小麦一体化施肥模式及构建完善的应用技术方案总结

高龙江

DOI： 10.3969/j.issn.1003-1650.2024.18.026

小麦是我国重要的粮食性作物，小麦的产量和品质对保证国家粮食安全有着很大的帮助。传统小麦种植过程中普遍存在着施肥管理不科学的现象，表现为氮肥使用量过多，磷肥、钾肥供给不足，不能够依据小麦的生长发育规律，科学地搭配肥料。今后小麦栽培管理过程中，需要积极推广应用小麦一体化施肥技术，保障养分、水分供给的充分且合理，减少化学肥料的过度使用，提升小麦的产量和品质。本文主要结合实际工作经验，探讨了小麦一体化施肥模式及施肥技术要点，希望通过研究对广大同行有所帮助。

小麦是世界上最重要的粮食作物之一，被广泛种植于各个国家和地区。它是人类主要的食物来源之一，对全球粮食安全至关重要。小麦一体化施肥旨在提高小麦的产量和品质，以满足不断增长的粮食需求。小麦生长发育过程中需要多种不同的养分。其中，氮、磷、钾是小麦所需的主要养分，但还有其他微量元素也对小麦的生长和产量起重要作用。因此，为了满足小麦的特定养分需求，一体化施肥需要综合考虑不同养分的施肥量、时机和方式。小麦一体化施肥是对传统施肥灌溉模式的升级转型。通过对土壤进行有针对性的养分调查和分析，可以根据土壤状况确定合适的施肥措施。综合施肥方法可以提高肥料利用效率，减少养分浪费和环境污染，并改善土壤质量。

一、小麦一体化施肥模式应用的重要性

1、提高产量和品质

小麦是重要的粮食作物之一，其高产高质是农民和全球粮食安全的关注重点。小麦一体化施肥模式能够根据土壤特性、作物需求和气候条件等因素，科学合理地安排养分供应，满足小麦生长的营养需求，进而提高小麦的产量和品质。

2、提高养分利用效率

传统的施肥方式容易造成肥料的浪费和环境污染，同时也增加了小麦的生产成本。小麦一体化施肥模式能够通过科学施肥、定量施肥和合理施肥等手段，提高养分的利用效率，减少养分的损失和浪费，降低肥料投入成本，实现经济效益和环境友好的双赢。小麦一体化施肥模式注重综合施肥，不仅仅注重小麦的营养需求，还关注土壤的肥力和有机质含量。合理的施肥能够改善土壤结构、提升土壤肥力、增加土壤保水能力，从而优化土壤质量，为小麦的生长提供更好的环境。

3、强化可持续农业发展

小麦一体化施肥模式不仅仅着眼于当前的产量增加，还注重可持续农业发展。在施肥过程中，合理利用有机肥料和生物肥料，减少化学肥料的使用量;同时注重环境保护，避免过度施肥导致的污染问题。这种模式可以提高土壤生态系统的健康状况，促进农业可持续发展。

4、科技和创新推动

小麦一体化施肥模式的应用需要借助现代农业科技和创新成果。通过远程感测、智能农机等先进技术，实时监测作物生长和养分状况，及时调整施肥方案。同时，相关研究和推广工作也能够不断完善和推动小麦一体化施肥模式的应用。

二、小麦一体化施肥技术要点

1、明确施肥原则

小麦一体化施肥技术是指在小麦生长过程中，通过合理施肥和科学灌溉，达到最佳的水肥平衡，提高小麦的产量和品质，同时减少环境污染和资源浪费。根据小麦生长周期和不同阶段对养分的需求，合理施用肥料。氮、磷、钾是小麦生长的三大营养元素，要根据土壤肥力、小麦品种特性和产量目标进行平衡配方施肥。有机肥能够改善土壤结构，提高土壤肥力，无机肥能够迅速补充小麦生长所需的养分。因此，在施肥过程中，要充分利用有机肥和无机肥的优势，实现有机无机相结合。在小麦生长过程中，氮肥的施用要遵循“氮肥后移”的原则，即在小麦拔节期追施氮肥，以促进小麦穗部发育，提高产量。在小麦拔节期，适量追施磷酸二铵、硫酸钾和尿素等肥料，有助于促进小麦分蘖和穗部发育，提高产量。根据土壤养分状况、小麦品种特性和产量目标，合理配比氮、磷、钾等肥料，实现养分平衡供应。在小麦生长过程中，适量施用硼砂、硫酸锌等微量元素肥料，有助于提高小麦的抗病性和品质。根据当地土壤、气候和生态环境，选择适宜的肥料种类和施用量，实现生态、经济和社会效益的协调发展。

2、明确不同农田小麦施肥量

对于高、中、低产田小麦，有机肥、纯氮、五氧化二磷、氧化钾的施入量会根据土壤肥力、小麦品种、产量目标等因素进行调整。高产田有机肥施入量可适当减少，一般控制在1500～2000kg/667m2，纯氮施入量一般为15～17kg/667m2，五氧化二磷施入量为6～9kg/667m2，氧化钾施入量为3～5kg/667m2，基追比4∶6～5∶5。中产田有机肥施入量适当增加，一般为2000～2500kg/667m2;纯氮施入量为12～15kg/667m2，五氧化二磷施入量为5～6kg/667m2，氧化钾施入量为3～5kg/667m2，基追比6∶4～5∶5;低产田有机肥施入量较大，可达到2500～3000kg/667m2。纯氮施入量为10～12kg/667m2。五氧化二磷施入量为4～5kg/667m2，氧化钾施入量为3～5kg/667m2，基追比6∶4～7∶3。

3、水肥一体化技术方案

（1）灌溉水质要求

在小麦水肥一体化背景下，对灌溉水质的要求较高，否则会影响到整个滴灌系统的正常运行。灌溉水应尽量保证清洁，避免含有过多的悬浮物、杂质和有害物质，因为悬浮物和杂质容易导致灌溉系统堵塞，影响灌溉效果，而有害物质可能会对作物产生毒害作用，影响作物生长。此外，水硬度不宜过高，以免导致肥料中的可溶性盐分积累在作物根部，影响作物对肥料的吸收，一般来说，水硬度控制在50～150mg/L为宜，灌溉水的pH值应在5.5～6.5之间。在实际操作中，还需参照我国相关标准和规定，如《农田灌溉水质标准》、《地表水环境质量标准》等，确保小麦水肥一体化背景下的灌溉水质达到要求。

（2）肥料种类

在小麦水肥一体化模式下，追肥的肥料种类主要包括氮肥、磷肥、钾肥和微量元素肥料。这些肥料可以根据小麦生长周期和需肥规律进行适时、适量地施用，以提高小麦的产量和品质。氮肥主要包括尿素、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等。在小麦生长过程中，可以根据需要适时施用氮肥，以促进小麦生长和增产。常见的磷肥包括磷酸二铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾等。在小麦生长过程中，可以根据需要适时施用磷肥。常用的钾肥包括氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等。在小麦生长过程中，可以根据需要适时施用钾肥。微量元素肥料包括锌、硼、锰、钼、铜等，这些元素对小麦生长和品质具有重要影响。在小麦生长过程中，可以根据需要适时施用微量元素肥料，以提高小麦的产量和品质。

（3）滴灌设备的配置

小麦一体化施肥模式下整个滴灌系统是由首部枢纽、输水管道、滴头等几部分组成。

①首部枢纽

在小麦水肥一体化模式下，首部枢纽是水肥一体化系统的重要组成部分，主要负责对灌溉水和肥料进行处理、调控和分配。首部枢纽的主要组成包括过滤器、施肥装置、量测和安全设备等。过滤器主要用于去除水中的杂质，确保灌溉水的清洁。根据水质、流量等情况选择适宜种类和规格的过滤器。一般选用两级过滤，一级过滤是离心过滤器或砂石过滤器，二级过滤是网式过滤器或叠片过滤器。网式过滤器选用120～200目，可2个并联使用。施肥装置主要用于将肥料溶液注入灌溉系统中，实现水肥一体化。根据水溶性肥料和轮灌组面积等情况选择施肥装置。建议选用控量精准的注入式施肥泵，有条件的规模化种植可选用自动施肥机。肥料溶液过滤后注入滴灌系统管网。量测设备主要包括水表、压力表等，用于监测灌溉系统的用水量和压力。要求水表、压力表的灵敏度、精度要符合相应标准，量程适宜。安全设备主要包括阀门、泄压装置等，用于确保灌溉系统的安全稳定运行。

②水泵及动力机

在小麦水肥一体化系统中，水泵和动力机的选择至关重要，它们直接影响到系统的运行效率和稳定性。水泵在选择过程中应该根据农田灌溉需求，选择适当流量的水泵，流量过大可能导致浪费水资源，流量过小则可能无法满足灌溉需求，一般农作物的灌溉需求量约为100～150m3/h。根据水源深度和灌溉高度需求选择合适扬程的水泵，扬程是指水泵能够提升水的高度。对于浅埋滴灌系统，一般需要较低的扬程例如30～50m。结合实际情况选择合适功率的水泵，功率越大，水泵的抽水量和扬程越大，但同时能耗也越高。一般农用水泵的功率范围为1.5～11kW，确保水泵的运行效率达到60%以上。动力机在选择过程中应该根据当地能源条件和实际需求，选择合适的动力机，如电动机、柴油机，确保功率应与水泵的功率相匹配，以确保足够的动力驱动水泵。综合实际需求应该选择性能稳定、故障率低、易于维护、质量可靠的动力机，以确保系统的稳定运行和较低的维修率。

4、控制及测量设备

小麦水肥一体化系统正常运行，关键在于能够准确控制和衡量水分和养分的供应，以满足小麦生长的需求。所以应该正确地选择控制和测量设备。一般情况下要求控制系统必须能够精确控制水和肥料的混合比例，以及灌溉的时长和频率，系统应具备自动化程度高的特点，能够依据土壤湿度、作物需求和气候条件自动调节，并且系统应该设置一个直观易操控的用户界面，农户可以轻松设置和调整参数。系统中的测量设备主要涵盖了土壤湿度传感器、肥料浓度传感器、流量计、EC（电导率）和pH传感器等几种。其中土壤湿度传感器测量范围0%～100%的土壤相对湿度，精度在±1%～3%之间，能够检测微小的湿度变化，例如0.1%，在各种土壤类型中都能提供稳定的测量结果，传感器应对肥料和土壤中的化学物质有较强的抵抗力。肥料浓度传感器应覆盖小麦生长所需的营养素浓度范围，足够高以确保施肥的准确性，能够耐受长期浸泡在各种肥料溶液中。流量计测量范围涵盖系统可能的最小和最大流量，精度在±1%～2%的流量变化，足够检测系统中流量的微小变化。EC（电导率）和pH传感器足以监测水中溶解固体的总量，通常精度为±1%，pH测量范围在0～14，精度至少±0.1 pH单位。在数据收集和处理过程中，要确保整个系统有足够的存储和处理能力，收集来自各种传感器的数据，数据传输过程中应支持无线或有线的数据传输方式，方便远程监控，同时还需要具备高级数据分析和决策支持软件，能够帮助农户优化灌溉和施肥计划。

5、输水管道

输水管道应具有较好的耐磨性、抗压性和耐腐蚀性，以确保长期使用而不受损，常见的水肥一体化输水管道材质有聚乙烯（PE）管、聚氯乙烯（PVC）管、铝塑复合管等。根据灌溉需求和农田土壤特性，选择合适的管道直径，较小的管道直径（如16～25mm）适用于滴灌系统，较大的管道直径（如50～110mm）适用于喷灌或微喷灌系统。根据农田的地形、土壤和作物种植布局，设计合理的输水管道布局，确保水肥均匀分布到各个田块，布局时要考虑管道的长度、转弯处、高度差等因素。选择可靠、易于安装和维修的管道连接方式，常见的连接方式有螺纹连接、法兰连接、热熔连接、电熔连接等。在输水管道选择过程中应该确保其符合国家标准GB/T 13663-2017《生活饮用水输配水设备及防护材料》的要求，保证在使用过程中不发生破裂、漏水等现象，在规定的压力条件下，管道应能满足农田灌溉所需的流量要求，管道的使用寿命应不少于50年，管道材料应符合环保要求，不污染土壤和地下水。在满足性能要求的前提下，选择性价比高的管道产品。

6、滴灌带

在选择滴头时，需要根据作物需求和土壤特性、作物种植间距和灌溉需求、作物需水量和灌溉周期科学选择。通常要选择耐磨、抗老化、抗紫外线性能好的材质，以确保滴头的使用寿命。在滴灌带连接过程中，应该确保接口处的污垢清洗干净，以防止滴灌带连接处漏水。根据作物种植行距和滴头间距，使用剪刀或切割机切割合适的滴灌带长度，将切割好的滴灌带端部进行热熔连接，确保连接牢固可靠。连接完成后，检查滴灌带连接处是否牢固，有无漏水现象。当然滴灌带连接之后，就需要完成接下来的铺设工作。根据大田小麦的布局和地形特点，确定合适的铺设路线。在规划好的路线处挖沟，沟深约为30～40cm，沟宽约为20～30cm。将滴灌带放入沟中，每隔一定距离（如30～40cm）设置一个滴头。使用细绳或专用固定器将滴灌带固定在地面上，防止风吹或人为损坏。将滴灌带与首部设备（如水泵、过滤器、施肥装置等）连接，确保水流畅通。铺设完成后，检查滴灌带是否破损、堵塞，滴头喷水是否正常。

7、滴灌施肥

小麦生长过程中，苗期、拔节期孕穗期和灌浆期是关键时期，滴灌量和施肥量的控制以及详细的滴灌施肥操作技术方案对小麦的生长和产量至关重要。苗期需水量较少，一般为15～20m3/667m2。滴灌时间应根据土壤湿度、气候条件等因素进行调整，以保证小麦幼苗正常生长。苗期施肥以氮肥为主，可施入氮肥总量的10%～15%。施肥量约为5～8kg/667m2。分蘖期到抽穗期需水量逐渐增加，一般为20～30m3/667m2。滴灌时间应根据土壤湿度、气候条件等因素进行调整，以保证小麦拔节孕穗期正常生长。施肥以氮肥为主，可施入氮肥总量的20%～30%。施肥量约为10～15kg/667m2。抽穗期到成熟期需水量最大，一般为30～40m3/667m2。滴灌时间应根据土壤湿度、气候条件等因素进行调整，以保证小麦灌浆期正常生长。施肥以氮肥为主，可施入氮肥总量的10%～15%。施肥量约为5～8kg/667m2。在滴灌过程中，将氮肥溶解后随水灌溉。如有需要，可叶面追施磷肥和钾肥，推荐使用磷酸二氢钾，使用100g/667m2，将其配置成0.1%～0.2%的溶液进行液面喷洒，每间隔7～14d使用一次，必要时连续使用1～2次。在滴灌施肥过程中应该选择合适的滴灌设备，如滴灌带、滴灌喷头等，以保证水肥的均匀施用。将肥料溶解于灌溉水中，确保肥料与水充分混合，根据小麦生长周期和需肥规律，选择合适的滴灌施肥时间。详细记录施肥时间、施肥量、施肥种类等信息，以便于总结经验，调整施肥方案。

总之，小麦一体化施肥满足了小麦养分需求、优化土壤肥力和肥料利用效率、科学技术进步以及可持续农业发展的需求。通过科学管理和综合施肥措施，可以提高小麦产量和品质，为粮食安全和农业可持续发展作出贡献。

（作者单位：477200河南省鹿邑县农业农村局）