膜下滴灌施肥技术存在的问题及对策

刘文国 尚晓峰 赵强

摘要    膜下滴灌施肥技术是一项集节水、施肥、覆膜为一体的高效灌溉施肥技术。本文介绍了膜下滴灌施肥技术节水、节肥、高效、增温、保墒的作用机理，同时简要介绍了该项技术的基本系统组成、操作技术要领、优势及推广中存在的问题和对策，最后展望了该项技术的应用前景，以期为我国干旱半干旱地区广泛推广和应用该项技术提供借鉴。

关键词    膜下滴灌;施肥技术;问题;对策

中图分类号    S275.6        文獻标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）18-0134-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Drip irrigation fertilization technology under film is an efficient irrigation and fertilization technology which integrates water saving，fertilization and film mulching. This paper introduced the mechanism of water saving，fertilizer saving，high efficiency，temperature increasing and soil moisture preservation of drip irrigation under mulch. At the same time，it briefly introduced the basic system composition，operation technology essentials，advantages，existing problems and solutions in popularization of this technology. Finally，it put forward to the application prospect of this technology and provided a reference for the wide popularization and application of this technology in arid and semi-arid areas of China.

Key words    drip irrigation under film;fertilization technology;problem;countermeasure

水分和养分是我国西北干旱半干旱地区农业发展的限制因子，该地区水资源严重短缺[1]，如何高效利用有限的水资源尤其重要，目前的研究和试验表明，滴灌技术是高效利用水资源的最佳技术措施[2]。调查表明，我国单位土地面积施肥量居世界前列，过度施肥现象严重[3]，导致土壤板结、通透性变差、养分失调、盐渍化严重、水体富营养和环境污染等问题突出，严重威胁到该地区土壤健康和农业发展[4]。因此，如何合理施肥，提高肥料利用率，提高土地生产力十分重要。地膜覆盖的增温保墒作用已经被多数研究者关注[5-8]，已成为西北地区重要的农业技术措施，被广泛应用于农业生产中。研究表明，膜下滴灌施肥技术是集淋盐、节水、节肥、增温、保墒为一体的高效农业技术措施[9-12]，也是我国干旱地区传统农业向现代农业转变的重要标志。本文就我国西北地区膜下滴灌施肥技术增温、保墒、节水、节肥、高效等机理及实践应用中存在的问题和应用前景作简要的论述，旨在为该项技术顺利推广和应用提供借鉴。

1    膜下滴灌施肥技术高效机理

膜下滴灌施肥技术是将地膜覆盖栽培技术与滴灌施肥技术结合起来的一项水肥一体化技术，即将滴灌毛管铺于地膜之下，同时嫁接管道输水等其他先进技术，构成膜下滴灌系统。本系统能充分利用滴灌施肥的节水节肥作用，同时配合地膜覆盖的增温保墒作用，进而达到节水、节肥、高产、优质、增效的目的。

1.1    地膜覆盖增温、保墒机理

地膜覆盖技术是用塑料薄膜覆盖在土壤表面，使土壤增温、保墒，是提高产量的重要农业技术措施之一。地膜覆盖后土壤水分与近地面大气交换受到地膜的阻断，控制了土壤毛管水的土面蒸发，土壤表面蒸发出来的水分使地膜内的小环境水气达到过饱和状态，当土壤温度降低时凝结成水珠，滴落在膜下土壤上，渗入下层土壤中，这种模式循环进行，达到保墒作用。另外，地膜覆盖后，形成温室效应，地表土壤温度升高，达到增温目的，同时由于土壤热量梯度的存在，土壤内深层水分会向上移动，使土壤上层达到饱墒的作用。

1.2    膜下滴灌施肥技术的节水、节肥、高效机理

滴灌滴头铺设在膜下，可以减少土面蒸发，同时水滴进入土壤后，使可溶性肥料随水滴施入土壤，肥水直接灌到作物根系区域，满足植株的水肥要求，用水量和用肥量较少，不会产生地表径流，也不会形成重力水损失，肥料和水分利用率都很高，而且水肥在相对封闭的空间内运移，使水、肥、光、热得到合理利用，作物的光合效率趋向最大，达到丰产、增产的目的。研究表明，滴灌后土壤水分主要分布在地面以下10 cm左右，根系吸收更直接，肥料利用率显著提高[13]。

2    膜下滴灌施肥系统组成

膜下滴灌施肥系统一般由水源、控制系统、配水管道网、滴头及主要配套设备、地膜等组成。

3    膜下滴灌施肥操作技术要领

3.1    输水管道系统铺设

输水主管道连接水泵的出水口，水泵入水管口应加过滤网，避免颗粒杂质堵塞滴头，主管道一般平行于栽植行（以果树为例），支管道垂直于栽植行，各支管间距以50～70 m为宜，确保远离水泵的区域有足够压力，行间滴灌头距离果树主干25～30 cm两侧铺设，即在果树树冠垂直投影外延附近的区域。

3.2    覆地膜

地膜选择白色和黑色2种，地势较低或水量过多的果园使用白色地膜，大部分使用黑色地膜。覆盖地膜时，需两端绷紧、放平，两侧用土压实。

3.3    肥料的选择

3.3.1    滴灌肥料的选择原则。大量元素肥料要溶解度和纯净度高，肥料间相容性好，混合时无沉淀物形成，养分含量高，pH值相对稳定，腐蚀性小，微量元素肥料溶解度要高。

3.3.2    滴灌常用的肥料。大量元素肥料用尿素、硝酸铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、硝酸钾、氯化钾等;中量元素肥料用硫酸镁、硝酸钙;微量元素用螯合态微肥;各种滴灌专用肥。

3.3.3    滴灌肥料的配制。可直接選用滴灌专用肥料，为了满足作物对养分的需求，可适当配补某种营养元素肥料。自行配制滴灌肥料时，按照配方和上述肥料选择原则，选择好各种肥料原料进行配制，配制时要特别注意含磷酸根的肥料与含镁、铁、锌等肥料混合后易产生沉淀，钙离子与硫酸根离子混合后易产生沉淀。对于混合后会产生沉淀的肥料，一般采用单独注入的办法来解决。

3.4    滴灌施肥技术过程

首先滴灌清水20～40 min，接着把溶解好的肥液用泵压入输水管道进行滴灌施肥，完成后，继续滴灌清水20～40 min冲洗管道。

4    膜下滴灌施肥技术的优点

4.1    土壤结构良好，节水效果明显

膜下滴灌仅湿润作物根系区域，用水量少，滴水强度小于土壤的入渗速度，不会形成径流破坏土壤团粒结构，且使土壤中水分循环于土壤与地膜之间，减少土面蒸发。覆盖地膜还能将无效降水转变成有效降水，提高降水利用率，节水效果明显。

4.2    肥料利用率高

滴灌时将肥料水滴直接滴入作物根系土壤中，肥料损失和浪费较少，肥料利用率高。研究表明，膜下滴灌施肥技术肥料的平均利用率由30%～40%提高到50%～60%。

4.3    增产效果明显

膜下滴灌施肥应及时适量地向作物根系区域供水供肥，调节土壤的温度和湿度，改善作物根系的生长环境，为作物生长提供良好的条件，增产效果明显。

4.4    降低生产成本和费用

采用膜下滴灌，植物行间杂草少，减少了除草成本，土壤结构良好，无需平整土地和开沟起垄，减少了耕作成本，降低了灌水的劳动量和劳动成本。

4.5    减少病虫害发生

膜下滴灌阻断了土壤病虫害传播途径，减少了病虫害的蔓延，土壤温度变化小，作物不易烂根，能够延长倒茬周期。

5    存在的问题

5.1    膜下滴灌施肥基础理论研究薄弱

膜下滴灌施肥技术的应用时间较短、推广面积小，需要进一步深入研究。目前，亟待研究的项目有不同植物适宜的土壤墒情、田间滴管头铺设的间距、不同作物各生育期适宜的滴灌次数和施肥量等参数，只有掌握了这些技术参数，才能形成比较完善的膜下滴灌施肥技术体系。

5.2    土地分散承包经营影响技术的推广

西北土地集约化经营程度低，大多数都是一家一户分散经营，某种植物种植规模较小，作物品种多、乱、杂，无法进行统一的田间管理。膜下滴灌施肥技术适合大面积成片安装，才能节约成本，更好地发挥作用，对大部分种植规模较小的农户，很难发挥效能。

5.3    前期投入较大，推广有难度

膜下滴灌施肥技术推广有一定的难度，前期需要大量的资金投入，农民习惯了无需投资的大水漫灌，对该项技术的优势缺乏足够的认识，主要是对节水、提高肥效、节省劳力、增产、提高土壤温度等认识不够，因而接纳此项技术的积极性并不高。

5.4    政府对膜下滴灌施肥技术扶持力度不够

政府对膜下滴灌施肥技术的优势认识不足，对于该项目示范推广的经费预算相对较少。

6    对策及展望

6.1    对策

6.1.1    加大科研力度。加强对膜下滴灌施肥技术应用的科研力度，主要是研究和掌握该项技术中的实际操作相关参数。

6.1.2    增加宣传和推广手段。在合作社、种植大户或土地流转后的公司进行大范围推广。对该项技术的优点进行广泛宣传，同时对种植大户等进行该项技术的重点培训，达到带头示范使用，以实际使用效果向其他大户展示宣传。

6.1.3    政府加大扶持力度。政府应制定推广计划，加大对项目推广应用的扶持力度，可以项目申报、补息贷款等多种方式投入资金，使部分地区的项目快速实施，达到快速示范宣传推广的目的。

6.2    展望

膜下滴灌施肥技术是滴灌施肥技术与覆膜技术的有机结合，是我国西北干旱半干旱地区灌溉技术的突破和创新，其以使用后土壤结构良好、节水效果明显、肥料利用率高、增产效果显著等优势越来越被人们重视。随着科研的不断深入、基础理论研究的不断加强、操作技术的不断成熟、我国土地流转规模的不断加大、土地集约化经营规模的扩大、政府和土地种植大户的重视、政府对该项技术扶持力度的加大，尤其初期对种植大户资金扶持力度的加大，必将使该项技术在我国西北地区得到广泛快速的推广和应用，对我国干旱地区农业产生深刻的影响，引发我国农业由生产方式到经营方式的深刻变革，促进我国农业从传统农业向现代农业、从粗放型农业向集约型农业的转变，对提高我国农业的现代化水平和国际竞争力将产生积极深远的影响。

7    参考文献

[1] 蔺宝军，张芮，高彦婷，等.西北地区高效节水灌溉技术发展现状及对策[J].水文水资源，2019（3）：29-33.

[2] 李久生.滴灌施肥灌溉原理与应用[M].北京：中国农业科学技术出版社，2003.

[3] 王善高，田旭，周应恒.中国农业化肥施用量增长原因分解及其削减潜力分析[J].生态经济，2019，35（3）：115-121.

[4] 李秀军，田春杰，徐尚起，等.我国农田生态环境质量现状及发展对策发展对策[J].土壤与作物，2018，7（3）：267-275.

[5] 齐海敏，邱黛玉，陈高峰.覆膜栽培对土壤温度及当归产量的影响[J].中国农学通报，2017，33（3）：81-87.

[6] 王虎全，韩思明，唐拴虎，等.渭北旱原冬小麦全程地膜覆盖超高产栽培技术研究[J].干旱地区农业研究，1998，16（1）：24-29.

[7] 党占平，刘文国，周济铭，等.渭北旱地冬小麦不同覆盖模式增温效应研究[J].西北农业学报，2007，16（2）：24-27.

[8] 杨晓东.地膜覆盖技术探讨[J].农业科技与装备，2016（3）：49-53.

[9] 宗含，高龙，王雅琴，等.膜下滴灌条件下盐荒地土壤盐分变化规律研究[J].干旱地区农业研究，2018，36（6）：7-12.

[10] 吴玉秀.新疆玉米膜下滴灌节水技术效益分析[J].南方论坛，2018（11）：4.

[11] 曹晓庆，杨培岭，李憑峰.膜下滴灌施肥对樱桃产量品质和土壤肥力的影响[J].中国农业大学学报，2018，23（11）：133-141.

[12] 牛靖冉，王春霞，何新林，等.膜下滴灌技術综合效益评价方法初步研究[J].节水灌溉，2018（1）：118-122.

[13] 古鹏飞.滴灌条件下红壤土交汇入渗水分运移规律研究[D].南昌：南昌工程学院，2015.