水肥一体化技术是将灌溉与施肥有机结合的一项农业新技术,根据作物需求对农田水分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,全面提高水肥利用效率。国家粮食丰产科技工程实施以来,我国不同区域水肥一体化技术不断发展,特别是在滴灌技术上进行了创新研究,取得了长足发展与进步。本文简介以下4项技术,供实际应用中参考。

东北西部膜下滴灌技术存在费工、费时、出苗不齐、残膜回收困难等问题,内蒙古农业技术推广总站等单位开展了玉米浅埋滴灌增效种植技术的研究。

技术原理 玉米浅埋滴灌增效种植技术改大水漫灌为浅埋滴灌,实现了控水降耗;改“一炮轰”为分次追肥,实现了控肥增效;改覆膜滴灌为无膜浅埋滴灌,实现了控膜增效。

技术要点 玉米浅埋滴灌增效种植技术即在不覆膜的前提下,采用宽窄行种植模式,一般窄行35~40cm,宽行80~85cm,将滴灌带埋设于窄行中间2~4cm深处,利用浅埋滴灌专用播种机一次性完成播种、施底肥、铺带、覆土。在全生育期按照玉米生长发育规律通过输水管道定时定量滴水滴肥,该项种植技术具有节本增效、提质增效的特点。

技术效果 2016-2018年在东北西部地区大面积应用,实现节水1 890m³/hm²（126m³/亩）,提高化肥生产率20.9%,减少化肥使用量17.3%,减少地膜使用成本750元/hm²（50元/亩）。内蒙古农业大学等单位在此基础上建立秸秆二次粉碎深翻还田结合浅埋滴灌水肥一体技术,在粮丰项目区全程机械化产量首次突破16 500kg/hm²（1 100kg/亩）,增产14.9%,水肥生产效率提高26%以上。辽宁省农业科学院自主研发了一种田间浅埋滴灌带铺设机具,实现了开沟、施肥、铺滴灌带、播种、覆土一体化完成,在2018年严重春旱和花期高温伏旱情况下,粮丰项目示范区玉米产量平均12 750kg/hm²（850kg/亩）以上。

技术原理 黄淮海水肥一体化精准滴灌技术是在常规滴灌技术的基础上,结合智能化控制技术形成滴灌水肥智能监控系统,利用云平台科学确定不同环境条件下作物生长的水肥需求,实现了田间水肥指标的实时监测和精准控制。

技术要点 该技术关键是滴灌带（毛管）铺于垄上和地膜之间,通过点滴供水湿润土壤,满足玉米生长发育对水分的要求,输水均由埋设的管道进行,追肥、施药也通过随水滴施方式进行,减少田间作业,覆膜可以提高地温,根据玉米需水规律随时补水,充分发挥肥效。在此基础上进一步结合云软件、现场主机、节点控制器和田间数据采集终端等软硬件形成滴灌水肥智能监控系统,水肥一体化智能模块可实现对灌溉、施肥的智能控制,精准控制水肥比例。

技术效果 2018年河南省农业科学院等单位在粮丰项目温县核心区3.33hm²（50亩）攻关田,水肥利用效率提高了 7%~9%,冬小麦产量达11 028kg/hm²（735.2kg/亩）。安徽农业大学等单位应用该技术实现节约灌溉用水40%以上,减少化肥用量30%以上,实现节水节肥。山东省农业科学院等单位应用该技术实现肥料利用率提高12%,灌溉水利用率提高27%。在粮丰项目区潍坊安丘小麦、玉米高产攻关田3.45hm²（51.7亩）,小麦产量达10 572kg/hm²（704.8kg/亩）,玉米产量达12 240.5kg/hm²（816.0kg/亩）。

技术要点 西北膜下滴灌增产技术,即在滴灌技术和覆膜种植技术的基础上,将覆膜技术与滴灌技术有机结合,通过可控管道系统向滴灌带或毛管进行加压供水,和水溶性肥料进行定量充分融合形成肥水溶液,进入输水干管—支管—毛管,再由毛管上的滴水器一滴一滴地均匀、定时、定量浸润作物根系发育区,供根系吸收利用。在新疆地区生产上广泛应用的滴灌带田间配置模式主要有“一管一行”、“一管二行”、“一管三行”、“一管四行”4种典型模式。

技术效果 非粮丰项目区的西北区域棉花的膜下滴灌技术应用在新疆已遍布天山南北各植棉区,玉米膜下滴灌增产技术相比沟灌可节水30%以上,提高水肥利用率30%以上,产量可比同区常规生产增产30%,收入增加50%,大面积应用可获得显著的增产增收效果。

技术要点 西南区域通过开挖集雨沟,建设集雨面和集雨窖池,配套安装小型提灌设备和田间输水管道,采用滴灌、微喷灌技术,结合水溶肥料应用,实现高效补灌和水肥一体化,充分利用自然降水,解决降雨时间与作物需水时间不同步、季节性干旱严重发生的问题。

技术效果 试验示范表明,采用集雨补灌水肥一体化技术,粮食作物平均增产10%~15%,经济作物省工20%以上。适用区域为西南等降水量较多但时空分布不均的季节性干旱严重地区,主要包括云南、贵州、四川、重庆等省市。

基于我国水资源紧缺现状,将高度节水技术与高精度智能控制相结合,推进工程措施与农艺措施结合、水分与养分耦合,大力节约水资源用量,大量减少化肥用量,以形成我国未来节水省肥的新亮点,促进主要农作物的可持续发展。