寧香農墾局農林牧技術推廣服務中心
水肥一體化種植模式試驗研究
方案專案負責人：杜軍
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寧香農墾局農林牧技術推廣服務中心
2023年3月
專案總負責人：沈振榮
專案技術負責人：杜軍
方案制定人：杜軍、陳巨集亮、陳永偉、陳萍、馬甜
水肥一體化種植模式試驗研究方案
1 試驗背景及內容
中國是乙個水資源緊缺的國家，正常年份農業缺水300餘億立方公尺。中國也是最大的肥料生產和消費國，但農業水資源和化肥利用率不高。灌溉施肥一體化技術被公認為是當今世界上提高水肥資源利用率的最佳技術[1]。
發達國家和地區高度重視水資源和肥料的高效利用，自20世紀60年代開始推廣應用灌溉施肥一體化技術。灌溉施肥是將灌溉與施肥有機結合的一項農業新技術，主要是借助新型微灌系統，在灌溉的同時將肥料配兌成肥液一起輸入到農作物根部土壤，可以精確控制灌水量、施肥量和灌溉及施肥時間。由於微灌過程主要是根部灌溉，肥料也隨水直接被輸送到根系的周圍，直接被作物吸收利用，極大地減少灌溉和肥料的投入，提高水資源和肥料的利用率。
我國施肥技術比較落後，大多數地區依然使用傳統的施肥方式，即撒播式施肥或大水沖施肥料。肥料效率降低了一半。在灌溉方面，75％的地區是採用傳統的地面灌溉，灌溉水資源利用率只有43％，農田雨水積蓄只有56％是有效的，而其中有相當比例雨水被蒸發損耗了。
鑑於我國施肥和灌溉當中存在的上述問題，我們有必要推廣灌溉施肥一體化技術，以節水節肥，發展高效農業。
寧夏地處西北內陸，既有沃野千里的青銅峽平原，也有層巒疊障的南部丘陵溝壑山區；既是國家糧食生產基地，也是灌溉農業區。寧夏是乙個水資源嚴重短缺的省區，旱災是主要的災害，即使是農業發展水平相對較高的北部自流灌區，遇到乾旱年份，仍然有幾十萬畝的農田灌不上水。寧香農墾管轄區域分布於在全區4個地市（中衛、吳忠、銀川、石嘴山）的12個市縣（區）中，寧香農墾農業的發展水平代表著寧香農業發展水平。
由於墾區乾旱少雨，農業生產完全依賴於引黃灌溉，是沒有灌溉就沒有農業的墾區。多年來，在各級部門的大力支援下，截至2023年，農作物播種總面積達到了62.8萬畝，佔全區糧食播種面積3%；糧食總產達到了35.
28萬噸，佔自治區糧食總產量的9.3%。其中水稻16.
30萬畝，玉公尺23.43萬畝，春小麥11.19萬畝，冬小麥4.
96萬畝，其它作物6.4萬畝。由於黃河上游來水減少，按照豐增枯減的分水原則，2008-2023年排程年份，寧夏分配水量將控制在34.
59億立方公尺，比上個排程年份將減少2.2億立方公尺。嚴峻的供水形勢再次向我們敲響警鐘，寧夏超量從黃河引水的歷史將一去不復返了。
然而，大水漫灌及落後的農業管理方式造成水資源浪費嚴重，作物耗水量高，灌溉水利用率只有0.38，單方水經濟效益產出十分低下，糧食作物單方水經濟效益平均僅為0.54 kg/m3。
因此，在作物播種面積逐漸增高，水分利用效率低下的現狀下，急需要節水、增效的先進灌溉技術改善目前的農業灌溉現狀。
近年來，滴灌引用到大田農業種植技術已日趨成熟。水肥一體化是一項將施肥和灌溉結合起來的技術，其優點是施肥的肥效快，養分利用率提高。灌溉施肥可以避免肥料施在較幹的表土層引起的揮發損失、溶解慢、肥效發揮慢的問題；尤其避免了銨態和尿素態氮肥施在地表揮發損失的問題，既節約氮肥又有利於環境保護。
據華南農業大學張承林教授研究，灌溉施肥體系化比常規施肥節肥料50-70%；同時，大大降低了設施蔬菜和果園中因過量施肥而造成的水體汙染問題。水肥一體化是一項綜合技術，涉及到農田灌溉、作物栽培和土壤耕作等多方面，主要須注意以下4方面：一是建立一套灌溉系統。
水肥一體化的灌水方式可採用管道灌溉、噴灌、微噴灌等。特別忌用大水漫灌，這容易造成氮素損失，同時也降低水分利用率。二是完善施肥系統，要在田間設計定量施肥設施，包括蓄水池和混肥池的位置、容量、出口、施肥管道等。
三是選擇適宜肥料種類。可選液態或固態肥料，如氨水、尿素、硫銨、硝銨、磷酸一銨、磷酸二銨、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀、硝酸鈣、硫酸鎂等肥料，固態以粉狀或小塊狀為首選，要求水溶性強，含雜質少。四是在灌溉施肥的操作上要注意肥料溶解均勻、控制好施肥量等。
以滴灌節水技術為紐帶，將隨水施肥、高產栽培、機械化作業、資訊化管理等多項新技術相結合，水肥一體化種植模式已逐漸完善。特別是其應用到小麥和玉公尺等種植面積大、耗水強度高的作物中，與常規地面灌溉相比，滴灌種植小麥節水40.1%，節肥29.
3%；滴灌玉公尺節水35.7%，節肥25.3%。
具有顯著的省水、省地、省肥、增產和高效等優勢，極大的發揮了作物增產潛力。因此，寧香農墾局積極引進推廣滴灌條件下水肥一體化玉公尺和冬小麥種植技術，不僅緩解水資源的日趨緊缺，而且在專案實施後，可以以點帶面，帶動周邊縣市開展種植大田作物採用滴灌灌溉技術，緩解寧夏水資源短缺，改善農業生態環境，為寧夏低碳型農業發展奠定積極的基礎。
由於農作物對種植區的地理、氣候和農業有要求，寧夏從地理環境相差很大的省份引進農作物種植技術，需要用相當長的時間來探索適宜該作物在寧夏種植技術與規範，摸清作物在新環境中的生育性狀規律；因此，從影響作物生長的主要因素著手，在寧香農墾局暖泉農場四鬥渠（圖1）開展相關試驗研究。探索出適宜在寧夏生長的滴灌灌溉冬小麥的品種、種植密度和灌溉制度等，為寧香農業向現代化、低碳性農業轉化奠定有利的基礎。擬開展試驗內容有：
1）水肥一體化種植冬小麥和玉公尺灌溉制度試驗研究。通過分析在不同灌溉量和灌溉次數條件下冬小麥和玉公尺的生理指標及產量和品質的研究，從而確定適合於在寧夏半乾旱地區滴灌條件下種植冬小麥和玉公尺的種植模式，為大面積推廣提供種植技術指導。2）施肥一體化種植冬小麥、玉公尺施肥制度試驗研究。
在同一密度下，分析確定出在滴灌條件下種植冬小麥、玉公尺的施肥度。通過對冬小麥和玉公尺的生理指標及產量和品質的研究，從而確定適合於在寧夏半乾旱地區滴灌灌溉時大田作物最佳的氮磷比。3）水肥一體化對土壤中鹽分和氮運移轉化的影響，主要採取分析灌水器濕潤體積內硝態氮、銨態氮和鹽分的遷移機理。
4）水肥一體化種植葡萄灌溉制度研究，主要研究在滴灌灌溉下，不同灌溉量和施肥量對5年以上樹齡葡萄樹的產量和品質影響。ab
圖1 專案區位置示意圖
專案計畫從2023年秋季開始，實施1000畝滴灌系統的安裝布設工作，種植冬小麥和玉公尺（2023年種植）共1000畝。專案實施後，滴灌條件下玉公尺栽培產量將由目前大田常規灌溉下的900kg/畝，提高到滴灌技術實施後的1000 kg/畝，減少作物耗水量40-50%，畝均將增加效益200元。滴灌條件下冬小麥栽培產量將由目前大田常規灌溉下的550kg/畝，提高到滴灌技術實施後的650kg/畝，減少作物耗水量45-55%，畝均將增加效益220元。
從2023年底開始，逐步實施水肥一體化（滴灌）條件下種植冬小麥、玉公尺和葡萄灌溉制度和農業面源汙染產生機理等試驗。探索在滴灌條件下適宜寧夏地區生長的高產、高效和低能的冬小麥、玉公尺和葡萄的灌溉施肥管理制度。相關技術成熟後，逐步將滴灌技術應用到其它大田作物中。
每年舉辦培訓班5-6期，主要培訓農場職工，為職工提供滴灌條件下的冬小麥和玉公尺的栽培、病蟲防治和灌溉施肥等技術。
2 試驗區概況
專案區地處寧夏銀川平原西北部賀蘭縣境內，地理位置介於東經106°09′20″～106°13′30″，北緯38°43′27″～38°49′24″之間；專案區範圍東以西幹渠為界，西至201省道，南距首府銀川市新市區40km，北距石嘴山市30km。灌溉水源主要有以引黃河水的西幹渠揚水、自流灌溉，以及第二農場渠灌溉。土地總面積1.
1萬畝，其中：耕地面積9870畝，溝道面積334畝，渠道面積175畝，林地面積64畝，道路面積111畝，居民區面積446畝。
專案區屬典型的大陸性氣候，其特點是冬春乾燥多風，夏季悶熱乾旱，日照充足，風大沙多，秋季晝夜溫差大。年日照時數為2800～3300h。多年平均氣溫8.
5℃,最高氣溫30℃，晝夜溫差8～15℃，最低氣溫-25℃。多年平均降雨量187mm，蒸發量1250mm(e601型)。主要災害性天氣有霜凍、冰雹和熱乾風。
初霜期在9月下旬，終霜期在次年4月下旬或5月初，無霜期155d左右。年平均風速2.6m/s，平均大風日數10 d，最大風速20m/s；春季有沙塵暴。
土壤凍結深度0.8—1.2m，凍結期150 d左右。
專案區主要自然災害有乾旱、山洪及大風等。大旱年份，專案區有過100 d以上不降透雨的歷史，對農業生產危害極其嚴重。由於地處賀蘭山傾斜平原，汛期受到賀蘭山山洪威脅，有時公路及渠道受到沖毀。
夏季多東南風，冬春多西北風，風力6—7級，瞬間最大12級。地形開闊，平坦，海拔1116～1160m，屬賀蘭山東麓洪積平原與黃河沖積平原過度地帶。地勢由西南向東北傾斜，坡降約為1/1000， 土壤型別主要有草甸土、鹽土、白殭土。
3 種植與管理
3.1 冬小麥與玉公尺試驗地準備工作
選地：選擇茬口好，灌水方便、能適時收割前茬作物、地力較好、鹽鹼較輕的旱茬地或稻茬地；同時注意協調好與相鄰作物的關係，以免冬小麥的生長受到影響。
灌水：播前灌好「白露」水，於前茬作物收穫前7-15d內及時灌水增墒。
整地：嚴把整地質量關。播前整好地，耕深在20cm以上，做到田麵平整、土塊細碎、上虛下實；拾淨前茬的根塊；運用旋耕機機械進行作業，以便為冬麥播種及生長創造良好的土壤環境， 使土壤質量達到「齊、平、松、碎、淨、墒」的標準。
種子要求：①種子精選。生產用種必須使用籽粒飽滿，純度不低於99%、淨度不低於98%、發芽率不低於85%、含水率不超過13%的良種。
②種子處理。播前5~6天晒種和藥劑處理種子。播前晒種可殺死種子上的部分病菌，提高田間發芽率。
用種衣劑1kg對水10kg，拌種100kg進行種子包衣，包衣後的種子晾乾後播種，不能在日光下曝曬。藥劑拌種在播前2-3天進行。
基肥(根據具體試驗內容而定)：播前結合整地基施農家肥1500-2000kg/667m2或有機無機複合肥50 kg/667m2；碳銨50 kg/667m2，普磷35-50 kg/667m2。
3.1.1冬小麥種植措施
種植方式：可採用常規平作方式。
播種規格：常規平種可採用勻行行距12厘公尺或寬窄行，即寬行17厘公尺、窄行8厘公尺。
播期：宜在9月20日至10月10日，最早不早於9月15日，最遲不遲於10月20日。
播量：常規品種畝播量一般在20至25kg之間；10月5日以前用量在20-22.5kg；10月5日後用量在22.5-25kg；畝保基本苗32-35萬。
播種要求：在整地後1-2天及時搶墒播種，播種深度為5-7cm左右，做到行直，落籽均勻，播後及時耙耱保墒。
3.1.2玉公尺種植措施
種植方式：可採用常規平作方式。
播種規格：常規平種可採用，即寬行70-80厘公尺、窄行30-40厘公尺。
播期：宜在4月15日至4月20日。播量：常規品種畝播量一般在5500-6000株之間。
播種要求：在整地後1-2天及時搶墒播種，播種深度為5-7cm左右，做到行直，落籽均勻，播後及時耙耱保墒。
3.2 葡萄種植管理
3.2.1 澆水水質符合gb5048的規定
澆水次數與時期：全年共需澆催芽水、催條水、催果水、催熟水、冬水等5次～8次。一般為每隔20天～30天一次，伏天（乾旱）15天～20天一次。
採前控水：採果前20天～30天停止灌水，以提高果實品質。
3.2.2施肥
基肥：基肥應在秋季施用，以有機肥為主，加入適量秸杆、磷、鉀肥或複合肥，採取條狀溝、穴施等方法，施肥溝穴深50cm～60cm，寬30cm～40cm，每2年～3年施一側，輪流進行。施肥時肥料應與表土混合後填入施肥溝穴內，然後及時澆水。
施肥溝穴距離主蔓基部50cm以外開溝，逐年向外擴充套件。
追肥：1）土壤追肥。出土後萌芽前施催芽肥，以氮素化肥為主。
用量（以純氮計）7.5kg～10kg/0.067ha(畝)。
發芽後施催條肥，平均7.5kg/0.067ha(畝)左右。
根據樹勢強弱調節施肥量，弱樹多施，中庸樹少施，強樹少施或不施。開花前10天～15天施用尿素10kg/0.067ha(畝)，及時鬆土保墒，提高地溫。
在開花前一周內禁止施肥（灌水），以減少落花落果。果實膨大期(開花後7天～10天)，追催果肥，施肥種類以氮、磷肥為主，用量為尿素10kg～15kg/0.067ha(畝)和二銨15kg/0.
067ha(畝)。果實著色期追施速溶性磷肥和鉀肥（二銨、硫酸鉀），用量各15kg～20kg／0.0667ha（畝）。
2）葉面噴肥。開花前葉面噴施0.3%的硼砂、0.
3%尿素和0.3%磷酸二氫鉀混合溶液1次～2次。著色前葉面噴施0.
3%～0.5%磷酸二氫鉀溶液2～3次。
3.2.3 凍害預防
凍害種類：冬季低溫凍害、早霜凍害、晚霜凍害。
小麥微噴水肥一體化試驗示範情況匯報
市農業科學研究所 2015年在省廳的關懷和支援下，市農業科學研究所在旱作節水方面主要開展了冬小麥水肥一體化試驗示範。為確保試驗示範順利開展，我們相繼制定了試驗方案，建立了工作小組，組織了裝置招標，鋪設了微噴器具，開展了試驗示範，並取得了階段性成效，現分別匯報如下 一 在某某村主要開展以支桿噴灌為灌溉...
武勝縣飛龍鎮水肥一體化技術示範簡介
主要特點 適時監控，節水灌溉，精準施肥，水肥一體。水肥一體化是借助壓力灌溉系統，按照土壤養分含量和作物需肥規律特點，將可溶性固體肥料或液體肥料配兌而成的肥液與灌溉水一起，通過可控管道系統供水 供肥，形成噴滴灌，均勻 定時 定量浸潤作物根系生長發育區域，使主要根系土壤始終保持疏鬆和適宜的水分 養分含量...
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