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水肥一体化:接地气的现代技术
日期:2015-07-16 作者:刘鸿燕| 来源:农民日报 点击:
 

    河北6月,地里的麦穗饱满干燥等待机收。高产麦田金澄无边,仔细看过去,只见离地1米多高处隐隐现出一道道彩虹。赵县王西章乡西湘洋村合作社负责人路少华介绍,这片2000亩实施了水肥一体化的麦地,农民已经点播了下茬玉米,此时田中铺设的微喷管在为种子出苗输水。
    之前在北京至石家庄路上,全国农业技术推广服务中心首席专家高祥照博士形象地描述:“根是苗的嘴,水是肥的腿。水肥一体化就是把水分和养分直接输送到作物根系最集中的土壤区域,方便快捷、适时适量地供应,让庄稼渴了就喝、饿了就吃,可以说是提高水肥利用效率、转变农业发展方式的‘一号技术’。”
    近年来,国家高度重视节水农业工作,大力推广水肥一体化技术。2012年开始实施东北4省区“节水增粮”行动,投资380亿元推广喷滴灌水肥一体化技术3800万亩。2014年又启动华北地下水超采区综合治理试点,将水肥一体化列为骨干技术,在河北省进行大面积推广。据专家估计,华北地区适宜应用各种模式水肥一体化技术的面积超过2亿亩,如果加以推广普及,一年两季平均亩节水110方,每年可节水200亿方。亩节肥15公斤(折纯),每年可节肥300万吨(折纯)。
    “老百姓最关心的是省工。”河北省土肥站站长王贺军说,现在雇人浇地一小时30元,如果一天挣不到200元都雇不到人。藁城金喜种植专业合作社负责人韩金奎告诉记者,他们1000亩实施水肥一体化的麦地,每亩节肥1/3、节水40%、省电30%、因取消畦埂增地10%,尤其能省工60%。赵县西湘洋村63岁的周荣起负责看井,他每天只要下地1~2小时,“10分钟开关一次阀门,其余时间回家喝茶”。
    水肥一体化最核心的就是把肥料溶解在水中,灌溉和施肥同时进行。省土肥站节水科科长张里占说,用微喷进行灌溉老百姓掌握起来还比较容易,但施肥就不那么简单了。虽然施肥技术上没有问题,但有些地方配置的施肥罐较小,一会儿就得加一次,老百姓嫌麻烦。金喜种植专业合作社一座机井房外,合作社技术负责人魏拴柱介绍了罐改池后施肥量的控制方法。“看,配肥很简单。这是水位浮动标尺,200公斤的肥料往池里一倒一搅,标尺水位10厘米,池里水肥就有1立方米。用时拧开泵,根据事先测算的时间就能知道输送的水肥量。”井房内,施肥池在半地下,池上过滤器,池下搅拌泵和供肥泵,而加肥口可以设在井房外,其高度十分方便倒进肥料。魏拴柱人称“魏局长”,原是藁城区农业局局长,目前正致力于研究水肥一体化的本地化运用。
    用施肥池代替施肥罐,高祥照点评:“这是接地气的发明,真可以上‘我爱发明’节目。”他认为下一步需要设计针对不同模式的施肥单元,鼓励技术人员和农民创新改进,以适合当地大田。“比如说国外引进的文丘里施肥器,施肥均匀性对流速、流量要求很高,比较适合小面积温室大棚,不太适合大田。”
    大田水肥一体化技术的本地化,肯定少不了生产厂家紧密跟进。在石家庄迪龙塑胶有限公司车间记者看到,内镶贴片式滴管带正被质检员严格检验。总经理贾同广告诉记者,2012年至今虽然政府订单占据大头,但是市场化需求正逐年增加,2012~2014年市场订单分别为89、136、189份,金额从几百万元增至一千多万元。水肥一体化同样还离不开水溶肥料的发展,高祥照告诉记者,前些年水溶肥料主要是进口的高端产品,质量虽好但价格昂贵,大田粮食生产根本用不起。近几年国内水溶肥料发展迅速,出现了深圳芭田、新都化工、鲁西化工、山东金正大等一大批水溶肥料生产企业,品种丰富,价廉物美,对水肥一体化实现本地化、走进大田提供了有力支撑。
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什么是水肥一体化

    全国农业技术推广服务中心首席专家高祥照认为,广义的水肥一体化(integratedmanagementofwaterandfertilizer)是指根据作物需求,对农田水分和养分进行综合调控和一体化管理,以水促肥、以肥调水,实现水肥耦合,全面提升农田水肥利用效率。

    狭义的水肥一体化是指灌溉施肥(fer-tigation),即将肥料溶解在水中,借助管道灌溉系统,灌溉与施肥同时进行,适时适量地满足作物对水分和养分的需求,实现水肥一体化管理和高效利用。

    与传统模式相比,水肥一体化实现了水肥管理的革命性转变,即渠道输水向管道输水转变、浇地向浇庄稼转变、土壤施肥向作物施肥转变、水肥分开向水肥一体转变。因此,有专家指出,水肥一体化技术是发展高产、优质、高效、生态、安全现代农业的重大技术,更是建设“资源节约型、环境友好型”现代农业的“一号技术”。

现代农业“一号技术”

    水肥一体化是发展农业标准化、信息化、规模化和集约化的需要。

    中国现有0.6亿公顷灌溉面积,基本都是传统的渠道输水、地面灌溉模式,农田水资源的分配、灌溉操作和灌溉系统的控制都靠人工到田间劳作,不但费时费力,而且浪费严重,效率低下。在水肥一体化模式下,农田输水实现管道化,田间灌溉通过喷滴灌实现高效灌溉。水肥一体化模式还可以十分方便的配备土壤水分自动监测、电磁阀自动控制、远程信息传输等现代设备,实现农田灌溉和施肥的自动控制,提高灌溉和施肥均匀性、及时性和简便性,进而促进农业生产的标准化、信息化和集约化发展。

推广实施进程良好

    从20世纪90年代中期开始,灌溉施肥的理论及应用技术日益被重视。

    2002年农业部开始设立旱作节水农业项目,开始灌溉施肥试验示范。2010年全国农技中心正式启动水肥一体化培训、示范、推广工作,组织建立水肥一体化技术核心示范区,集中开展试验示范和技术集成。目前,该项技术已在近30个省(区、市)推广应用,由棉花、果树、蔬菜等经济作物扩展到小麦、玉米、马铃薯、大豆等粮食作物,每年推广应用面积266.7万公顷。

    2012年,国务院印发《国家农业节水纲要(2012-2020)》,强调积极发展水肥一体化。农业部下发《关于推进农田节水工作的意见》和《全国农田节水示范活动工作方案》,将水肥一体化列为主推技术,强化技术集成和示范展示。

    2013年,农业部印发《水肥一体化技术指导意见》,提出到2015年,水肥一体化技术推广总面积达到533.3万公顷以上,实现节水50%以上,节肥30%,粮食作物增产20%,经济作物节本增收600元以上的目标。各级党委政府高度重视,把发展水肥一体化放在重要位置。如新疆、甘肃、内蒙古、吉林、辽宁、黑龙江等地由政府领导牵头,成立领导小组,制定规划、下发文件,整合多方资金,加大投入力度,有力地推动了水肥一体化技术推广普及。

水肥一体化在国外

    水肥一体化起源于无土栽培,并伴随高效灌溉技术的发展得以发展。18世纪末,英国的JohnWoodward将植物种植在土壤的提取液中。这是最早的水肥一体化栽培。

    世界上第一个关于细流灌溉技术的试验可以追溯到19世纪,但是真正的开始应该起源于20世纪50年代和60年代初期。在70年代,由于便宜的塑料管道大量生产,极大地促进了细流灌溉的发展,推动了细流灌或微灌系统包括滴灌、微喷雾灌以及微喷灌等技术的进步。在过去的40多年里,水肥一体化技术在全世界迅猛发展。

    美国

    1913年建成了第一个滴灌工程,美国是目前世界上微灌面积最大的国家,在灌溉农业中60%的马铃薯、25%的玉米、33%的果树均采用水肥一体化技术。开发应用了新型的水溶肥料、农药注入控制装置,用于水肥一体化的专用肥料占肥料总量的38%。现在加利福利亚州已建立了完善的水肥一体化设施及服务体系,果树生产均采用了滴管、渗灌等水肥一体化技术,成为世界高价值农产品现代农业生产体系的典型。

    德国

    1920年在水出流方面实现了一次突破,使水从孔眼流入土壤。20世纪50年代塑料工业兴起后,高效灌溉技术得到了迅速发展,而且灌水与施肥很快结合进行,发展成为一种高精度控制土壤水分、养分的一种农业新技术。荷兰

    从20世纪50年代初以来,温室数量大幅增加,通过灌溉系统施用的液体肥料数量也大幅增加,水泵和用于实现养分精确供应的肥料混合罐也得到研制和开发。澳大利亚

    近年来,水肥一体化技术发展迅速,2006~2007年设立总额100亿澳元的国家水安全计划,用于发展灌溉设施和水肥一体化技术,并建立了系统的墒情监测体系,用于指导灌溉施肥。

    以色列

    自20世纪60年代初起,以色列开始普及灌溉施肥技术,1964年建成了用于灌溉施肥的全国输水系统(NationalWaterCarrier),全国耕地中大约有一半以上应用加压灌溉施肥系统,包括果树、花卉、温室作物、大田蔬菜和大田作物。20世纪80年代初,以色列的灌溉施肥技术开始应用到自动推进机械灌溉系统,施肥系统也由过去单一的肥料罐,发展为肥料罐、文丘里真空泵和水压驱动肥料注射器等多种模式并存,并且引入电脑控制技术及设备,养分分布的均匀度显著提高。在以色列,将近80%的灌溉耕地采用灌溉施肥方法,超过50%的氮和磷以及65%的钾都是以灌溉施肥的方法施用的。

    此外,水肥一体化发展较快的还有西班牙、意大利、法国、印度、日本、南非等国家。据第六次国际微灌大会资料,从1981~2000年的19年间,世界微灌面积增加了633%,平均每年增加33%,达到373.33多万公顷,大部分采用水肥一体化技术。进入21世纪,水肥一体化技术发展更加迅速,应用面积进一步扩大,同时与水肥一体相配套的水溶肥研制和生产取得了长足的进步,一些发达国家已经形成了完善的设备生产、肥料配置、推广服务体系。   李影

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