新技术有望引领农业灌溉施肥革新

史俊庭

“用这种技术种植甜瓜，产量比使用其他技术提高了2～3倍，每次灌溉的时间也由原来的2个小时减少到0.5个小时。”在河南省宝丰县源泉生态农业有限公司，总经理王亚辉在瓜棚里兴奋地说。

王亚辉介绍，这项技术叫作自流节能水肥一体化技术，是由河南省大宗蔬菜产业技术体系首席专家、河南农业大学园艺学院教授王吉庆带领团队研发的一种新型节水节肥栽培技术。

日前，为了更好地推广该技术，河南省大宗蔬菜产业技术体系在平顶山市召开了2017年度河南省设施蔬菜节能水肥一体化栽培现场观摩及培训会。提及技术优势，王吉庆说：“除了上述优点外，这种水肥一体化技术还解决了诸如堵塞、耗能、灌溉不均匀等问题，大大降低了生产成本。”

引进设备“水土不服”

我国是一个水资源短缺的国家，人均水量只有世界人均的1/4。由于用水量的增加，有些地区过度开采地下水出现了面积巨大的地下漏斗区，最深的机井甚至达到800米。农业是用水大户，灌溉用水在各大行业的水资源消耗中占将近70%的比例。因此，發展节水农业对节约水资源、增加农业效益、保护生态环境具有重要意义。

此外，我国肥料矿产资源并不丰富，传统大水漫灌、大量施肥的现象，导致肥料浪费、肥料利用效率低的问题十分突出。研究结果显示，过量施肥不但浪费肥料资源，增加生产成本，降低产品品质，还导致了土壤产生盐渍化酸化、土壤板结、土壤微生物种群失调以及局部地下水的富营养化。

为此，我国从20世纪90年代初就开始引进国外先进的节水灌溉技术，大力推广喷灌、滴灌等节水灌溉技术，加大水肥一体化等农业节水推广力度。2015年4月，农业部提出力争到2020年主要农作物化肥使用量实现零增长，将农业节水、节肥上升到国家发展战略高度。

然而，要解决“大量施肥”必须从解决“大水漫灌”入手。

王吉庆介绍，在传统自流灌溉条件下，灌溉量（灌水定额）主要取决于灌溉水的流速和单位时间的流量；在流量一定的条件下，流速又取决于渗透量，特定的土壤具有特定的渗透量，是不受人为控制的。

因此，国内外在解决定量灌溉时都采用专用输水管道，包括内镶式、贴片式、迷宫式等节水灌溉设备，来控制自流灌溉条件下的渗透量、控制流速，实现均匀灌溉。

与此同时，王吉庆还介绍，这些先进的节水灌溉设备推广的速度比较缓慢，究其原因有四个。

首先，我国北方的水质偏硬或者水处理设备不配套，常常导致滴灌管道“堵塞”，从而影响使用。其次，这些滴灌设备需要专用的速溶性滴灌肥或者液体肥料，但在市场上供应不足，而且价格偏高。再次，这些滴灌设备需要水压，必须有配套的水塔，同时需要有电力，而有些生产区不具备灌溉的管网系统。最后，这些滴灌设备每亩投入在400～700元，存在投资偏高且使用寿命有限的问题。

为此，王吉庆在20世纪90年代中期把双翼式微喷带引入膜下灌溉，进行肥水一体化栽培，其后在河南省民权县等地推广应用。尽管这种设备彻底解决了“堵塞”问题，但是需要水压、投资偏大、整地要求高、栽培垄长度受限等问题仍旧存在。

新技术渐入佳境

这些问题王吉庆看在眼里，记在心里。经过长时间的观察和经验总结，他带领团队结合农业生产实际，终于成功研制了这种新型的节能节水一体化技术，并开始在生产中推广应用。

在平顶山市农科院的试验田里，该院良种开发中心主任鲁自芳对这种技术进行了示范操作。

他首先使用手电钻在一卷60厘米宽的塑料膜上沿一条直线打了3个孔，相邻的孔相距12.5厘米，每个孔直径3毫米，然后将这些打孔的塑料膜铺设在已经起垄的沟里，最后在铺过塑料膜的沟上再覆盖一层地膜，灌溉水在地膜和打孔膜之间流动。

“这种设计方案彻底解决了内镶式、贴片式、迷宫式等滴灌管存在的容易‘堵塞的问题。”河南省汝南县蔬菜办公室宋启明主任说，“同时能够对每次灌溉亩用水肥进行定量。每次每亩灌水量控制在12立方米左右，根据灌水量进行施肥，做到了定量灌溉，以水定肥，最终达到了水肥定量、节约水肥的目的。”

平顶山市农科院良种开发中心副主任王贞表示，采用这种技术后，灌溉肥水能够依靠极小的水流落差从打孔膜上流动，实现均匀分布，不用专用的水压。这种技术使用的肥源具有广适性，既可以是速溶性的滴灌肥、液体肥料，也可以是传统的冲施肥。同时，这种技术的投资也比较小，采用新膜每年折旧投资不到50元，而采用旧膜几乎没有成本。

“最关键的是，这种技术节水节肥的效果非常明显，平均节水40%以上、节肥30%以上。”王吉庆说。

目前，这种技术被行业人士认为是替代双翼式微喷带膜下灌溉的理想技术，甚至还有人评价道：“打孔膜就是中国的节水灌溉膜，必将引发农业灌溉施肥的一次革命。”

对此，王吉庆表示，会在现有的基础上继续完善相关技术，然后大力推广自流节能水肥一体化技术，带领团队为中国农业的节能、节水、节肥灌溉事业做出应有的贡献。

（来源：《中国科学报》 发布日期：2017-05-17）