《 农民日报 》( 2016年04月21日 07 版)
绘图:王澎 |
专家指导管道铺设 |
水肥一体化设备首部 |
微喷水线洒落在麦叶上 |
全国农技中心节水处张赓文吴勇图
编者按近期,冬小麦产区抗旱的号角已经吹响。经过近3年水肥一体化示范培训推广,河北省农民不再向地里抛撒化肥、扒田埂大水漫灌,而是逐步学会用微喷灌、自走式喷灌、固定式喷灌和水肥一体化技术来节水压采、控水减肥。今天让我们关注一下,他们的做法对抗旱、节水、减肥有哪些可以借鉴的地方?
4月上旬,燕赵大地风和日暖,冬小麦已进入起身拔节期。河北任县农民刘军波来到地头,打开阀门开始给小麦浇水施肥。看着细细的水线从喷头中喷出,形成美丽的弧线洒落在嫩绿的叶片上,刘军波心里乐开了花。与以往不同,在地里撒施化肥、在田埂上扒开口子大水漫灌的浇水施肥方式已不多见,取而代之的是微喷灌、自走式喷灌、固定式喷灌和水肥一体化技术。
河北省土肥站站长王贺军介绍,喷灌水肥一体化设备配套地下水超采区综合治理试点项目而建,今年是这项工作实施的第三个年头,作为控水减肥增效的关键技术,现正在河北大面积推广。
控水压采让地下水资源“喘口气”
“种麦子最怕旱,苗旱了节拔不出来,到收的时候准定减产,这大半年就白搭进去了。”刘军波说。他家里承包了1000多亩地,种植方式为一年两熟,上茬冬小麦,下茬夏玉米,全部井水灌溉,灌溉率100%。2014年地下水超采综合治理试点工作开始的时候,听说以后种麦子不让多浇水了,村里人都不大乐意,连一些打算承包地的人都开始打退堂鼓。
当时,省土肥站的节水技术专家来县里作水肥一体化试验示范,村民都不太相信,浇水量减少了,施肥量也少了,产量还能有啥保证?带着这些疑问,刘军波勉强答应了专家用他们家的地做示范试验,安装了微喷灌水肥一体化设备。等到一季玉米快收获时,刘军波主动联系土肥站节水科的技术人员,说他打算承包周围的地,计划都装上微喷灌和施肥设备,请求专家长期指导水肥一体化技术。
他算了一笔账,用了水肥一体化之后,冬小麦亩节水95方,夏玉米亩节水45方,两季亩节水140方。冬小麦平均亩产比周围农民常规区增产50公斤,增产率达10%。夏玉米平均亩产比周围农民常规区增产100公斤,增产率15%。冬小麦亩施肥量比周围农民常规区减少3.4公斤(折纯),节肥13.8%。夏玉米亩施肥量减少2公斤,节肥8.1%。总共算起来,冬小麦亩节省生产成本240多元,夏玉米亩节省成本110多元。“节水节肥还增产,我开开阀门就把活儿干了,特别省事。”刘军波说,“只要政策支持,我会一直用这个技术。”
不仅农民受益,生态环境更得以改善。河北省土肥站节水科科长张里占说,用水肥一体化技术,一亩地一年两季节约用水140方,河北省一年总计可节水4200万方,可以有效地缓解华北地下水超采的严峻形势,让连年过度利用的地下水资源“喘口气”。
减肥增效需要集成土肥水技术
蔬菜的生长期需要充足的水分和肥料来保证,推广水肥一体化之前菜农普遍习惯大水大肥冲施。所以,在地下水压采背景下,如何既确保用水量减少,又保证蔬菜用水的稳定供给,就成了河北农技推广部门首要解决的问题。农技推广人员采用地膜覆盖技术和水肥一体化技术相结合,既确保水肥能到达蔬菜根部,满足蔬菜生长,又减少了水分的蒸发损失,降低了用水量。
永年县申光伟家的大棚里,种满了西红柿、黄瓜等蔬菜作物,他家有五六座这样的大棚。他说,以前为了保证产量,施肥次数特别多,每次每棚都得用一大袋肥料。尽管自己知道用多了,但是没法呀。如果想保证整个棚都施上肥,就必须从棚头冲到棚尾,不然肥少了有些苗施不到,水少了就冲不到棚尾,只能大水大肥。永年县农技推广员曹子库告诉笔者,以前农民传统习惯是大水漫灌,大棚也都是大水大肥地灌,每茬每亩用水量300~400立方米。棚里水多太潮湿,植株很容易生病。自从用上了水肥一体化技术,地里用水量比原来减少了2/3,节肥1/3左右。还因棚内不再过湿,作物病害明显减轻,农药用量也相应减少。
蔬菜膜下滴灌水肥一体化技术解决了河北地区土体结构不良、漏水漏肥问题,促进了蔬菜大规模成片种植。2014年以来,地下水超采综合治理试点蔬菜膜下滴灌水肥一体化技术项目在衡水、沧州、邯郸、邢台4个市33个县实施,投资3.2亿元,实施规模20万亩,总节水0.4亿立方米以上,雨水收集能力达到0.3亿立方米。
一控一减水肥一体化担当重任
针对我国“地少水缺”资源硬约束,农业部提出了“一控两减三基本”目标,意在控制农业用水总量,减少化肥农药用量。水肥一体化技术是指将肥料溶解在水中,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,促进水分与肥料对作物的有效供给,提高了水肥利用率,从而减少用水量和用肥量。
全国农技中心节水处处长杜森表示,要打赢控制农业用水总量和减少化肥用量这“一控一减”攻坚战,水肥一体化要担当“主力军”。目前,农业部正在制定推进水肥一体化技术的工作方案,下一步,将根据不同地区气候特点、水资源现状、农业种植方式及水肥耦合技术要求,在东北西部、西北、华北、西南、设施农业和果园六大区域,以玉米、小麦、马铃薯、棉花、蔬菜、果树六大作物为重点,推广水肥一体化技术模式,确保到2020年推广面积达到1.5亿亩,进一步提高农业生产控水减肥效果。
《 农民日报 》( 2016年04月21日 07 版)
中国农业大学资源与环境学院教授李保国黄峰
2030年中国人口将达16亿峰值,对食物的需求也将达到高峰。食物生产需要消耗大量的水,其中既有“蓝水”即来自地表和地下水体中传统的灌溉水,也有“绿水”即被农田系统或土壤拦蓄的天然降雨。而水和粮的关系是一个互为因果的关系,解决粮食安全问题,必须首先解决农业水资源短缺的问题。
2013年国务院办公厅印发的《实行最严格水资源管理制度考核办法的通知》中规定了各省市自治区的“用水总量控制目标”“用水效率控制目标”和“水质达标率控制目标”的“三条红线”。其中,用水总量到2020年控制在6700亿方,到2030年控制在7000亿方。
然而,这两条红线并未涉及部门间配置。在工业化和城市化加快发展、生态环境需水量增长的大背景下,农业用水受到了很大挤压。到底需要给农业配置多少水才能满足2030年的食物生产需求?这是必须回答的重大科学和决策问题。2015年《全国农业发展规划》则进一步要求:我国农业要实现“一控两减三基本”,其中的“一控”就是要控制农业用水总量。因此,我国将实施农业用水红线管理、推广节水灌溉、发展雨养农业。
那什么是农业用水红线呢?其数值是多少?划定的科学依据是什么?
农业用水红线是指为确保粮食安全和水安全目标,分配给农业(种植业和养殖业)的最低限度用水量,包括配置给农业生产的“蓝水”量(农田、林、果、草地灌溉;鱼塘补水;牲畜用水),以及耕地接受的“绿水”量(天然降水量)。农业用水红线中的“蓝水”部分是对“用水总量红线”的进一步补充和完善。在划定过程中,要参考农田灌溉单位面积的用水量和灌溉水的有效利用系数。但灌溉利用系数主要评价的是灌溉工程的效能,而农业用水红线主要是以耗水(蒸散量)及其单位产出(作物产量与作物生育期实际蒸散量之比,即单方耗水的粮食产出或水分生产力)为出发点“倒逼”农业需要的底线用水量。作物的水分生产力是一系列生物物理(气候、品种、土壤、耕作、作物管理)和社会经济(种植结构、经济管理)因素的综合体现,所以依据水分生产力倒推“蓝水”取水量具有坚实的科学基础。
红线中的“绿水”分量是指耕地降水量,主要受耕地数量和质量及其时空变异、地形和地质地貌以及天然降水量等因素的影响。随着高标准农田建设力度的加强和规模扩大,耕地吸纳并保持天然降水的能力将稳步提升。而天然降水量则会受到气候模式和气候变化趋势的影响,具有不确定性,但是未来气候变化趋势和降水变化以及农业生产之间的关系可以定量判断。因此,红线的“绿水”分量也可以相对准确划定。根据我们的估算,农业用水红线的灌溉“蓝水”部分是3800亿方,“绿水”部分4500亿方左右。
划定了农业用水红线,就要严格执行农业的节水措施。如何评价和实行真实的节水呢?传统上,农业节水评价的误区在于只重视水分在局部(农田和渠系)而忽视其在全局(灌区和流域)中的运动和转化。因此,在其主要评价指标“输水效率”(主要评价灌溉系统输水效率的灌溉利用系数)中所谓的“浪费”。从全局考察,实际上被区域中其他用户重复利用和消耗,所以在评价节水效果时,大大高估了实际节水量,造成所谓的“纸上节水”。
最近20年来,在全球农业用水治理创新的核心理念和实践中,节水评价的重点已经从单一评价“输水效率”转移到综合评价“输水效率”(灌溉利用系数)和“耗水效率”(单位蒸散耗水形成的产量,即水分生产力),评价实行节水措施的区域所减少的净耗水量(蒸散量)、地表水和地下水无效流失量、农作物增产部分所增加的净耗水量所实现的“真实节水量”。
粮食生产对耗水的需求是刚性的、不可减少的,粮食增产必然带来耗水和用水量的增加。因此,农业节水的最终目标是要“减少粮食增产所带来的耗水量的增加”,即提高水分生产力,实现“效率型真实节水”。当前结合“一控两减三基本”的要求,大力推进高标准农田建设,切实提升耕地质量,实现灌溉利用系数和水分生产力的双赢,使得实际进入农田的降水和灌溉水真正能够“下得去、存得住、用得上”,才是实现“真实节水”的必由之路。
《 农民日报 》( 2016年04月21日 07 版)
当前河北地区麦苗处于拔节期,但中部地区墒情出现下降。墒情监测深度可监测0~60厘米。适宜墒情为含水量在70%~90%,含水量65%~70%为轻度缺水,含水量在55%~65%为中度缺水,含水量<55%为重度缺水。各田块要根据土壤墒情和保水、保肥能力,合理确定灌水量和时间,做到水肥管理一体化。
返青前每亩总茎数大于80万、叶色浓绿、有旺长趋势的麦田,应在返青期采取中耕镇压,推迟氮肥施用时间和减少氮肥用量,控制群体旺长,预防倒伏和贪青晚熟。一般可在拔节后期每亩追施尿素8~10公斤。土壤墒情达到重度缺水时在拔节中期灌溉;达到中度缺水时在拔节后期灌溉;在轻度缺水时不灌溉,但应及时趁雨追肥。
返青前每亩总茎数在60~80万之间,群体适宜的一类麦田,可在拔节期结合浇水每亩追尿素12~15公斤。土壤墒情达重度缺水时及时灌溉;达到中度缺水时在拔节中期灌溉;达到轻度缺水时可不灌溉,但应及时趁雨追肥。
返青前每亩总茎数在45~60万之间,群体偏小的二类麦田,在小麦起身期结合浇水每亩追施尿素10~15公斤。返青至拔节期土壤墒情达到中度缺水时及时灌溉;达到轻度缺水时拔节初期灌溉;不缺水时可不灌溉,但应及时趁雨追肥。
返青前每亩总茎数小于45万,叶色较淡、长势较差的3类麦田,应及时进行肥水管理,春季追肥可分两次进行。第一次在返青期,随浇水每亩追施尿素5~8公斤;第二次在拔节期随浇水每亩追施尿素5~10公斤。以促为主,返青至拔节期土壤墒情达到轻度缺水时及时灌溉。浇后及时锄划保墒,提高地温。不缺水时可不灌溉,但应及时趁雨追肥。
受到冬前和越冬期冻害的小麦应立即施尿素5~10公斤和浇水,促进小麦早分蘖、提高分蘖成穗率、减轻冻害的损失。
对底肥未施磷肥或缺磷田块要追施磷酸二铵。未施钾肥的或少施的建议在返青或拔节期追施氮钾复合肥;要结合纹枯病防治、“一喷三防”等手段进行根外追肥补偿磷钾和硫、锌、硼等中微量元素肥;没有灌溉条件或无有效降水,可在春季采用叶面喷施尿素和磷酸二氢钾,起到以肥济水的作用。
《 农民日报 》( 2016年04月21日 07 版)
安装远程墒情监测仪 |
适用区域
河北平原有灌溉条件的壤土类冬小麦—夏玉米一年两熟种植区
灌溉技术
播前。足墒播种,当土壤墒情达到轻度缺水标准时灌溉。
越冬前。足墒播种的麦田不提倡冬灌。抢墒播种且土壤墒情达到中度缺水时应及时冬灌。在日平均气温稳定下降到3℃左右时进行越冬水灌溉。
返青—拔节期。旺苗田、一类苗、二类苗、三类苗请参见上文相关内容。
扬花期。当土壤墒情达到中度缺水时灌溉。灌浆期。当土壤墒情达到中度缺水时,进行小定额灌溉,每亩灌水量30~40立方米。忌大水漫灌,防后期倒伏。
灌溉方式
小畦灌溉,每亩灌水量40~50立方米;微喷灌溉,每亩灌水量30~40立方米。