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中国灌溉施肥技术的应用现状和发展前景


中国灌溉施肥技术的应用现状和发展前景

中国灌溉施肥技术发展与应用现状 一、中国灌溉施肥技术发展历程与基本态势 (一)灌溉施肥的基本概念及其优点 灌溉施肥(Fertigation)是将施肥(Fertilization)与灌溉(Irrigation)结合在一起的一项农业技术,它 是借助压力灌溉系统,在灌溉的同时将由固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液一起输入到作物根

部土壤的 一种方法。灌溉施肥可以在灌水量、施肥量和施肥时间等方面都达到很高的精度。灌溉施肥有多种方法, 如地面灌溉施肥,喷灌施肥和微灌施肥。本文讨论的重点是微灌施肥。 所谓微灌(MIS,Micro-irrigation system) ,即“利用专门设备,将有压水流变成细小的水流或水滴,湿 润作物根部附近土壤的灌水方法”(水利部标准 SL130-95 附录 A 名词术语 A1.0.1) 。微灌有四种形式:滴灌 (Drip or Trickle Irrigation) 、微喷灌(Micro-Sprinkler or Micro-Jet Irrigation) 、脉冲微喷灌(也叫涌泉灌溉) (Bubbling Irrigation)和渗灌(Bleeding Irrigation) 。 微灌具有流量小、每次灌水时间长、灌水均匀度高、工作压力低的特点。微灌属于局部灌溉类型,地 表不产生积水和径流,不破坏土壤结构,土壤中的养分不易被淋溶流失。一般来说,可溶性的化肥、农药、 除草剂、土壤消毒剂等农用化学物品都可以借助灌溉系统施用(统称为 Chemigation) 。在我国目前应用最 普遍的是灌溉施肥,也有灌溉施用农药的试验报道(汤吉利,2001) 。 灌溉施肥技术可以明显提高灌溉水和肥料的利用率;促进作物增产,改善产品品质;减少田间作业用 工。这项技术适用于设施栽培、无土栽培、果树栽培以及干旱沙漠地区等多种栽培条件。由于可以根据作 物的营养需求规律,有效地控制施肥量、施肥时间和灌水量,避免了化肥淋洗造成土壤和地下水污染,以 及过量施肥和灌溉带来的土壤板结等问题。另外,灌溉施肥还有操作简单,易于实行自动化控制的特点, 在一定条件下可用含盐水灌溉。 (二)灌溉施肥技术发展历史 中国灌溉施肥技术的发展始于 1974 年。近 30 年来,随着微灌技术的推广应用,灌溉施肥技术不断发 展,大体经历了以下 3 个阶段(王留运、叶清平等,2000) : 第一阶段(1974-1980 年) :引进滴灌设备,并进行国产设备研制与生产,开展微灌应用试验。1980 年 我国第一代成套滴灌设备研制生产成功。 第二阶段(1981-1996 年) :引进国外先进工艺技术,设备国产规模化生产基础逐渐形成。微灌技术由 应用试点到较大面积推广,微灌试验研究取得了丰硕成果,在部分微灌试验研究中开始进行灌溉施肥内容 的研究。 第三阶段(1996 年至今) :灌溉施肥的理论及应用技术日趋被重视,技术研讨和技术培训大量开展, 灌溉施肥技术大面积推广。 自 20 世纪 90 年代中期以来,我国微灌技术和灌溉施肥技术迅速推广。至 2001 年,全国微灌面积达 26.7 万公顷,居世界第三位(李光永,2001) 。其中,灌溉施肥面积约 6.7 万公顷。灌溉施肥技术已经由过 去局部试验示范发展为大面积推广应用,辐射范围由华北地区扩大到西北干旱区、东北寒温带和华南亚热 带地区,覆盖了设施栽培、无土栽培、果树栽培,以及蔬菜、花卉、苗木、大田经济作物等多种栽培模式 和作物。在经济发达地区,灌溉施肥技术水平日益提高,涌现了一批设备配置精良、并实现了专家系统智 能自动控制的大型示范工程。部分地区因地制宜实施的山区重力滴灌施肥(陈义元,2001;任树梅,2001) 、

西北半干旱和干旱区协调配置日光温室集雨灌溉系统利用窑水滴灌(刘健勇,2000;厚保文,2002) 、瓜类 栽培吊瓶滴灌施肥(陈沽,2002) 、华南地区利用灌溉注入有机肥液等技术形式使灌溉施肥技术日趋丰富和 完善。 灌溉施肥应用与理论研究逐渐深入,由过去侧重土壤水分状况、节水和增产效益试验研究,逐渐发展 到灌溉施肥条件下水肥结合效应、及其对作物生理和产品品质影响、养分在土壤中运移规律等方面的研究; 由单纯注重灌溉技术、灌溉制度转变到灌溉与施肥的综合运筹。例如,李久生等(2002)对滴灌施肥条件 下硝态氮和铵态氮的分布规律的研究;吕殿青等(2001)对膜下滴灌土壤盐分特性及影响因素的研究;以 及关于溶质转化运移规律的研究(冯绍元,1996;任理,2001)和 NH4+-N 转化迁移规律的研究(侯红雨, 2003)等。我国灌溉施肥总体水平,已从 20 世纪 80 年代初级阶段发展和提高到中级阶段。其中,部分微 灌设备产品性能、大型现代温室装备和自动化控制已基本达到目前国际先进水平。微灌工程的设计理论及 方法已接近世界先进行列;微灌设备产品和微灌工程技术规范、特别是条款的逻辑性、严谨性和可操作性 等方面,已跃居世界领先水平。但是,从整体上分析,我国灌溉施肥系统管理水平较低;应用灌溉施肥技 术面积所占比例小,水肥结合理论与应用研究成果较少,深度不够;某些微灌设备产品特别是首部配套设 备的质量与国外同类先进产品相比仍存在着较大差距。 (三)灌溉施肥技术研究与推广应用的主要成就 (1) 灌溉施肥面积迅速增加, 灌溉施肥技术得到较快发展至 2001 年, 全国微灌面积达 26.7 万公顷 (李 光永,2001) ,近 5 年来推广面积是前 20 年总和(7.3 万公顷)的 2.7 倍。据地方调查结果推测,其中灌溉 施肥面积已经占到微灌面积的 25.8%(表 13) 。特别是近几年来,灌溉施肥技术在西北干旱区迅速推广,新 疆创造了农田大面积应用滴灌施肥技术规模上的世界第一(国务院研究室,2001) 。

(表:表 13 全国微灌与灌溉施肥面积 ) 设施栽培 果树 经济作物 其他 合计 微灌面积(10 公顷) 4.7 灌溉施肥(104 公顷) 3.7 灌溉施肥比例(%) 78.7
4

12.0 8.7 1.3 1.8

1.3 0.1 7.7

26.7 6.9 25.8

10.8 20.7

灌溉施肥技术推广应用生产了巨大的经济效益,按各地试验结果平均值计算,全国现有微灌和灌溉施 肥面积每年可节水 8.01 亿立方米;节电 801 万度,节肥 6.20 万吨(纯养分) ,省工 1602 万个,增产果、菜、 粮等 20 亿千克,增收 20 亿元。 (2)设备研制生产水平提高,基本实现设备国产化规模生产经过数十年的引进、吸收和开发,我国灌 溉施肥设备材质及配方、工艺制造水平已有很大改进和提高,地下滴灌专用灌水器等部分关键设备已达到 国际 A 类产品标准,某些产品初步形成系列,系统自动化控制装置研制成功并批量生产。灌溉施肥所需设 备已全部实现国产化。目前,全国共有 100 余家灌溉施肥设备生产企业,具备了规模化生产基础,产品数 量已基本满足国内市场的需求。 (3)制定并颁布了相关技术规范和标准在“八五”和“九五”期间,国家组织力量研究与总结了微灌设计 理论和设计方法,完成了微灌设备性能测试及选型设计与部分微灌设备产品和微灌工程行业标准的编制任 务。制定并发布实施了有关微灌产品和微灌工程技术规范等 6 个行业标准(王留运,叶清平等,2000) ,使 微灌工程建设与运行管理逐步走向规范化,为灌溉施肥的推广应用奠定了基础。 (4)取得大量灌溉施肥应用试验研究成果,积累了技术推广经验多年来,全国各地进行了大量微灌技 术和灌溉施肥技术应用试验与理论研究,据不完全统计,全国各种专业学术交流会收量到的论文和学术刊 物上公开发表论文达数百篇,形成了我国第一批灌溉施肥的试验成果,出版了《微灌论文专辑》《果树滴 、

灌试验研究论文汇编》等一批专著和培训教材。“九五”期间国家重点科技攻关项目成果总体已达到国际先 进水平(许迪,2001) 。同时,在推广灌溉施肥技术的实践中,农业技术推广部门积累总结了适合我国国情 和各种栽培条件的灌溉施肥系统形式、方法和经验,为进一步推广提供了技术储备和技术支撑。 (5)建立了一大批灌溉施肥技术示范基地近 10 年来,全国各地相继建成了大量农业科技示范园和示 范基地,在这些园地中,既建有配备现代化设备、并实现了 GIS 与实时数据采集系统集成和自动化控制的 大型温室;同时,在部分园地也建立了配置适合农民家庭应用的灌溉施肥系统的日光温室或者塑料大棚, 这些示范基地为灌溉施肥技术进一步研究和推广提供了基础条件。 (6)国际交流和技术培训取得一定成绩 1982 年我国加入了国际灌排委员会,并成为世界微灌组织成 员之一。20 年来,国际技术交流频繁,同时,先后召开了 10 多次全国性微灌技术交流与研讨会。在技术 培训方面,国家水利和农业主管部门举办了多期微灌技术管理、微灌工程规划设计培训班,培养了一大批 微灌技术推广管理及工程设计骨干和高学位人才。自 1990 年后,技术培训内容注重了灌溉与施肥技术的结 合。1999 年开始,农业部与国际钾肥研究所(IPI)合作每年在中国组织灌溉施肥技术培训班,先后培训了 400 名来自全国各地的教学、科研和农业技术推广人员,培训内容主要包括灌溉施肥使用技术和灌溉施肥 系统管理、植物营养、灌溉施肥的肥料种类,以及灌溉施肥系统的管理等方面的知识。近几年来,各级农 业技术推广部门也陆续举办多种形式的灌溉施肥技术培训,取得了一定成效。 (四)灌溉施肥技术研究与推广存在的主要问题 第一,灌溉施肥和微灌技术推广率低。我国现有微灌面积 26.7 万公顷,但微灌占全国灌溉面积的比例 仅有 0.5%(李光永,2001) ,与经济发达国家(美国 4.91%,以色列 69.7%)相比有很大差距。在最适宜应 用灌溉施肥技术的 170.05 万公顷设施栽培中, 灌溉施肥面积仅占 2%左右; 现有 855 万公顷果园也仅有 1.6% 的面积采用了微灌技术。灌溉施肥技术的效益和作用尚未得到足够重视,灌溉施肥至今没有被纳入国家丰 收计划项目或重点推广项目计划。 第二,灌溉技术与施肥技术脱离。由于管理体制所造成的水利与农业部门的分割,使技术推广中灌溉 技术与施肥技术脱离。 目前, 灌溉施肥面积仅占微灌总面积的 25.8%, 远远落后于先进国家 (以色列为 80%, 美国为 65%) 。尽管我国微灌工程都设计有施肥设备配置,但大部分微灌系统都没有安装或使用施肥设备, 仍然沿用传统的人工施肥方法,灌溉系统效益没有充分发挥。同时,有关灌溉与施肥相结合的应用技术、 微灌条件下养分运移规律、矿质营养在肥液和土壤中的反应等方面的研究不足。 第三,灌溉施肥工程管理水平低。灌溉制度和施肥方案的执行受人为因素影响大,除了装备先进的大 型温室和科技示范园外,大部分灌溉施肥工程没有采用科学方法对土壤水分和养分含量以及作物营养状况 实施即时监测,多数情况下依据人为经验进行管理,特别是施肥方面存在很大的随意性。系统设备保养差, 运行年限短。 第四,灌溉施肥设备生产技术装备落后,针对性设备和产品的研究和开发不足。我国微灌设备目前依 然存在微灌设备产品品种及规格少、材质差、加工粗糙、品位低等问题。其主要原因是设备研究与生产企 业联系不紧密,企业生产规模小,专业化程度低。特别是施肥及配套设备产品品种规格少,形式比较单一, 技术含量低;大型过滤器和大容积施肥罐等装置尚属空缺。 第五,灌溉施肥研究和技术培训不足。目前,在中国各农业大学土壤肥料专业中尚未设置灌溉施肥专 门课程,在研究方面人力物力投入少。对农业技术推广人员和农民缺乏灌溉施肥专门知识培训,同时也缺 乏通俗易懂的教材。 第六,由于技术问题的疏漏所导致的负效应影响了普及推广。灌溉施肥技术相对较复杂,在某些示范 项目实施中,由于系统设计、设备选用、过滤以及肥料施用等问题,造成了灌溉施肥系统效益低甚至失败, 给推广带来阻力。 二、灌溉施肥技术在设施栽培条件下的应用 我国设施栽培作物种类有蔬菜(瓜) 、果树(果品) 、茶树等,目前,应用灌溉施肥技术最普遍的是蔬

菜,包括黄瓜、番茄、甜椒、茄子和西葫芦等。其他作物,例如瓜类、果树等很少应用灌溉施肥技术,或 者仅仅采用了微灌技术,尚未加肥灌溉。设施蔬菜灌溉施肥集中分布在华北地区的山东、北京、河北等省 市。近年来,西北半干旱和干旱地区、东北地区和中南地区也开展了设施蔬菜和瓜类栽培灌溉施肥试验。 (一)蔬菜作物(番茄、黄瓜、甜椒) 各地试验结果(毛学森,2000;王培兴,1999;刘健勇,2000;原保忠,2000;张显珍,2001)和山 东省调查资料表明,设施蔬菜采用膜下灌溉施肥,灌溉水利用率达 95%,比地面灌溉省水 30%~40%,每亩 每季平均节水 80~128 方。氮肥当季利用率挺高 20~30 个百分点,达 57%~64%,磷肥和钾肥利用率分别达 到 40%~45%、70%~80%,节肥 40%~50%。作物产量提高 15%~28%;另外,作物初采时间比畦灌冲肥提前 7~11 天。膜下灌溉施肥由于土壤蒸发量小,棚内空气湿度降低 8.5~15.0 个百分点,使作物病害明显减轻; 灌水均匀度高(80%~90%) ,克服了畦灌造成的土壤板结;灌水后 1 周内,土温比沟灌或畦灌平均高 2.7℃, 这就有利于增强土壤微生物活性,促进土壤养分转化和作物对养分的吸收。设施蔬菜灌溉施肥平均每亩每 季节省劳力 15~20 个。同时,由于作物病害轻,也减少了农药投入和防治病害的劳力投入。每亩每年平均 减少投资总计 450 元。 番茄 番茄是设施栽培作物中应用灌溉施肥技术面积最大的蔬菜品种。虞娜等(2003)采用 311A-D 最优饱 和设计,在磷、钾含量丰富的耕型草甸土上进行了灌溉施肥试验,结果证明,温室滴灌施肥各因素对番茄 产量影响作用次序为:灌水下限>氮肥用量>钾肥用量,施肥与灌水下限有明显的正交互作用,且氮肥与 灌水下限的交互作用>钾肥与灌水下限的交互作用。 在土壤磷、 钾含量丰富的条件下, (N) (K20) 氮肥 和钾 肥最适用量分别为 327.13~352.01 千克/公顷和 295.69~330.17 千克 J 公顷。 在华北,可将日光温室内水面蒸发量作为指导灌溉的灌溉量(原保忠,2000) 。刘祖贵等(2003)试验 结果表明,番茄耗水量的大小主要受灌水量多少的影响,而与施氮量的关系不大,在同一施肥水平下,各 生育阶段耗水量和全生育期耗水量都随着灌水量的增加而增加。灌水过多或施氮量过高都不利于增产,对 于豫北地区沙壤质潮土,番茄全生育期土壤水分控制下限为田间持水量的 70%。在基施磷酸二铵 225.0 千 克/公顷的前提下,灌溉施氮量 151.5 千克/公顷,就可以实现 98.17 吨/公顷番茄的目标产量。 不同生育阶段的水分胁迫,对番茄的生长发育有不同的影响(甄占萍,2001) 。在苗期,一定程度的受 旱基本不影响产量。其他生育时期水分胁迫,或对单果重量、或对果实品质有明显影响;结果盛期,对水 分需求量逐渐增大,耐旱能力减弱。张书函(2002)提出了日光温室滴灌施肥条件下,樱挑番茄各生育时 期的适宜土壤水分控制指标范围。对于番茄生长土壤适宜水分含量,原保忠(2000)认为应使地表以下 15 厘米处的土壤水势维持在≥-20 千帕的水平。这一指标与虞娜等(2003)的试验结果相同,但后者认为,考 虑到工作强度、灌水费用及目标产量,可以适当加大灌水下限土壤水吸力。 山东省土壤肥料总站灌溉施肥课题组,根据番茄生长需肥特点,将番茄全生育期划为移栽至开花、开 花至结果、收获 3 个生长阶段,推荐分别施用 3 种不同配方(N:P2O5:K20 为①16:16:16、②15.0:5.0:20、③ 21.0:2.0:26) 的速溶性复合肥。 对番茄 10000 千克/亩的目标产量, 在中等肥力褐土区, 推荐施肥量为: N52.70 千克,P20516.60 千克,K2O62.20 千克,施用 N、P205、K20 总计 131.5 千克/亩,N:P205:K20 比为 1:0.31:1.18。 期间灌溉 13 次,灌水总量 170 方/亩。根据多点试验测产,实际产量与目标产量符合率在 80%以上。调查 结果显示,采用传统睡灌冲肥方法,69 户平均番茄产量 7877.2 千克/亩,平均施肥(N、P205、K20)235.1 千克/亩,两者相比,采用滴灌施肥每吨番茄节省肥料 12.4 千克,节肥 41.6%。 黄瓜 黄瓜是需水量较大且对水分敏感的作物,王培兴等(2003)研究认为,蔬菜的耗水量与水面蒸发力关 系密切,苗期耗水量低于同期水面蒸发量,其他生育期高于同期水面蒸发量。在计算灌溉水量时,用土壤 水分胁迫指标作为灌溉指标比用土壤水分亏缺量能更恰当地反映作物缺水程度。田间持水量的 85%作为黄 瓜灌水指标下限、灌水至田间持水量 100%的处理黄瓜产量最高,耗水量也最多。毛学森(2000)试验结果 表明,黄瓜苗期需水量小,自根瓜开始,随着植株生长和气温升高,需水量逐渐增大,腰瓜期水分供应对 产量影响最关键。在华北平原,日光温室冬春茬黄瓜,在一定的灌水量范围内灌水量与产量呈正相关。但

灌水量高时灌溉水利用效率低,同时,黄瓜品质有下降的趋势,表现在含水量增加,蛋白质和可溶性糖分 减少(王新元,1999) 。山东省水利科学院研究提出,在山东省日光温室中壤土栽培条件下,黄瓜苗期、开 花至结果期、采收期日耗水量分别为 0.94 毫米、1.14 毫米和 1.59 毫米,全生育期灌溉定额 230~240 方/亩, 灌溉 21~23 次,即可满足高产需水。在中等肥力土壤条件下,对于黄瓜 13000~15000 千克/亩的目标产量, 山东省土壤肥料总站推荐施肥(N、P205、K20)119.0 千克/亩,N:P205:K20 为 1:0.7:1.270 甜椒 隋方功等(2001,2002)研究了设施栽培条件下滴灌施肥技术对甜椒产量和品质的影响,结果表明, 滴灌施肥技术与常规沟灌施肥相比,不仅可以节约肥料 40%~50%,而且甜椒产量和果实数量也没有降低。 高氮、磷、钾营养对结果盛期甜椒果实生长,以及果实硝态氮含量与可溶性糖含量没有不良影响,果实是 甜椒糖分的主要贮存器官,其可溶性总糖含量在 50%~55%范围内。施肥量减少,果实中肌醇和蔗糖的含量 增加。 滴灌施肥可以使 15 厘米和 100 厘米处土壤溶液中硝态氮和无机态氮含量在甜椒整个生育期内保持稳 定,大棚土壤和地下水的无机氮素污染物质主要是硝态氮,滴灌处理 100 厘米深处土壤溶液中硝态氮含量 显著低于常规沟灌施肥处理。 (二)果树和瓜类(果树-草莓,西瓜、甜瓜) 果树-草莓 至 1999 年春季,全国果树设施栽培面积达 4.67 万公顷(70.05 万亩) ,主要分布在山东、辽宁、北京、 河北等省市。设施栽培作物以草莓、葡萄、桃、油桃为主,杏、李、樱桃为次。设施类型以日光温室为主, 塑料大棚为辅 (贾克功, 2001) 山东省果树设施栽培面积最大 。 (0.61 万公顷) 其中草莓约占总面积的 73%, , 而其他 6 种果树的栽培面积仅占 27%(王金政,1999) 。在山东省东部设施果树栽培集中区,草莓栽培已经 普遍采用了灌溉施肥技术,目前,设施樱桃和油桃栽培正在进行滴灌施肥试验和示范。 草莓是设施栽培面积最大的草本果树,在我国北方,设施栽培条件下滴灌施肥系统正在被越来越多的 草莓种植户采用(雷家军,2001) 。彭巧慧等(2002)研究提出,在华北地区日光温室栽培条件下,草莓平 均灌水定额为 11 方/亩,灌溉定额 130 方/亩,果实膨大期灌水周期为 4~6 天。草莓适宜土壤水分含量移栽 至开花期为田间持水量的 70%~95%,结果期为 55%~80%。山东省土壤肥料总站灌溉施肥课题组试验结果 表明,在中等肥力土壤上,草莓 2500 千克/亩的目标产量,全生育期灌溉施肥 11~12 次,推荐施用养分量 为 N:12.5 千克,P205:4.0 千克,K20:15.5 千克,注入肥液养分浓度在 300~400 毫克/升之间。 西瓜、甜瓜 在华北,设施西瓜栽培一般是塑料大(中)栅或小拱棚双膜覆盖(地膜和棚膜)早春栽培,应用滴灌 施肥技术的面积很小。 调亏灌溉技术应用于设施果品和瓜类栽培效益明显, 试验资料报道 (吴文勇, 2002) , 西瓜以果径 18 毫米和 116 毫米附近为调亏灌溉控制点, 甜瓜以果径 9 毫米和 117 毫米附近为调亏灌溉控制 点。西瓜苗期、伸蔓期、结果中期计划湿润层深度分别为 20 厘米、40 厘米、70 厘米;甜瓜相应三个时期 的湿润层深度为 40 厘米、70 厘米、70 厘米。 在华北地区,塑料大(中)棚西瓜早春栽培,在应用滴灌施肥技术条件下,苗期、伸蔓期、果实膨大 期土壤含水量分别以田间持水量的 65%、70%、80%为宜。山东省土壤肥料站灌溉施肥课题组推荐,在始 花期与果实膨大期施用肥料的比例(N:P205:K20)分别为 16:16:16 和 20:10:20,注射肥液养分浓度宜控制在 500~800 毫克/升之间。 (三)灌溉施肥技术在温室大棚育苗中的应用 灌溉施肥技术在育苗中的应用研究在我国目前处于起步阶段,相关报道很少。在工厂化(大棚和温室) 育苗中,微喷灌或借助微喷供应营养液是工厂化育苗的主要措施。供肥方式有上方灌溉和下方灌溉两种。 上方灌溉指通过架设在育苗基质上部的自动喷洒或人工喷淋装置把营养液供给幼苗。在面积较大的温室或 大棚中,多数借助安装在棚顶上方的双臂往复移动式喷水管道喷水和营养液。下方灌溉指将营养液蓄在不 漏水的育苗床或育苗盘中,依靠基质的毛细管作用使营养液自下而上供应幼苗水分和养分。目前,我国部

分温室已经应用了自动化控制系统和施肥泵,在育苗工序中实现了精确灌溉施肥。 采用大棚盆栽或袋栽的方法培育木本果树和林木类幼苗时,以滴灌为佳。通常每盆或每袋 1~3 个滴头 为宜。目前在实践中大部分都用土壤栽培,定植前土壤中混施复合肥、有机肥、磷肥等,用专门配制的基 质育苗还不普遍,通过滴灌施入肥料的实践也很少。华南农业大学资源环境学院与广州市园林科研所合作, 对应用滴灌施肥和袋栽苗技术快速培育园林绿化苗木作了研究和探索。所用基质为城市污泥、沙和泥炭混 配而成,加入过磷酸钙做基肥。用压差式施肥罐注入营养液,比较袋苗滴灌施肥和田间土植常规施肥对美 丽异木棉、大果榕、白桂木、扁桃生长的影响。初步的结果表明,在生长前期,袋苗可以获得充足的水分 和养分,生长比地栽苗快。由于袋的容积限制,在苗木生长后期,会产生显著的根系限制效应。另外,在 夏季袋内温度比地温高,影响根系生长,后期表现为地栽苗生长比袋苗快。广州市园林绿化公司长虹苗圃 采用滴灌施肥和袋栽技术培育绿化树苗,通过施肥罐施入硝酸钾和尿素等,合理调节肥液配比和浓度,取 得了良好效果。张治晖等(1994)报道了微喷灌在葡萄扦插育苗中的应用,微喷灌可以改善温室大棚内的 小气候,促进扦插苗生根、提高幼苗品质。 三、灌溉施肥技术在果树栽培中的应用(苹果、葡萄、荔枝、黄皮) 中国在 1974 年引进滴灌技术之后,最先在辽宁、山东、河北、北京等省市进行了多点果树滴灌试验和 示范。最初的果树微灌试验(中国农科院农田灌溉所滴灌组,1979;营口市水利局沙沟子旱田灌溉试验站, 1979;潘德森,1979)面积小,设计简单,设备简陋,但试验结果显示出滴灌技术对促进果树生长、改善 品质和提高产量以及节水和节省劳力有明显效果。至 1983 年,全国约有滴灌面积 12000 公顷,滴灌作物大 部分都是苹果。自 20 世纪 90 年代中期以来,果树微灌迅速发展。目前,果树微灌面积已占到全国微灌面 积 50%,主要分布在华北各省市和东北的辽宁省。近年来,中、西部地区的果树微灌发展较快。果树微灌 主要树种是苹果、葡萄、梨、桃、板栗、荔枝、黄皮和柑橘;采用的灌溉形式主要是滴灌和微喷。目前, 我国果树微灌普遍采用国产设备;灌溉技术成熟,少部分果园配备了田间监测仪器,并实现了灌溉施肥自 动控制;东部沿海省、市的果园逐步形成大规模集约化管理模式,经济效益显著。在应用研究方面,微灌 土壤水分特点、果树水分生理和灌溉制度的试验研究资料相对丰富。但是,总体上果园灌溉施肥管理水平 不高,特别是 89.2%的果园微灌面积没有实施灌溉施肥,设备和技术的效益还没有充分发挥,有关果树营 养管理以及灌溉与施肥技术结合的研究很少。 果园采用灌溉施肥技术可以产生显著经济效益。部分试验结果(王相国,2001;于振洲,1988;时光 新,2001;田存旺,1996)和山东省的调查资料表明,在华北地区,果树微灌节水率 40%~50%,节省化肥 30%左右;节省用工 50%~60%,节省用电支出 53.9%,果品增产 15.5%~37.5%,同时,品质也有明显改善。 在干旱地区,与传统的地面漫灌相比节水 50%~70%。果园灌溉施肥设备投资约 900 元/亩,每年节省各项 投资计 270~330 元/亩,若不计增产收入,3 年即可全部收回投资。 微灌可以使果园土壤水分达到最适宜状态(徐呈祥,1999;于振洲,1988;王留运,1997;郝美玲, 1997) ,一定的灌水量可以形成相应最大湿润半径,而使水的深层渗漏量最小。微灌使土壤水气比例适宜, 有利于作物根系呼吸;同时可以调节土温。 研究结果表明(徐呈祥,1999) ,在滴灌条件下苹果树水分生理呈现出水分亏缺小、自由水含量高、束 缚水含量低、水势相对稳定的特点。同时,果树的蒸腾强度和光合速率也大于地面漫灌。微灌可以促进根 系生长和树势发育,根系生长量、树冠径、干周长、百叶重等生物学指标均较漫灌或沟灌明显增加,“大小 年”幅度有所减小,幼树提早结果(师法萍,2001) 。 在丘陵山区,可以利用地形高差产生的静水压进行重力滴灌(任树梅,2001;陈义元,2001) ,重力滴 灌条件下土壤含水量基本保持在田间持水量以下,土壤通气性好,增强了根部活力和对量矿物质的吸收。 一般表土以下 30 厘米处的土壤含水量可作为指导灌溉的指标。重力滴灌灌溉制度具有灌溉周期短、灌溉时 间长量等特点。应用地下陶管渗灌技术对山区果园进行水肥管理,肥液通过陶土管渗入到果树根部土壤, 节水和增产效果十分明显(曹守卫,1999) 。 调控亏水度灌溉(RDI)是果园管理新技术(黄兴法,2001) ,根据果树种类及其长势确定起始和结束 调亏的时期、调亏程度是实施技术的关键。试验证明(李光永,2001) ,应用调亏技术既可以提高果品产量, 又能够节约灌溉水源。

苹果 合理制订灌溉制度是对果园进行灌溉施肥管理的前提,王留运等(1997)研究提出了华北地区苹果各 生育时期日均补水强度,与土壤水分适宜含量指标,为制定灌溉制度提供了依据。在半湿润和半干旱地区, 苹果树灌溉定额为 1485~2835 方/公顷,平均 2160 方/公顷,年度生长期内滴灌 7~8 次。干旱地区,密植成 年苹果树,灌溉定额为 2250~2800 方/公顷,灌水定额为 220~300 方/公顷;年度灌溉次数 12~18 次(李占 才,1989;郝美玲,1997) 。 山东半岛棕壤区是我国苹果主产区之一,对于该区中上等土壤肥力水平的果园苹果 2500 千克/亩的目 标产量,山东省土壤肥料总站灌溉施肥课题组推荐施用:氮(N)14 千克,磷(P205)9.0 千克,钾(K20) 18 千克,N、P205、K20 之比 1.0:0.6:1.3。采用灌溉施肥与传统施肥相结合的方法,1/2 的氮(N) 、1/2 的磷 、1/3 的钾(K20)在第一年收获后与有机肥混合基施;其余化肥在翌年分 4~5 次按不同比例灌溉施 (P205) 肥,注射肥液养分浓度在 400~550 毫克/升。宋克瑞等(2002)试验表明,在微喷条件下,棕壤区苹果园连 续 4 年覆草,每年覆草量 15000 千克/公顷,并采取秋季挖沟基施有机肥措施,获得年平均增产苹果 15.4%, 节水 40%的效果。同时苹果品质明显提高,土壤理化性质得到改善。 葡萄 灌溉施肥是葡萄最适宜的施肥方式。山东省平度市大泽山棕壤区葡萄滴灌试验(于振洲,1988)表明, 树龄 20 年的葡萄, 平均产量 1000 千克/亩, 全生长期滴灌 4~5 次, 灌水定额 7 方/亩, 即满足葡萄需水要求。 在干旱年份或高产水平,滴灌次数不少于 10 次,灌水定额 7~10 方/亩。在土壤磷、钾养分含量较低的棕壤 葡萄园,目标产量 1500 千克/亩,山东省土壤肥料总站灌溉施肥课题组推荐施肥量为:N5.0 千克,P20511.0 千克,K20 1.0 千克,N、P205、K20 之比 1.0:0.7:1.4。在第一年晚秋基施部分化肥的情况下,翌年葡萄生长 期间灌溉施肥 4~5 次,肥液养分浓度在 450~600 毫克/升之间。 荔枝 我国南方果树灌溉作为降雨的补充灌溉,由于补充灌溉的水量少,能否借助少量的灌溉水注入满足作 物生长所需要的养分量是灌溉施肥技术的关键。张承林等(2001)研究了荔枝滴灌施肥技术,试验结果表 明,和传统灌溉施肥相比,滴灌施肥可以显著促进枝梢生长,增加产量,提高单果重,增加商品果比例。 特别对荔枝这种受气候影响大且产量不稳定的果树来讲,滴灌施肥可以调节花期,避免不良天气对开花的 影响,实现丰产稳产。 华南农业大学作物营养与施肥研究室近几年在荔枝上进行了灌溉施肥技术的研究和示范。采用自动化 控制系统,施肥通过 200 升的施肥罐进行。田间土壤水分监测采用张力计法,利用两支分别埋深 60 厘米和 30 厘米张力计,以埋深 30 厘米张力计读数达到-15 千帕时作为灌水下限,埋深 60 厘米张力计读数为零时 为灌水上限(此时 60 厘米土层中水分接近田间持水量水平) 年使用效果良好。实践证明,当果园土壤 ,3 质地变化不大时,两支张力计可控制面积达几百至上千亩。当土壤质地差异显著时,必须多埋设张力计以 准确监测不同质地土壤的水分变化。 同时,采用土壤分析和叶片分析技术对荔枝进行养分管理。土壤分析主要测定碱解氮、有效磷和速效 钾含量;叶片分析在开花前、果实快速生长前和未次秋梢老熟后采成熟叶片做养分全量分析,分析元素为 氮、磷、钾、钙、镁,应用澳大利亚 Menzer 教授提出的荔枝叶片营养标准作为参比依据,结合土壤分析结 果,制定施肥计划,取得了良好效果。 荔枝灌溉施肥应用的肥料为尿素、氯化钾、磷酸二氢钾和硫酸镁,为避免肥料间的相互反应,采取肥 料分别注入的办法。由于滴灌施肥肥料利用率很高,为了避免因施肥引起植株营养生长过旺,施肥总量上 取常规用量的一半。同时,根据经验从外观判断树体营养状况,喷施叶面肥补充微量元素。滴灌施肥后会 造成滴头下土壤酸化,经两年滴灌后,pH 下降 1.0~1.5。酸性红壤上酸度提高意味着铝毒锰毒的潜在危害, 因此,在管理中定期监测土壤 pH,以确定是否需要施用石灰。 黄皮

采用自压式滴灌系统注入有机肥液对黄皮(华南地区一种特殊水果)进行营养管理。具体做法是在山 顶修建蓄水池,沤肥池和沉淀池,中间用孔径 0.5 厘米尼龙或不锈钢网分隔。沤好的肥液经网初步过滤进 入沉淀池,沉淀池底比沤肥池底低 1 米左右。沉淀池中上部清肥液自流入过滤池,过滤池中铺粒径 0.8 毫 米的石英砂,池底用管道通向蓄水池。目前使用有机肥源是花生麸和鸡粪,有机肥源种类不同,其沤腐的 难易程度和残渣多少也不同。 利用自压滴灌有机肥液的关键是调节好有机肥液的出流量和蓄水池的出流量, 以保持恒定浓度的养分供应。施肥时以滴头处流出的肥液电导率不超过 2.5 毫西/厘米为宜。滴头堵塞试验 证明,有机肥液在经过石英砂和筛网两级过滤后,不会产生堵塞。应用中采取滴肥前后保持 15~30 分钟清 水滴灌,以冲洗系统中的残留物。 在华南地区荔枝和龙眼果园管理中,利用有压灌溉管道系统进行猪粪水肥液或人畜粪水肥液滴灌和喷 灌已经被部分果农接受,但目前尚未有人对这些方法的技术要点进行系统研究。 四、大田生产条件下灌溉施肥技术的应用 (一)蔬菜作物 目前,在大中城市近郊陆续出现了大面积的蔬菜集约化栽培一些菜场开始采用喷灌滴灌等设施灌溉。 广东省在归 60 年代开始示范推广大田蔬菜的喷灌技术,但迄今只有少量的菜场安装有喷灌设备,集中分布 在粤西干旱缺水的地带(古智生,1999) 。秦晓峰等(1996)和王培兴(2000)介绍了上海市郊露天蔬菜栽 培应用固定式、半固定式喷灌系统的情况。目前绝大部分蔬菜设施灌溉都没有与施肥结合起来,农民仍然 采用一次基施足量化肥,或者传统的人工追肥方法。在地面灌的地方,都习惯将肥料放入灌溉水中冲施。 目前大田蔬菜灌溉施肥的管理主要是根据生产经验,严重缺乏理论的指导。 (二)大田作物 1.经济作物(棉花、花生、甜菜) 棉花 棉花是中国惟一大面积采用膜下滴灌施肥的大田作物。棉花膜下滴灌施肥主要分布在中国三大棉区之 一的新疆棉区(北疆) 。1996 年,新疆建设兵团农八师在石河子垦区开始进行大田棉花应用滴灌技术试验, 至 2002 年,总计有 150 万亩的耕地使用了大田膜下滴灌技术,创造了农田应用膜下滴灌技术规模上的世界 第一(国务院调研室,2002) 。新疆棉花膜下滴灌技术的推进,引发了农业生产的三项变革。其一,从根本 上改变了我国传统的农业用水方式,大幅度提高了水资源的利用率,与传统地面漫灌相比,膜下滴灌节水 40%~50%。其二,从根本上改变了农业生产方式,极大地发展了农业生产力。与传统的地面漫灌相比,大 田棉花膜下滴灌平均每亩可减少投资 250~280 元,同时增产 10%~20%,每亩增产、降耗总值达 350 元;土 地平均利用率提高了 5%~7%。 由于劳动生产率的提高, 农户经营规模扩大, 出现了一批大型家庭承包农场, 促进了农业的体制创新和组织创新。其三,从根本上改变了传统农业结构,促进了生态环境的保护和建设。 膜下滴灌技术之所以在新疆得到大面积迅速推广,最根本的是创立该项技术的自主知识产权,实现滴灌设 备产品国产化;政府为技术推广和国产设备研发给予了引导和政策支持。设备生产主导企业-新疆天业集团 其开发出的一次性滴灌带,不但价格低,同时,推行了旧滴灌带有价回收服务,促进了灌溉施肥技术推广。 新疆灌溉施肥技术的推广实现了技术经济一体化发展。 新疆棉区膜下滴灌施肥技术已有较多试验研究报道。研究结果表明(郑重,2001) ,在膜下滴灌条件下 水分调控是制约棉花产量的主导因素,肥料因素位其次。李明思(2001) 、孙天佑(2001)试验提出了新疆 棉区(北疆)棉花滴灌应遵循浅灌勤灌的原则,以及制定棉花灌溉制度的有关参数。根据新疆大田作物单 井运行膜下滴灌的特点,王新坤(2002)提出了作物阶段水量分配及单井控制面积优化方法,建立了以 7 天为时段的灌溉制度优化模型。 新疆棉花地膜栽培,每生产 100 千克皮棉需氮(N)12 千克,磷(P205)4 千克,钾(K20)12 千克, 。池静波等(2001)在新疆棉花主要栽培土壤-灌耕草甸土 N、P205、K20 之比为 1.0:0.3:1.0(陈云等,2002) 进行了棉花栽培氮磷配比试验,结果表明,在土壤有机质和氮含量较高、而有效磷含量较低的中上等肥力

土壤上,各个生育时期施用磷肥对棉花都有明显增产效果,氮肥仅在花铃期表现出明显的增产作用;试验 提出了高产棉花(4500 千克/公顷)苗蕾期、花铃前期和花铃后期氮、磷最佳用量范围,为配制棉轮滴灌专 用肥提供了依据。新疆农垦科学院农业技术服务中心配制出五种配方棉花滴灌专用肥(陈云,2002) ,分别 于苗期、 蕾期、 花期、 铃期和吐絮期随滴灌施入, 推荐化肥 (折纯计) 施用总量 28~34 千克, 灌溉施肥 10~12 次。 适宜的水肥条件可以促进棉花合理群体冠层结构的形成和产量提高(郑重,1999) ,在新疆石河子地区 灌耕灰漠土上,在基施 N66 千克/公顷、P20596 千克/公顷条件下,棉花产量随灌水量和施肥量的增加而提 高,但超过一定的阀值棉花产量有下降趋势。棉花花铃期以 8 次灌水 225 毫米,随水追施氮肥 6 次,计 150 千克/公顷的处理水平棉花产量最高,并达到合理群体冠层结构。 棉花所需全部化肥在各生育期多次灌溉施肥,其效果好于部分化肥基施、部分化肥灌溉施入。据 2000 年新疆兵团 5 个团场 2666.67 公顷滴灌棉田调查(尹飞虎,2002) ,全部化肥量的 60%~70%作基肥,其余 30%~40%的化肥量用滴灌专用肥随水施,与全部化肥基施相比,平均每亩节约化肥费用 22.5 元,同时产量 提高 10%左右。全部化肥作为灌溉施肥,与全部化肥作基肥相比,平均每亩节省化肥成本 36 元,籽棉增产 10%~15%。施用多元螯合液态微肥不但可以提高棉花产量,同时,还可以促进棉花对氮素的吸收(侯振安, 2003) 。 即使在土壤盐化较重(含盐量 0.30%~0.65%) 、灌溉水矿化度高(0.68~1.4 克/升)的情况下,膜下滴灌 施肥可以明显减轻盐害,与沟灌相比,棉花产量提高 34.5%,化肥利用率提高 26.2%(孙天佑,2001) 。 目前,新疆喷、滴灌面积已达 10.67 万公顷,其中灌溉施肥面积约占 20%(尹飞虎,2002) ,大部分棉 田仍然采用化肥和有机肥基施、生长期间不追肥的方法,发展灌溉施肥还有很大潜力。 花生 花生在喷灌条件下,确定适宜的灌水定额和不同生育期灌水计划湿润层深度,是获得高产同时又防止 氮素淋失的关键。冯绍元等人(1998)在河南新乡地区试验结果表明,在花生生长期降雨量 232.2 毫米的 条件下,累计灌水量在 100~170 毫米,花生产量与灌水量成直线关系,灌水增产还有很大潜力。在沙壤质 潮土上,基肥施用磷酸二铵在 224.9~524.7 千克/公顷的范围内,灌水定额最高达 90 毫米时,土壤 1 米深度 处不存在无机氮的渗漏淋失。 甜菜 孟宝民等(2001)的试验表明,在新近开垦的盐碱生荒地上,利用滴灌施肥技术栽培甜菜,甜菜叶片 数较正常植株少,功能叶保持的时期长。水分已不是产量的限制因素,增施氮肥能提高产量;生长中心转 移早,块根干物质积累时期长,糖分积累的时期相对延长,含糖率提高。试验提出土壤适宜含水量为田间 持水量的 60%,氮肥(N)施用量最高不宜超过 240 千克/公顷。 2.粮食作物(小麦-夏玉米) 小麦、玉米应用喷灌时,喷灌与施肥的均匀性对作物产量的重量影响是确定均匀系数设计值的重要依 据, 连续两年的加肥喷灌研究表明 (李久生, 2002) 作物冠层的截留可以提高喷灌水量地面分布的均匀性; , 灌溉期内累计灌水量的均匀系数大于平均喷灌均匀系数,因此用平均喷灌系数表示灌溉期内的灌水均匀度 会低估实际灌水的均匀性;化肥施入量和灌水量的分布都比较接近正态分布;对华北平原冬小麦而言,在 喷灌均匀系数 62%~82%范围内,喷灌和施肥的均匀性对产量的影响不明显。 五、注肥方法与适用于灌溉施肥的肥料 (一)肥料注入方法及其设备 肥料注入方法与设备是根据水源条件、作物种类和系统配置情况而确定的。中国各地普遍采用的注肥 方法除了国际通用的方法之外,技术人员和农民在生产实际中还自行创造了一些经济实用的方法。

压差式施肥罐法、文丘里器施肥法和泵注式施肥法是国际通用注肥方法。压差式施肥罐法和文丘里器 施肥法目前在我国北方设施蔬菜栽培中普遍使用。泵注式施肥法多为大型温室和果园采用,注射泵分为水 动和电动两种,产品多为进口。 泵吸水侧注入法一般使用于灌溉施肥控制面积较小、地下水埋藏较浅的地方,其原理是利用离心泵吸 水管内形成的负压,将肥液与灌溉水同时吸入水泵。该法优点是不需外加动力,结构简单,操作方便,施 肥设备不需增加投入。 喷雾器注肥法是农民自发采用的一种替代方法,在控制面积较小的地方,用手动农药喷雾器将溶化后 的肥液注入系统。方法简单,操作方便。但有时注入肥液的浓度不均匀。 静水微重力自压施肥法曾被国外某些公司在我国农村提倡推广,其做法是在棚中心部位将储水罐架高 80~100 厘米,将肥料放入开敞的储水罐中溶化,肥液经过罐中的叠片过滤器过滤后靠水的重力滴入土壤。 由于部分推广者用筛网过滤器连接在储水罐的出水口以替代价格较高的叠片过滤器,过滤器产生的阻力使 水重力更加减小,致使灌水器无法正常出水。在山东省中部蔬菜栽培区,某些农户利用在棚内山墙一侧修 建水池替代储水罐,肥料溶于池中,池的下端设有出水口,利用水重力法灌溉施肥,这种方法水压很小, 仅适合于面积小于 0.5 亩、且纵向长度小于 40 米的大棚采用。 在新疆棉区普遍采用潜水泵自吸式注肥系统加肥, 该方法由新疆建设兵团农五师 86 团夏智汛总农艺师 (夏智汛,2002)研制,方法及其设备已获得国家专利。潜水泵自吸式注肥系统实现了无压自吸式注肥, 即适用于潜水泵,也适用于离心泵。具有无压力损失、肥液浓度稳定、不需要外加动力、结构简单、造价 低、操作方便、容易实现自动控制等优点;并且投资较少,回报率高,效益非常显著。 (二)肥料的选择与施用 中国灌溉施肥系统设备配置水平不一,所选用的肥料种类和品种也有一定差异。常温下完全溶解的固 体肥料和液体肥料适用于灌溉施肥,常用的肥料有尿素、硫酸铵、硝酸铵、氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、 硝酸钾、硝酸钙等(表 14) 。在我国大型现代温室和农业科技示范园,上述肥料品种已普遍使用,肥液的 配比也都是由专业技术人员计算操作,或由电脑智能控制系统根据植物营养监测结果自动配制。国内化肥 产品中直接用于灌溉施肥的固体磷源品种仅有磷酸二氢钾,磷酸一铵虽然溶解度较大,但却含有少量不溶 杂质,无法直接使用于灌溉施肥。在部分温室,为解决磷营养的溶解性,应用液体磷酸作为磷营养来源。

用于灌溉施肥的常见肥料(固体) (表:表 14 用于灌溉施肥的常见肥料(固体)品种 ) 种类 名称 尿素 硫酸铵 氮肥 硝酸铵 硝酸钙 硫酸钾 钾肥 氯化钾 分子式 含量(%)

CO(NH2)2 46-0-0 (NH4)2SO 21-0-0 NH4NO3 34-0-0

Ca(NO3)2 15-0-0 K2SO4 KCl 0-0-50-(S-18) 0-0-60-(Cl-46) 0-52-34 13-0-46

磷酸二氢钾 KH2PO4 复合肥 硝酸钾 KNO3

*磷酸一铵 NH4H2PO4 11-52-0 注释:*注:使用磷酸一铵以及磷酸一铵混配成的复混肥应事先充分溶解,过滤后用其肥液。

对于广大家庭小规模经营的农户来讲,难以买到硝酸类肥料,用于灌溉施肥的肥料仅有尿素、硫酸铵、 氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾 5 种。为避免农户因配方困难所带来的技术失误,山东省土壤肥料总站在推 广中,曾用几种可溶性固体肥料配制了 5 种不同配方的蔬菜灌溉施肥专用复合肥,使用效果较好。但是, 由于使用磷酸二铵和硝酸钾作原料,配制成的专用肥料成本较高,农民难以接受。目前,大部分农户将蔬 菜冲施肥用于灌溉施肥。“冲施肥”是用于蔬菜栽培中随地面灌溉水冲施的一种粉末状肥料,它由上述几种 化肥混配而成,磷酸一铵是其磷素来源。为了防止吸潮结块,某些冲施肥加入了少量干燥剂,如滑石粉等。 某些冲施肥成分复杂,有的不但含速效氮磷钾,还含有可溶性有机物及微生物。冲施肥有多种配方,可供 各种蔬菜以及蔬菜各个生育期选择施用。邵凤成等(2001)对冲施肥技术作了较详细的介绍。为了避免冲 施肥中少量不溶物造成系统堵塞,在实践中普遍采用事先充分溶解,并人工用纱布多次过滤的办法,清除 杂质后,再将肥液注入系统。冲施肥之所以能够作为灌溉施肥专用复合肥料替代品被农民普遍接受,主要 是其价格较低。 溶于水中的磷素极易与水中的钙、镁、铁、锌等金属离子发生化学反应,产生沉淀物。在技术调控和 设备配置水平较高的温室,对灌溉水的硬度、肥液的 pH、EC、温度和各种养分离子的浓度可以精确控制, 不会发生沉淀和系统堵塞现象。农户一般将磷肥基施,以减少作物生长期间磷肥的施用量。在需要加入钙 (硝酸钙) 、镁(硫酸镁)中量元素和微量元素肥料(硫酸铁、硫酸锌、硫酸镁)时,为防止沉淀物产生, 一般采取单个肥料品种分别注入的办法。 液体肥料最适合于灌溉施肥,目前在国内液体肥料尚未规模化、标准化生产。市场销售的液体肥料大 都由作坊式小企业生产,由有机酸类物质或者可溶性固体化肥配兑而成,市场占有量很低,加之其包装成 本高,运输不便,在施用中仅是固体化肥的补充。 灌溉施肥专用复合肥料于 20 世纪 90 年代初由国外进口,主要是以色列海法公司生产的 Po1yfeed 牌系 列肥料,其有效养分浓度含量高,理化性质好,并含有螯合态微量元素,施用效果明显。但其价格高,市 场销售量不大。由于近几年对灌溉施肥专用复合肥量需求量增大,市场上专用复合肥品种逐渐增多,例如, 挪威海德鲁公司生产的系列滴灌肥,山东省蓬莱奇宝肥业公司生产的奇宝牌系列滴灌肥等。 中国在灌溉施肥专用肥的研究、标准制定和生产方面刚刚起步。喷滴灌专用肥的研究难点主要为: 1.专用肥的水溶性,尤其是磷的水溶性问题,既要求磷完全溶解,又不能与灌溉水中的溶质(尤其是 硬度高的水)发生沉淀,继而堵塞或腐蚀灌溉设施; 2.喷滴灌专用肥多种营养元素的合理配比和有关元素之间的拮抗; 3.喷滴灌专用肥在应用时农户所能承受的投入成本(尹飞虎等,2002) 。 为满足棉花膜下滴灌施肥技术推广的需要, 新疆农垦科学院新技术推广服务中心研制出滴灌专用肥 (陈 云,2002) 。采用“二段化学反应,一段物理合成”方法,和去除有害离子和防止元素离子之间拮抗技术,较 好地解决了磷的速溶性以及元素之间的拮抗等问题。滴灌专用肥系列产品分 A、B、C 3 种基本类型,可根 据不同土壤类型和作物营养特点按需配型,总有效养分达 51%~60%,水溶性≥99.5%,并能与各种中、酸性 农药、微肥、生长调节剂混用。在棉花膜下滴灌上的试验表明,喷滴灌专用肥氮的利用率在 70%左右,磷 32%左右。池静波等(2002)应用旋转组合设计,研究了棉花生育期和棉花滴灌专用肥的氮磷配比的关系。 汪羞德等(2002)研究了 4 个蔬菜滴灌专用肥配方,分别适用于瓜果类、果菜类、结球叶菜类,配方的主 要差别为氮磷钾比例不同。在发达国家,用于灌溉的悬浮液体肥料得到普遍应用,但我国这方面的研究基 本是空白。 六、中国灌溉施肥技术的发展前景 目前,灌溉施肥的发展呈现 3 个特点,第一,随着水资源危机的加剧,越来越多的国家重视发展微灌, 特别是在干旱和半干旱地区发展很快;第二,为达到更加节约能源的目的,促使微灌施肥技术理论和设备 的研究不断深入,设备性能得以不断完善、提高,产品呈现标准化、系列化;第三,新技术(如计算机软 件、激光、GIS 等)不断应用到灌溉施肥系统中,使系统管理向自动化、智能化发展。根据灌溉施肥技术 的特点,结合中国的农业生产和自然资源分布状况,我国灌溉施肥技术应用发展的主要作物有 4 类。第一 类:果树类-苹果、梨、桃、葡萄、板栗、杏,柑橘、荔枝、猕猴桃等;第二类:设施栽培蔬菜瓜类-番茄、 甜椒、茄子、黄瓜、西瓜、甜瓜、油菜、芹菜、莴笋、香菇、平菇、金针菇等;花卉类-月季、唐昌蒲、百 合等;药材类-西洋参等;园林、绿地、苗圃、南方茶园。第三类:大田经济作物,包括棉花、烟草、甜菜 等;第四类:西北严重干旱缺水的集雨农业地区农户小面积的大田粮油作物等。考虑到我国经济发展状况 和国家扶持力度等综合条件,以及农民投入能力,灌溉施肥技术应用发展的重点地区,一是北方严重干旱 缺水的丘陵山区坡地,包括水土流失严重而急需治理的地区;二是大中城市及乡镇经济与农业生产较发达

的地区等。 据业内人士指出,今后很长一段时间中国灌溉施肥技术的市场潜力主要表现在以下几个方面: 1.建立现代农业示范区,由政府出资引进先进的灌溉施肥技术与设备作生产示范,让农民效仿。 2.休闲农业、观光果园等一批都市农业的兴起,将会进一步带动灌溉施肥技术的应用和发展。 3.商贸集团投资农业,进行规模化生产,建立特种农产品基地,发展出口贸易、农产品加工或服务于 城市的餐饮业等。上述基地追求农业的高品质,将会应用精量灌溉施肥设备和技术。 4.为改善城镇环境,草坪绿地的发展,公园、运动场、居民小区等休闲设施,也是灌溉施肥设备潜在 的市场。 5.农民收入的增加和技术培训的到位,使农民有能力也愿意使用灌溉施肥技术和设备,以节约水、土 和劳动力资源,以获取最大的农业经济效益。 中国水资源十分匮乏,人均淡水资源仅占世界人均量的 1/4。我国果树、蔬菜、茶园、棉田、园林、花 卉、绿地、苗圃,西北可干旱地区总面积累计至少在 4000 万公顷(6 亿亩)以上,这些作物和地区非常适 合发展灌溉施肥技术。我国现有 1 亿公顷耕地中尚有 50%的面积没有灌溉措施,其中丘陵山区占 60%(0.3 亿公顷) ;现有 855 万公顷果园中,80%的面积分布在丘陵山区,这些地区都比较适宜微灌施肥的发展。根 据农业部 2002 年全国农业统计提要,2002 年全国蔬菜和菜用瓜播种面积 1735 万 hm2,其中设施栽培面积 170.05 万公顷,目前较普遍地采用大水大肥的管理模式,不但浪费了水、肥资源,还导致了土壤退化和环 境污染,推广微灌施肥技术是解决这些问题的有效措施。 另外,我国还有 3.7 亿公顷的盐碱地、荒地没有 开发,这些都可以视为发展微灌施肥的潜在区域。由于推广和投资体制等方面的问题,我国 74.2%的微灌 面积没有与施肥结合,微灌施肥技术的潜在优势还没有完全发挥 2000-2010 年,国家级节水灌溉资金投资 约 2000 亿元。“十五”期间,计划每年发展微灌 2.0 万公顷,2005-2010 年,每年新增 3.3 万公顷,2010 年 后每年 6.6 万公顷,到 2015 年全国微灌面积将达到 100 万公顷,灌溉施肥技术在我国有广阔的发展前景。


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