据统计,我国每年农业灌溉总用水量在3600亿立方米左右,化肥施用总量在5700万吨。长期以来,缺水与肥料的不合理使用是制约我国农业持续健康发展的重要因素。
目前,国际上先进的节水农业技术,每立方米水生产粮食已超过2公斤,而我国平均不足1公斤。我国化肥用量虽然居世界首位,但化肥利用率平均仅为30%,远低于发达国家水平。水肥一体化技术已经被许多发达国家广泛应用在农业生产中,在以色列,90%以上的农业实现了水肥一体化,但是我国的水肥一体化还在初级阶段。
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水浇少了,化肥上少了,影响粮食产量?
很多种植户担心,水浇少了,化肥上少了,会不会影响粮食产量?西北农林科技大学校长吴普特表示:“实现数据和理论研究都证明,节水减肥与增产是能够同步实现的。”他说,要实现这一目标,需要在农业生产中推广很多技术,其中水肥一体化是关键的技术。通过节水减肥,提高水分和养分的利用率,使有限的水、有限的化肥能更好地促进作物生长。
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水肥一体化可让作物刚好“吃饱”
水肥一体化技术具有节水、省工、高效等特点,可轻松进行配方施肥,有效提高农产品的产量和品质。在实际操作中,将水溶肥溶解在灌溉水中,借助压力系统由管道输送到田间每株作物根区,灌溉与施肥可同步进行。
对比传统施肥,水肥一体化的突出优势在于可控管道系统。用户按作物的所需配好肥液,可随时、随量给作物供水供肥,方便高效。使用时,建议农户采用“少量多次”的施肥方式,让作物一直处于刚好“饱”的状态。作物‘饿’当然会因缺乏营养而生长受制,但一直‘过饱’也不一定好,造成浪费不说,土壤养分富集会导致周边杂草疯长。杂草挨着作物不能用除草剂,人工除草那成本可想而知。
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水肥一体化为什么势在必行?
水肥一体化是一次农业生产方式的革命,由土壤施肥向作物施肥转变。
据国内水肥一体化研究的权威学者、华南农业大学资源环境学院作物营养与施肥研究室张承林教授研究,灌溉施肥体系比常规施肥节省肥料50%~70%;同时,大大降低了设施蔬菜和果园中因过量施肥而造成的水体污染问题。水肥一体化能提高养分利用率,减少肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失,既节约肥料又有利于环境保护。所以水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。由于水肥一体化技术通过人为定量调控,满足作物在不同生长期的养分需求,减轻缺素症状,因而在生产上可达到作物的产量和品质均良好的目标,在实施过程中达到了水肥均衡、省工省时、减轻病害、控温调湿和节水省肥的效果。
为促进我国农业的可持续,我国提出严格控制农业用水总量,大力发展节水农业;减少化肥和农药使用量,实施化肥、农药零增长行动;实现畜禽粪便、农作物秸秆、农膜基本资源化利用的发展战略,并提出到2020年我国实现化肥农药施用量零增长,因此水肥一体化是现代化农业发展的必经之路。
以色列节水灌溉技术的发明,不仅创造了沙漠奇迹,更使得以色列的农业生产技术闻名世界。由于中国西部地区干旱,水资源匮乏,以色列的节水灌溉在中国也有着很大的前景和市场。
我国十二五规划中明确,国家将大力投资水利建设,将在全国建设上百个节水农业示范区,新增节水农业技术推广面积1亿亩,灌溉水和自然降水生产效率将提高10%。目前,节水灌溉主要有滴灌、喷灌、微喷灌、膜下灌和渗灌等四种。
(1)滴灌
滴灌就是按照作物需水要求,通过低压管道系统与特制灌水器,将水和作物生长所需养分以较小的流量,均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中。同时,滴灌可以与施肥结合,利用施肥器将可溶性的肥料随水施入作物根区,及时补充作物所需水分和养分,具有良好的增产效果。
滴灌的主要设备有:滴灌管、滴头、过滤器、施肥装置、管道和连接管件、控制及计量装置。
滴灌技术的优点是:滴灌比喷灌节水33%,比畦灌节水81.6%,与漫灌相比,可增产30%左右;节水、节能、省力,土壤不易板结,抑制杂草生长;施肥、浇水等一次完成:提高作物产量和品质等。
缺点是容易引起堵塞,可能引起盐分积累和限制根系的发展。
(2)喷灌
喷灌是将压力的水通过装有喷头的管道喷射到空中形成水滴,洒到田间的灌水方法。这种灌溉方法不仅比传统的地面灌溉节水40%左右,还有保土、保水、保肥、省工和改善田间小气候等优点。
喷灌配用喷灌节水设备,使用移动式和指针式,更加能提高水资源的利用率。
(3)微喷
微喷是通过低压管道系统,以小流量将水喷洒到土壤表面进行灌溉的方式。微喷灌系统分为固定式和移动式两种,是介于喷灌、滴灌之间的一种节水灌溉技术,它比喷灌需要的水压力小,雾化程度高,喷洒均匀,需水量少。喷头也不像滴灌那样易堵塞,但出水量较少。
(4)膜下灌溉
膜下灌溉是一种在膜下面滴灌进行浇灌的技术。这个技术的特点是设备简单、安装使用方便、省水省工、土壤不易板结。常用砾石混凝土管、塑料管等作为渗水管,管壁有一定的孔隙面积,使水流通过渗入土壤。它比地面灌溉更省水省地,但因造价高、易堵塞和不易检修等原因,所以发展较慢。
(5)渗灌
渗灌是利用埋于地表下开有小孔的多孔管或微孔管道,使灌溉均匀而缓慢地渗入作物根区地下土壤,借助毛管力作用湿润土壤的一种方法。这项技术的特点是节水、节能、便于中耕;不破坏土壤结构;利于防止杂草和病虫发生。
在以色列,节水灌溉技术遍及各个角落。从农田、果园,到城市林荫道,乃至居民阳台上的花盆或一棵树都铺设有滴灌设施,温室种植90%采用滴灌,主要用于高附加值的蔬菜、水果、花卉等作物,最高水资源利用率达到95%。因此,对于我国来说,要保证粮食安全,在西部干旱地区使用节水灌溉技术,是非常可行且必要的。