使得出苗更加整齊、莖稈更加粗壯。對于大田馬鈴薯的生長發(fā)育而言，施肥和澆水工作重要，直接決定其品質(zhì)與產(chǎn)量。在此過程中，可以應(yīng)用水肥一體化技術(shù)。具體操作如下：將農(nóng)機(jī)肥與化肥結(jié)合在一起使用，在確保主要元素的基礎(chǔ)上，也要注重微量元素的攝取。施肥主要分為以下環(huán)節(jié)：第一，底肥。主要以農(nóng)家有機(jī)肥為主，發(fā)酵禽畜糞便及農(nóng)作物秸稈等，每畝地使用適當(dāng)?shù)牡追?，還需要在每畝地?fù)饺脒m量的金緘一號，以此調(diào)節(jié)土壤酸堿值，避免大田馬鈴薯染上瘡痂病。在進(jìn)行整地之前，種植人員應(yīng)撒施地表，使用農(nóng)用機(jī)械進(jìn)行攪拌，以此提升地表的平整性，將待播狀態(tài)恢復(fù)到最佳水平。第二，化肥。可以選擇配方化肥。農(nóng)戶應(yīng)充分了解土壤中各種有機(jī)質(zhì)的所占比例，并制定科學(xué)、合理的施肥方案，最大限度地避免浪費(fèi)肥料及水資源，還能夠提高馬鈴薯的產(chǎn)量與品質(zhì)。每畝地施加八百至一千千克的氮磷鉀配方混合肥。水肥管理一體化是滴灌追肥的核心技術(shù)，需要根據(jù)后續(xù)葉片營養(yǎng)診斷結(jié)果來追加施肥。該工作的關(guān)鍵在于平衡好大量與微量元素的配比。大田馬鈴薯在發(fā)育過程中具有一定的生長規(guī)律，在大田需要滴灌八至十次水肥。只有實現(xiàn)水肥管理一體化，才能夠最大限度地規(guī)避水土流失風(fēng)險，使得馬鈴薯在生長關(guān)鍵時期可以吸收充足的養(yǎng)分和水分。2大田作物水肥一體化技術(shù)的可行性研究2.1德州市水肥一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀德州市位于我國華北平原，隸屬于山東省。由于降水量較大且旱地較多，因此適合種植大田作物。德州市是我國第一個畝產(chǎn)過噸、總產(chǎn)過百億的地級市，糧食播種面積常年接近2000萬畝，總產(chǎn)量超過75億千克，使用全國百分之一的耕地產(chǎn)出了很多的小麥和玉米。為了更進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)業(yè)技術(shù)，提高糧食產(chǎn)量，德州政府部門正在積極地推廣節(jié)水農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，將高效、節(jié)水作為基本原則，推進(jìn)大田標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)，逐步使用灌溉模式取代傳統(tǒng)的大水漫灌模式，提倡精準(zhǔn)噴灌及滴灌。現(xiàn)如今，全市已經(jīng)建成標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田超過700萬畝，超過500萬畝高效節(jié)水灌溉工程，并成為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)試點。政府已經(jīng)投資將近7億元，在潘莊、李家岸等區(qū)域建設(shè)大型灌溉改造工程，經(jīng)過不懈努力，輸水效率已經(jīng)超過85%，每年節(jié)約水資源接近4400萬立方米。通過對水肥一體化技術(shù)的大范圍推廣，將“少量多次、分段應(yīng)用”的原則貫徹落實，不斷完善滴灌系統(tǒng)，促進(jìn)化肥及水資源利用率的提升。截至2023年9月，全市共新增3萬畝水肥一體化農(nóng)田，并大力推廣耐旱農(nóng)作物，極大地提高了農(nóng)戶的經(jīng)濟(jì)收益。2.2水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢水肥一體化技術(shù)指的是將灌溉和施肥兩項工作結(jié)合在一起進(jìn)行，屬于全新的農(nóng)業(yè)種植技術(shù)。通過專業(yè)設(shè)備將可溶性化肥、液態(tài)化肥根據(jù)大田土壤的養(yǎng)分含量及農(nóng)作物生長所需的物質(zhì)進(jìn)行科學(xué)配比。在完全溶解后與水一起通過滴灌方式進(jìn)入到管道之中，最終為農(nóng)作物提供養(yǎng)料及水分供給。水肥一體化具有以下應(yīng)用優(yōu)勢：第一，節(jié)約水資源和化肥。根據(jù)權(quán)威部門研究可知，合理應(yīng)用水肥一體化技術(shù)可以節(jié)約百分之六十以上的水資源和百分之二十以上的化肥。此外，還可以起到調(diào)節(jié)大田土壤溫度及濕度的作用，確保土壤結(jié)構(gòu)不會輕易發(fā)生改變，促進(jìn)每畝地農(nóng)作物產(chǎn)量的提升。第二，節(jié)約人力成本。對于傳統(tǒng)的大水漫灌方式而言，每五畝地需要兩個成年人進(jìn)行管理，而滴灌方式則可以每兩個成年人管理五十畝地。通過這種灌溉方式，人力成本大大降低。第三，降低勞作時間。以小麥灌溉為例，傳統(tǒng)的大水漫灌方式，每畝地需要耗時兩個小時，而采用滴灌每二十畝地僅需三小時。如果是一千畝地，滴灌相較于傳統(tǒng)漫灌可以節(jié)省十四天左右。對于缺水地區(qū)而言，滴灌的意義不言而喻，能夠最大限度地提高農(nóng)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)，為其生長發(fā)育提供必要的支持。除了滴灌以外，噴灌的應(yīng)用也較為廣泛，分為管道噴灌、機(jī)組噴灌兩種，主要被應(yīng)用于小麥種植領(lǐng)域。微噴帶是全新的設(shè)備，可以節(jié)約水資源，具有安裝便捷、適用性強(qiáng)的優(yōu)點，濕潤土壤所需時間較短，因此被廣泛應(yīng)用于水果和蔬菜種植領(lǐng)域，并且開始在大田玉米上進(jìn)行試用。2.3水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用局限需要注意的是，水肥一體化技術(shù)除了具有上述優(yōu)點以外，也存在些許局限性。在應(yīng)用水肥一體化技術(shù)過程中，每畝農(nóng)作物需要超過兩百元的基礎(chǔ)設(shè)施成本。滴灌雖然能夠節(jié)約水資源和化肥，但是相較于傳統(tǒng)漫灌，前期投資仍然較大，導(dǎo)致收益受到影響。除此之外，設(shè)備問題也需要解決。滴灌作業(yè)容易發(fā)生堵塞，通常而言，一套滴灌設(shè)備的使用壽命不會超過兩年，因此在使用過程中，大量的維護(hù)工作在所難免。由于各地區(qū)的地形存在差別，因此在設(shè)計管道路線時需要充分地進(jìn)行考量，遵循因地制宜的基本原則，也有可能會由于壓力因素而對出水造成影響。在安裝滴灌設(shè)備過程中，每個工人在一天時間內(nèi)只能鋪設(shè)三畝地，一百畝地則需要五個工人花費(fèi)一周時間來完成，再加上調(diào)試設(shè)備的時間，至少需要十天以上才能夠投入使用。由于水肥一體化技術(shù)存在上述局限性，因此農(nóng)戶在使用時應(yīng)充分考慮各項因素，謹(jǐn)慎選擇大田作物種植技術(shù)。3大田作物水肥一體化技術(shù)的推廣策略3.1水肥一體化技術(shù)基礎(chǔ)性研究為了更好地應(yīng)用水肥一體化技術(shù)，應(yīng)充分考慮地區(qū)條件、作物類型、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況等不同因素，并詳細(xì)研究大田土壤的養(yǎng)分、水分、灌溉技術(shù)、施肥技術(shù)等參數(shù)。綜合考量以上信息，制定科學(xué)、合理的灌溉施肥方案，并且提前準(zhǔn)備好相關(guān)設(shè)備，建立并完善水肥一體化技術(shù)體系，將這項技術(shù)的作用最大限度地發(fā)揮出來。在進(jìn)行農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)過程中，德州市先后掛牌成立了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究院、耕地保育重點實驗室、技術(shù)示范應(yīng)用基地、研究生實踐基地、技術(shù)集成示范基地等。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺也逐步被建立起來，為德州市的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控、農(nóng)業(yè)信息管理及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管工作提供了助力。在全市已經(jīng)建成了多個智慧園區(qū)，為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了諸如智能化感知、智能化預(yù)警、智能化分析、智能化決策等不同功能，全市認(rèn)證的智慧應(yīng)用基地多達(dá)十六個。3.2加大財政扶持力度政府部門應(yīng)加大對節(jié)水節(jié)肥農(nóng)業(yè)的扶持力度，尤其是先進(jìn)灌溉設(shè)備及相關(guān)政策。地方財政預(yù)算需要為水肥一體化技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供充足的經(jīng)費(fèi)，擴(kuò)大招商引資，將先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備納入到財政補(bǔ)貼之中，還可以制定一些能夠吸引外部資金的優(yōu)惠政策，如研發(fā)節(jié)水節(jié)肥灌溉設(shè)備的企業(yè)可以適當(dāng)?shù)臏p稅。通過種植戶、農(nóng)村合作社等形式，建立并完善水肥一體化技術(shù)的長效機(jī)制，設(shè)立技術(shù)示范點，向農(nóng)戶展現(xiàn)出該項技術(shù)的優(yōu)越性，將示范帶頭作用最大限度地發(fā)揮出來，提高農(nóng)戶應(yīng)用水肥一體化技術(shù)積極性。為了加強(qiáng)農(nóng)業(yè)園區(qū)的建設(shè)力度，山東省政府主持修建了德州農(nóng)產(chǎn)品創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園，并于四月份開園，規(guī)劃占地超過一萬畝，并且總投資五百多億元。同步推進(jìn)十二個縣級食品加工產(chǎn)業(yè)園區(qū)的建設(shè)，形成“一地多園”的嶄新格局。為了更好地建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)體系，德州市向中央爭取了將近4000萬元的扶持專項資金，其中一部分用于推廣水肥一體化技術(shù)，實現(xiàn)本地農(nóng)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化及集成化，全面提高德州市的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平。3.3加速土地流轉(zhuǎn)承包在推廣和應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)械化技術(shù)過程中，土地的分散經(jīng)營起到了較為嚴(yán)重的負(fù)面作用。為了解決上述問題，政府相關(guān)部門應(yīng)根據(jù)實際情況制定有效的扶持政策，鼓勵農(nóng)戶承包大面積土地，使之成為農(nóng)作物種植大戶，將過于分散的土地集中在一起，促進(jìn)農(nóng)業(yè)集約化、產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)步，將水肥一體化技術(shù)的作用最大限度地發(fā)揮出來。3.4研發(fā)先進(jìn)的水肥一體化設(shè)備設(shè)備為了提高施肥一體化技術(shù)的應(yīng)用效果，該領(lǐng)域的科研人員應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)研發(fā)力度，爭取盡早攻克技術(shù)難關(guān)?？梢灾攸c研發(fā)具有實用性的灌溉設(shè)備、施肥裝置、過濾裝置，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以提升其精度，延長使用年限，并將生產(chǎn)維護(hù)成本降至最低。還可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備的微型化、智能化及信息化。要想解決水溶性化肥產(chǎn)品種類繁雜多樣的問題，就需要在確保高端產(chǎn)品不間斷研發(fā)的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況制定水溶化肥標(biāo)準(zhǔn)，為市場發(fā)展提供明確的方向。第一，需要對農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)所能起到的積極作用有深刻認(rèn)識，并掌握其中操作要點。第二，建立并完善農(nóng)用機(jī)械安全監(jiān)管制度，通過“以點帶面”來推廣水肥一體化技術(shù)。對于升級該項技術(shù)而言，制造、發(fā)明及購買高質(zhì)量的機(jī)械設(shè)備是可行的辦法?，F(xiàn)如今，我國農(nóng)業(yè)技術(shù)的主要發(fā)展方向仍是人力與機(jī)械相互結(jié)合。要想最大限度地提升基層農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用力度，就需要制定科學(xué)、合理的推廣方案，提升技術(shù)研發(fā)速度，制造出更多實用性強(qiáng)的灌溉設(shè)備。為了將先進(jìn)機(jī)械技術(shù)的研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)機(jī)械化的具體應(yīng)用，政府相關(guān)部門可以制定機(jī)械化精確操作規(guī)程，例如精確地播種、施工及施肥等，以此提高水資源、種子、化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)資源使用效果。3.5培養(yǎng)綜合性人才水肥一體化技術(shù)綜合了多學(xué)科的內(nèi)容，相關(guān)技術(shù)人員掌握的知識技能愈全面系統(tǒng)，其服務(wù)能力愈強(qiáng)。該項技術(shù)的推廣過程中，應(yīng)注重對相關(guān)技術(shù)人員的技術(shù)培訓(xùn)，不斷更新其知識庫和提高其應(yīng)用技能。從事產(chǎn)品研發(fā)的工程設(shè)計人員應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)栽培、施肥、灌