蘭考縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 王俊超

修武縣郇封鎮(zhèn)政府 張素玲

水肥一體化技術(shù)是一項(xiàng)綜合了水分和養(yǎng)分管理的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施，具有節(jié)水、節(jié)肥、省工、高效等特點(diǎn)。我國(guó)的水肥一體化技術(shù)研究起步較晚。目前，我國(guó)的水肥一體化技術(shù)仍以設(shè)施農(nóng)業(yè)為主。滴灌水肥一體化技術(shù)在新疆維吾爾自治區(qū)穩(wěn)步發(fā)展。相比而言，噴灌水肥一體化技術(shù)的研究尤其是針對(duì)大田糧食作物的灌溉施肥技術(shù)開展的工作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，我們有必要開展大田糧食作物噴灌水肥一體化技術(shù)的研究，以期為黃淮海地區(qū)大田糧食作物噴灌水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考。

一、噴灌系統(tǒng)分類

噴灌被認(rèn)為是灌溉現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，借助水泵和管道系統(tǒng)或利用自然落差，將有壓水通過管道輸送到灌溉田塊，通過噴頭噴到空中，散成小水滴，均勻降落到作物和地面上的灌溉方式，是模擬人工降雨的全面灌溉方式。噴灌可以分成管道式噴灌和機(jī)組式噴灌系統(tǒng)兩大類。管道式噴灌系統(tǒng)又可分為固定管道式、半固定管道式和移動(dòng)式3 種，其中使用半固定式噴灌系統(tǒng)所占面積＞50%。但是，移動(dòng)支管和噴頭等所需人工強(qiáng)度大，勞動(dòng)效率較低，因此逐漸改造成了固定式噴灌系統(tǒng)，近年來出現(xiàn)的地埋伸縮式噴灌系統(tǒng)就是固定式噴灌系統(tǒng)的形式之一。機(jī)組式噴灌系統(tǒng)包括圓形噴灌機(jī)、平移式噴灌機(jī)、卷盤式噴灌機(jī)、滾移式噴灌機(jī)、輕小型噴灌機(jī)等。

二、施肥設(shè)備選配

目前，國(guó)內(nèi)水肥一體化工程中大量應(yīng)用的施肥裝置，按照施肥量的控制方式不同，可分為定量式和比例式兩類。按照是否需要外加動(dòng)力又可分為兩大類，一類是不需要額外動(dòng)力的水力驅(qū)動(dòng)類，另一類是需要外加動(dòng)力的電力驅(qū)動(dòng)類，如離心泵、旋渦泵、噴射泵、隔膜泵、柱塞泵和螺桿泵等。對(duì)于微灌系統(tǒng)而言，其對(duì)水質(zhì)要求很高，且對(duì)壓力變化很敏感。對(duì)于機(jī)組式噴灌系統(tǒng)而言，要求施肥裝置的注肥流量必須穩(wěn)定，不應(yīng)隨管道壓力的變化而變化。因此，當(dāng)工作壓力＜0.04 MPa 時(shí)，可選用柱塞泵、隔膜泵和螺桿泵；當(dāng)工作壓力＞0.04 MPa 時(shí)，應(yīng)選用柱塞泵和螺桿泵。近年來，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者開發(fā)的泵注入施肥裝置應(yīng)用于圓形噴灌水肥一體化技術(shù)中，在玉米、小麥和馬鈴薯灌溉施肥管理方面取得很好的效果。同時(shí)，其先進(jìn)的自動(dòng)化管理水平也代表了未來國(guó)內(nèi)大田糧食作物噴灌水肥一體化發(fā)展的趨勢(shì)。

三、冬小麥灌溉制度的制定

灌溉制度的主要參數(shù)包括灌水時(shí)間、灌水次數(shù)及灌水定額（每次灌溉的水量）等。在生產(chǎn)中農(nóng)民往往根據(jù)往年的豐產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來確立灌溉制度，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，但存在不同用戶經(jīng)驗(yàn)不一致、單次灌水量大、灌溉水利用效率低等問題。加之華北地區(qū)水資源越來越緊張，傳統(tǒng)的漫灌或畦灌技術(shù)將越來越難以適應(yīng)未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。因此，需要大力發(fā)展高效節(jié)水灌溉技術(shù)。另外，農(nóng)民還有基于土壤含水量來確定灌溉制度，其優(yōu)點(diǎn)是能夠根據(jù)土壤水分的變化確定合理的灌水量，不足之處是需要測(cè)定土壤水分。近年來，隨著土壤水分傳感器技術(shù)的發(fā)展，其成本在降低，同時(shí)測(cè)量準(zhǔn)確性在提升。因此，對(duì)于有條件的地區(qū)，建議采用該技術(shù)。灌水定額可根據(jù)灌水上下限確定，其計(jì)算公式如下：

式中：m—灌水定額，單位為mm；H—土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，單位為mm；θmax—灌水上限，單位為%；θmin—灌水下限，單位為%；η—灌溉水利用系數(shù)，無量綱。當(dāng)風(fēng)速低于3.4 m/s 時(shí)，噴灌系統(tǒng)取0.8～0.9；當(dāng)風(fēng)速為3.4～5.4 m/s 時(shí)，噴灌系統(tǒng)取0.7～0.8。其中，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度與小麥根系分布深度有關(guān)，通常播種期至苗期土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度取10～20 cm，冬灌時(shí)計(jì)劃濕潤(rùn)層深度取40～50 cm，返青期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度取30～40 cm，拔節(jié)期和抽穗期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度取40～60 cm，開花期和灌漿期計(jì)劃濕潤(rùn)層深度取40～50 cm。小麥的灌水上限一般為100% FC，下限為60% FC，其中，F(xiàn)C 為田間持水量（單位為cm3/cm3）。

四、冬小麥?zhǔn)┓手贫鹊拇_定

根據(jù)小麥的需肥規(guī)律、土壤肥力以及目標(biāo)產(chǎn)量確定合理的施肥制度，包括總施肥量、氮磷鉀比例以及底肥、追肥比例。黃淮海地區(qū)，傳統(tǒng)施肥管理一般采取底肥加拔節(jié)期追肥的施肥方式，或者采取直接一次性施足底肥的方式。這種方式會(huì)大大降低肥料利用率并且造成土壤板結(jié)和地下水污染的問題。因此，需要大力推廣水肥一體化技術(shù)。對(duì)該技術(shù)而言，其顯著特征是能隨水施肥。研究表明，降低底肥量，增加追肥量，并采取3～4 次追肥的方式能顯著提高小麥的產(chǎn)量和改善其品質(zhì)。對(duì)于冬小麥噴灌水肥一體化技術(shù)而言，建議底肥施入30%的氮肥和全部的磷肥、鉀肥，其余氮肥分別在返青期至拔節(jié)期、拔節(jié)期至抽穗期、抽穗期至灌漿期分3 次施入，同時(shí)可按照1：3：1的比例施入。今后，對(duì)于有條件追施水溶肥的地區(qū)，可適當(dāng)減少底肥施入的磷肥和鉀肥，其余部分也可隨水施入。

五、噴灌水肥一體化技術(shù)系統(tǒng)操作方式

研究表明，對(duì)于滴灌水肥一體技術(shù)而言，其系統(tǒng)運(yùn)行方式推薦1/4 清水+1/2 水肥液+1/4 清水的運(yùn)行方案，并且施肥頻率為7 d/次。但對(duì)于噴灌系統(tǒng)而言，這種操作會(huì)增加運(yùn)行管理成本?？紤]到噴灌管道中的水通過噴頭噴灑到作物冠層，會(huì)產(chǎn)生一部分冠層截留，這部分水分會(huì)通過各種變化流失掉。所以，通過噴灌水肥一體化技術(shù)進(jìn)行灌溉施肥時(shí)會(huì)有一部分肥液截留在小麥冠層，這部分水肥液的利用情況還沒有相關(guān)的研究能證明被作物吸收。因此，對(duì)于噴灌施肥而言，要采取合理的系統(tǒng)運(yùn)行方式來減少這部分肥液的損失。建議對(duì)于噴灌系統(tǒng)而言，其施肥時(shí)可采取水肥液+清水的操作步驟，以避免蒸發(fā)漂移損失帶來的水肥浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)考慮到風(fēng)速和溫度對(duì)噴灌施肥的影響，建議在夜間或清晨無風(fēng)或微風(fēng)條件下進(jìn)行灌溉施肥。

六、肥料的選擇

在水肥一體化技術(shù)中，肥料的選擇應(yīng)滿足下列要求：一是肥料養(yǎng)分含量高、水溶性好；二是肥料的不溶物少、品質(zhì)好，與灌溉水相互作用小；三是肥料品種之間能相容，相互混合不發(fā)生沉淀；四是肥料腐蝕性小，偏酸性為佳。依據(jù)上述原則，應(yīng)用水肥一體化技術(shù)時(shí)，小麥?zhǔn)┯玫牡食２捎媚蛩?，磷肥常采用過磷酸鈣或鈣肥、鎂肥、磷肥作為基肥施入，鉀肥采用氯化鉀、磷酸二氫鉀或硫酸鉀，也可采用市場(chǎng)上銷售的小麥專用肥或葉面肥，如黃腐酸鉀肥、海藻葉面肥、液體有機(jī)硅肥等來補(bǔ)充小麥所需營(yíng)養(yǎng)元素。同時(shí)，注意補(bǔ)充微量元素肥料時(shí)，一般不能與磷肥同時(shí)施用，以免產(chǎn)生不溶性磷元素酸鹽沉淀物而阻塞滴頭。