王年一 呂 航

吉林省土壤肥料總站,吉林 長春 130033

0 引言

水肥一體化技術(shù)是將節(jié)水灌溉和施肥技術(shù)相結(jié)合的新型農(nóng)業(yè)技術(shù),有利于均衡供給水肥、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展,在節(jié)約水資源和促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收方面具有顯著效果。乾安縣屬典型的半干旱氣候區(qū),降水和有效灌溉對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響非常大?；诖?筆者對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況和水肥一體化技術(shù)推廣應(yīng)用情況進(jìn)行了調(diào)查研究,提出進(jìn)一步推廣應(yīng)用水肥一體化技術(shù)、助力“千億斤糧食”工程的建議。

1 玉米水肥一體化技術(shù)的優(yōu)勢

吉林省推廣應(yīng)用的水肥一體化技術(shù)主要是將灌溉水與水溶性肥料、液體肥料一起通過水肥設(shè)備與智能水肥一體化控制系統(tǒng),輸送到作物根系生長發(fā)育區(qū)域,實(shí)現(xiàn)水肥科學(xué)、平衡供給［1-2］。該技術(shù)的主要原理是依據(jù)作物需水、需肥規(guī)律,通過滴灌方式,將水、肥緩慢、均勻、適量、準(zhǔn)確地直接輸送到作物根部附近的土壤表面,浸潤根系最發(fā)達(dá)區(qū)域,使根系活動區(qū)的土壤保持最佳水分、養(yǎng)分供應(yīng)狀態(tài)。這樣既可滿足作物的需水、需肥要求,又能最大限度地提高水肥利用效率,提高作物產(chǎn)量。

從松原市寧江區(qū)、乾安縣、長嶺縣等地應(yīng)用玉米水肥一體化技術(shù)的實(shí)踐來看,水分利用效率可提高43.0%,肥料利用率可提高30.0%,玉米產(chǎn)量可增加2 700～3 000 kg/hm2,經(jīng)濟(jì)收入可增加4 800元/hm2,綜合效益良好［3］。2022年,乾安縣大遐農(nóng)場結(jié)合淺埋滴灌技術(shù)實(shí)施水肥一體化技術(shù),有效抵抗春季旱情,玉米出苗率達(dá)到100%,每667 m2產(chǎn)量超過800 kg,與農(nóng)民常規(guī)種植相比,每667 m2增產(chǎn)30%左右,增收260元,節(jié)省人工70%［4］。作為國家糧食安全戰(zhàn)略重要基地,2022 年,吉林省啟動實(shí)施了“千億斤糧食”工程,推廣應(yīng)用了玉米水肥一體化技術(shù)。這對破解乾安縣等干旱半干旱地區(qū)水資源限制十分重要,對提升全省糧食產(chǎn)能具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

2 乾安縣推廣應(yīng)用玉米水肥一體化技術(shù)的必要性

乾安縣是吉林西部地區(qū)的重要糧食生產(chǎn)區(qū),也是實(shí)施玉米水肥一體化技術(shù)的重點(diǎn)區(qū)域之一。該縣有耕地19.2 萬hm2,共種植玉米15.8 萬hm2,2022 年實(shí)施水肥一體化2.9 萬hm2,2023 年實(shí)施玉米水肥一體化4.7 萬hm2［5-6］。雖然實(shí)施水肥一體化的耕地面積接近玉米種植面積的1/2,但是仍需要進(jìn)一步加大推廣應(yīng)用力度,推動全縣糧食產(chǎn)量邁上新臺階。

2.1 破解水資源對糧食生產(chǎn)制約的需要

乾安縣地處吉林省西部半干旱區(qū),十年九旱,年平均降水量為400 mm,土質(zhì)多為鹽堿土和黑鈣土,土壤瘠薄,存在季節(jié)性干旱、春旱缺苗、秋旱減產(chǎn)的現(xiàn)狀。水資源是影響當(dāng)?shù)丶Z食生產(chǎn)的重要因素。

得益于當(dāng)?shù)卣罅﹂_展生態(tài)環(huán)境整治,雖然2019—2022 年乾安縣降水量均在600 mm 以上［7］,但是據(jù)乾安縣氣象部門統(tǒng)計(jì),該縣2023年發(fā)生了嚴(yán)重的季節(jié)性干旱:4月,全縣降水量比歷年同期少20 mm左右；5月上旬,全縣平均降水量比歷年同期少近10 mm；即使進(jìn)入往年降水量較多的6月,全縣平均降水量也比歷年同期少20 mm。在春耕、播種和玉米苗期等玉米前期生長的關(guān)鍵時(shí)期,乾安縣存在嚴(yán)重的持續(xù)干旱天氣,對玉米生長和后期產(chǎn)量造成了不利影響。在此情況下,推廣應(yīng)用玉米水肥一體化技術(shù),提高水資源利用效率,加強(qiáng)科技對糧食生產(chǎn)的支撐作用,是必然的選擇。

2.2 提高水資源利用效率的需要

乾安縣境內(nèi)無江河,地表水非常貧乏,豐水年降雨徑流主要匯集到大小泡沼或流入霍林河和查干湖,一般年份降雨徑流就地蓄存和消耗。雖然地下水資源豐富,但是過量開采地下水將對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)永續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重?fù)p害。因此,乾安縣對于改變傳統(tǒng)的水資源利用方式,應(yīng)用玉米水肥一體化技術(shù),提升水資源利用效率的需求十分迫切。

2.3 減少化肥使用量的需要

在“肥藥雙減”的背景下,應(yīng)用玉米水肥一體化技術(shù),既能提高肥料利用效率、減少化肥使用量,又能促進(jìn)玉米植株生長、提高玉米植株對病蟲害的抗性,在提高糧食產(chǎn)能的同時(shí)加快“肥藥雙減”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),從而減少化肥、農(nóng)藥大量使用造成的土壤板結(jié)、酸化、次生鹽漬化問題。

2.4 農(nóng)業(yè)節(jié)本增效的需要

水肥一體化技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的節(jié)本增效農(nóng)業(yè)技術(shù),可以減少灌溉、施肥、病蟲害防治等方面的成本投入,增加糧食產(chǎn)量,在大面積推廣應(yīng)用的前提下,將成為助農(nóng)增收的有效措施。

3 乾安縣推廣應(yīng)用玉米水肥一體化技術(shù)存在的問題

3.1 灌溉設(shè)施和肥料研發(fā)不夠成熟

一是灌溉設(shè)施不成熟。乾安縣水肥一體化采用的灌溉設(shè)施主要是滴灌設(shè)施,依靠水的壓力將水、肥輸送到玉米根部土壤。目前,滴灌設(shè)施的壓力系統(tǒng)、輸水系統(tǒng)存在水壓不足、不穩(wěn)定等問題,導(dǎo)致水分灌溉不均勻,距離輸水管道首部較近的地塊,玉米能獲得充足的水分和肥料,而距離首部較遠(yuǎn)的地塊,玉米無法獲得充足的水分和養(yǎng)分。問題較嚴(yán)重的設(shè)備,可能造成水分、肥料尚未輸送至首部遠(yuǎn)端耕地就已經(jīng)消耗完畢。二是肥料產(chǎn)品不成熟。目前,應(yīng)用于水肥一體化技術(shù)的水溶性肥料以通用配方肥為主,養(yǎng)分單一,多種肥料混合施用才能滿足玉米生長需求；部分肥料可溶性差,在灌溉水中分布不均勻,長期使用會造成輸水管道堵塞、肥料供給不均衡等問題,影響水肥一體化灌溉設(shè)施的穩(wěn)定性和玉米產(chǎn)量的全面提高。

3.2 水肥管理粗放

水肥一體化技術(shù)是否能夠發(fā)揮其作用,還取決于農(nóng)民這一實(shí)施主體的科技水平和認(rèn)識水平。目前,大部分農(nóng)民對水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在設(shè)施的利用方面,對玉米品種的特性,需水、需肥規(guī)律,肥料的種類、施用時(shí)間、用量、施用頻率等不夠了解,導(dǎo)致水肥供給與玉米生育期的需求不匹配,造成水肥一體化技術(shù)的實(shí)施效果無法達(dá)到預(yù)期,既無法達(dá)到水肥一體化的目的,也無法進(jìn)一步提高玉米產(chǎn)量。

3.3 小規(guī)模經(jīng)營與水肥一體化的沖突

水肥一體化設(shè)施建設(shè)的前期投入成本較高,使用期間的維護(hù)成本比傳統(tǒng)灌溉模式高。雖然政府部門針對該技術(shù)的推廣應(yīng)用提供了資金扶持和惠農(nóng)政策,但農(nóng)民受限于自身的認(rèn)識和經(jīng)濟(jì)實(shí)力,對參與建設(shè)和管護(hù)玉米水肥一體化設(shè)施的熱情仍然不高。尤其是玉米水肥一體化設(shè)施的建設(shè)成本和使用成本與土地經(jīng)營面積成反比,即經(jīng)營面積越大,單位面積的成本越低,經(jīng)營面積越小,單位面積的成本越高。目前,乾安縣耕地經(jīng)營模式仍以各家各戶的小面積分散經(jīng)營為主,這導(dǎo)致以耕地小規(guī)模經(jīng)營為主的農(nóng)民必然需要承擔(dān)較高成本,農(nóng)民接受程度不足,影響了玉米水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用進(jìn)程。

3.4 農(nóng)業(yè)面源污染問題

吉林省實(shí)施的玉米水肥一體化技術(shù)主要有膜下滴灌和淺埋滴灌2 種。乾安縣在鹽堿地實(shí)施的水肥一體化技術(shù)以淺埋滴灌為主,而普通耕地則兩者都有。這兩種方式各有優(yōu)點(diǎn),但膜下滴灌比淺埋滴灌多了2 道工序,即覆蓋農(nóng)膜和回收農(nóng)膜。對于半干旱地區(qū)來說,膜下滴灌可以更高效地利用水肥,但農(nóng)膜回收和再利用工作未做到位,每年均有部分農(nóng)膜殘留在耕地中,造成土壤結(jié)構(gòu)被破壞、水分蒸發(fā)量加大、作物根系生長受影響等不良后果,導(dǎo)致環(huán)境污染和作物產(chǎn)量下降。這也是限制玉米水肥一體化技術(shù)在當(dāng)?shù)赝茝V應(yīng)用的因素之一。

4 乾安縣推廣應(yīng)用玉米水肥一體化技術(shù)的建議

4.1 加大灌溉設(shè)施與肥料的研發(fā)力度

第一,乾安縣各級管理部門應(yīng)加大對水肥一體化設(shè)施的研發(fā)和推廣力度,鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)開展水肥一體化配套機(jī)械、地下部防堵防滲、水肥一體化模式創(chuàng)新等基礎(chǔ)性研究,提升水肥一體化技術(shù)及配套設(shè)備的適用性、高效性和穩(wěn)定性。第二,乾安縣可從政策、財(cái)政等方面提供支持和保障,鼓勵(lì)社會資本參與水肥一體化壓力設(shè)備、輸水管道等設(shè)施研發(fā),盡快解決水肥一體化技術(shù)應(yīng)用過程中存在的基礎(chǔ)性問題和關(guān)鍵問題。第三,乾安縣可加強(qiáng)培育、扶持肥料行業(yè)龍頭企業(yè)開展適合的水溶性肥料、液體肥料的研究,提高肥料在灌溉水中的可溶性、均勻性,減少肥料凝結(jié)、堵塞輸水管道現(xiàn)象,提高水肥一體化技術(shù)的應(yīng)用效果。

4.2 加強(qiáng)人員培訓(xùn),提高技術(shù)應(yīng)用規(guī)范化水平

第一,乾安縣各級管理部門應(yīng)積極開展多種形式的技術(shù)宣傳培訓(xùn)工作,根據(jù)當(dāng)?shù)氐母貤l件、水源情況、耕作制度等,宣傳推廣科學(xué)合理的耕作技術(shù)、灌溉制度和施肥方案,深入田間地頭開展技術(shù)指導(dǎo),使農(nóng)民掌握規(guī)模化經(jīng)營、精細(xì)化管理和水肥一體化技術(shù),提高農(nóng)民對該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的認(rèn)識程度。第二,乾安縣可加強(qiáng)對農(nóng)技推廣人員的培訓(xùn),結(jié)合水肥一體化技術(shù)示范基地、農(nóng)場、種植大戶等主體,構(gòu)建立體化的技術(shù)指導(dǎo)工作體系,為農(nóng)民解決水肥一體化應(yīng)用的技術(shù)問題。通過提高技術(shù)人員和農(nóng)民的科技水平,規(guī)范水肥管理工作,提高水肥一體化技術(shù)應(yīng)用效率。

4.3 推進(jìn)農(nóng)業(yè)規(guī)?；?jīng)營

第一,乾安縣農(nóng)業(yè)部門要加大對規(guī)模經(jīng)營、土地流轉(zhuǎn)、水肥一體化技術(shù)投入成本與增收效益的宣傳力度,引導(dǎo)農(nóng)民應(yīng)用水肥一體化技術(shù)。第二,乾安縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門應(yīng)加強(qiáng)對惠農(nóng)政策、農(nóng)技培訓(xùn)、農(nóng)技服務(wù)的宣傳,并提供相應(yīng)的補(bǔ)貼申請指導(dǎo)服務(wù)、技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)服務(wù),搭建肥料企業(yè)、基層農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)部門與新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體、農(nóng)民交流的平臺和渠道,從而加快水肥一體化技術(shù)的推廣和應(yīng)用進(jìn)程。第三,乾安縣應(yīng)加大政策扶持力度,將水肥一體化技術(shù)設(shè)施納入農(nóng)機(jī)購置補(bǔ)貼重點(diǎn)實(shí)施范圍,優(yōu)先補(bǔ)貼、應(yīng)補(bǔ)盡補(bǔ),減少農(nóng)民在技術(shù)應(yīng)用過程中的投入。此外,農(nóng)業(yè)部門要加大引導(dǎo)和宣傳力度。目前,規(guī)模化經(jīng)營和玉米水肥一體化技術(shù)在乾安縣的推廣應(yīng)用已經(jīng)取得一定成績,樹立了一些典型案例。各級管理部門可依靠已經(jīng)樹立的典型區(qū)域、典型單位,尤其是種植大戶、農(nóng)民專業(yè)合作社、用水合作社、專業(yè)農(nóng)場等直接參與生產(chǎn)和經(jīng)營的典型單位,開展規(guī)?；?jīng)營、水肥一體化技術(shù)的宣傳推廣工作,使農(nóng)民切實(shí)感受到規(guī)模化經(jīng)營和水肥一體化技術(shù)的優(yōu)勢,以及二者帶來的增產(chǎn)增收效果,激發(fā)農(nóng)民自主開展宣傳的熱情,帶動更多農(nóng)民參與水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用。

4.4 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染治理

第一,乾安縣農(nóng)業(yè)部門應(yīng)積極協(xié)調(diào)財(cái)政部門,爭取吉林省生物降解農(nóng)膜應(yīng)用示范縣項(xiàng)目及相應(yīng)配套政策,確定財(cái)政補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)生物降解農(nóng)膜的推廣應(yīng)用,在采用膜下滴灌的區(qū)域,逐步以可降解農(nóng)膜替代傳統(tǒng)農(nóng)膜,減少傳統(tǒng)農(nóng)膜的使用量和殘留量。第二,乾安縣農(nóng)業(yè)和環(huán)保部門要加大農(nóng)膜污染治理力度,建立健全農(nóng)膜回收再利用體系,對農(nóng)膜實(shí)行再生制造、燃料發(fā)電等資源化利用。第三,乾安縣農(nóng)業(yè)部門要引導(dǎo)采用膜下滴灌模式的農(nóng)民,逐步采用淺埋滴灌技術(shù)替代膜下滴灌技術(shù),實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新,從源頭上減少農(nóng)膜使用量。

5 結(jié)束語

乾安縣屬典型的干旱少雨區(qū),水是制約當(dāng)?shù)丶Z食增產(chǎn)的關(guān)鍵要素。目前,乾安縣已經(jīng)開展玉米水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用,并在應(yīng)用區(qū)域取得了顯著成效,對農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到了重要作用。乾安縣的土壤條件、氣候條件也決定了其應(yīng)用水肥一體化技術(shù)的必要性。因此,乾安縣各級管理部門應(yīng)大力實(shí)施農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程,建設(shè)高質(zhì)量、高效益、大規(guī)模的水肥一體化技術(shù)模式,以科技支撐提高糧食產(chǎn)能,為實(shí)現(xiàn)“千億斤糧食”工程貢獻(xiàn)力量。