小麥、春玉米微噴水肥一體化技術(shù)示范效果研究初報

鄭育鎖，劉文政，張 滈，陳子學(xué)，韓 旭（.天津市土壤肥料工作站，天津 30006；.天津市實驗林場，天津 30504）

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小麥、春玉米微噴水肥一體化技術(shù)示范效果研究初報

鄭育鎖1，劉文政2，張 滈1，陳子學(xué)1，韓 旭1
（1.天津市土壤肥料工作站，天津 300061；2.天津市實驗林場，天津 301504）

摘要：在天津市實驗林場進(jìn)行了小麥、春玉米微噴水肥一體化技術(shù)試驗示范。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)高產(chǎn)模式下的地面灌溉撒施肥料比較，微噴水肥一體化技術(shù)在節(jié)水、節(jié)肥、省工、增產(chǎn)、增效等方面效果突出。其中冬小麥節(jié)水48%，灌溉水分生產(chǎn)效率提高2.88 kg?m-3，春玉米節(jié)水43%，灌溉水分生產(chǎn)效率為5.71 kg?m-3；冬小麥氮肥節(jié)省25.8%、春玉米氮肥節(jié)省28.5%；冬小麥投入成本累計增加79元?（667 m2）-1，春玉米減少1元?（667 m2）-1；冬小麥增產(chǎn)24.3%，春玉米增產(chǎn)18.1%；冬小麥增加效益144.2元?（667 m2）-1，春玉米增加效益200元?（667 m2）-1。

關(guān)鍵詞：小麥；春玉米；微噴；水肥一體化

天津市屬于水資源嚴(yán)重缺乏城市，人均水資源160 m3，僅為全國人均占有量的1/15。全市農(nóng)業(yè)用水平均每年缺口8 億～10億m3，嚴(yán)重干旱時缺水達(dá)12億m3，對天津市小麥玉米生產(chǎn)形成嚴(yán)重制約。水肥一體化技術(shù)具有顯著的節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)、增收的效果，因此應(yīng)用水肥一體化技術(shù)是天津市小麥玉米生產(chǎn)的必然要求，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢和方向。水肥一體化技術(shù)在蔬菜、果樹等經(jīng)濟(jì)作物上推廣多年，但在大田作物上應(yīng)用較少，為此，開展了微噴水肥一體化技術(shù)與傳統(tǒng)高產(chǎn)模式下的地面灌溉撒施肥料效果比較，為該技術(shù)應(yīng)用于大田作物生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

微噴帶規(guī)格與技術(shù)參數(shù)如表1所述。鋪設(shè)長度均為45 m，鋪設(shè)間距1.8 m，一級支管為Φ90 PE軟管，二級支管為Φ75 PE軟帶。每輪灌區(qū)設(shè)置10根微噴帶，微噴帶間距3.6 m，長45 m。首部壓力為5 m，微噴帶額定壓力10 m。常規(guī)灌水采用“小白龍”，規(guī)格和參數(shù)與一般農(nóng)田相同。

表1 微噴帶型號與技術(shù)參數(shù)

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)2個處理：

處理1：灌水方式采用“小白龍”管灌，追肥為傳統(tǒng)隨水撒施。

處理2：灌水方式采用微噴灌，追肥為施肥器微噴施肥。

水肥方案：根據(jù)冬小麥和春玉米整個生育期的需水、需肥特點，確定合理的灌水時間、灌水量以及配肥種類和施肥量，兩種處理的灌水施肥方案分別見表2、表3。冬小麥667 m2基施磷酸二銨20 kg；春玉米667 m2基施復(fù)合肥（17-17-17）40 kg。

灌溉水分生產(chǎn)率是指單位灌溉用水量消耗所能生產(chǎn)的農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品數(shù)量，按下公式計算：WUE=Y/M，式中WUE為作物灌溉水分生產(chǎn)率（kg?m-3）；Y為單位面積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品產(chǎn)出量（kg?hm-2）；M為作物全生育期內(nèi)灌水量（m3?hm-2）。

表2 冬小麥、春玉米傳統(tǒng)小白龍灌溉施肥方案

表3 冬小麥、春玉米微噴水肥一體化技術(shù)試驗示范方案

1.3 試驗概況

試驗在天津市實驗林場進(jìn)行。供試作物為冬小麥和春玉米，冬小麥品種為小偃60，2014年10月20日播種，667 m2播量20 kg，基本苗約37萬株?（667 m2）-1；春玉米品種為偉科702，2015年4月27日播種，667 m2播量2 kg，基本苗約5 000株?（667 m2）-1。

試驗面積共3.33 hm2，分為東西兩塊，每塊地東西寬94 m，南北長178 m，一塊地種植冬小麥，一塊種植春玉米。土壤為黏質(zhì)鹽化潮土，pH值8.0，有機(jī)質(zhì)18.5 g?kg-1，全氮1.17 g?kg-1，有效磷15.8 mg?kg-1，速效鉀285 mg?kg-1，全鹽0.15%。水源為地下水，水泵揚程80 m（水泵下井深度75 m），流量80 m3?h-1，功率28 kW?h-1，出水口4寸管。

2 結(jié)果與分析

2.1 作物長勢與產(chǎn)量組成情況

分別對冬小麥株高、穗長、穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和春玉米株高、穗長、穗數(shù)、穗粒數(shù)、百粒重進(jìn)行調(diào)查分析（見表4、表5）。結(jié)果表明，微噴水肥一體化技術(shù)與傳統(tǒng)小白龍灌溉撒施肥處理相比，冬小麥的株高、穗長分別增加1.9 cm、0.3 cm，穗粒數(shù)和千粒重分別增加4個、4.1 g，產(chǎn)量增加124 kg?（667 m2）-1，增產(chǎn)24.3%；春玉米株高、穗長分別增加5 cm、0.7 cm，單穗粒重和百粒重分別多7 g、2.9 g，產(chǎn)量增加136 kg?（667 m2）-1，增產(chǎn)18.1%。

表4 冬小麥生物性狀與產(chǎn)量構(gòu)成統(tǒng)計表

表5 春玉米生物性狀與產(chǎn)量構(gòu)成統(tǒng)計表

2.2 節(jié)水和節(jié)肥效果

2.2.1 節(jié)水效果

灌溉水分生產(chǎn)效率能綜合反映灌區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平，顯示單位灌溉水量的農(nóng)作物產(chǎn)出效果。由表6、表7看出，微噴水肥一體化技術(shù)與地面灌溉處理比較，冬小麥節(jié)水115 m3?（667m2）-1，節(jié)水48%，灌溉水水分生產(chǎn)效率為4.69 kg?m-3，地面灌溉處理的灌溉水水分生產(chǎn)效率為1.81 kg?m-3；春玉米節(jié)水60 m3?（667m2）-1，節(jié)水43%，灌溉水水分生產(chǎn)效率為11.07 kg?m-3，地面灌溉處理的灌溉水水分生產(chǎn)效率為5.36 kg?m-3。

表6 冬小麥不同技術(shù)模式灌水量統(tǒng)計表 （m3?（667 m2）-1）

表7 春玉米不同技術(shù)模式灌水量統(tǒng)計表 （m3?（667 m2）-1）

2.2.2 節(jié)肥效果

冬小麥和春玉米兩個試驗各階段的施肥量見表8、表9。冬小麥微噴水肥一體化技術(shù)667 m2施肥量為：純N 11.2 kg、P2O59.7 kg、K2O 1.5 kg；春玉米667 m2施肥量為：純N 9.8 kg、P2O57.3 kg、K2O 8.3 kg。微噴水肥一體化技術(shù)比傳統(tǒng)地面灌溉施肥667 m2節(jié)省純N 3.9 kg，增加P2O50.5 kg，增加K2O 1.5 kg。冬小麥節(jié)省氮肥25.8%、春玉米節(jié)省氮肥28.5%。

表8 冬小麥不同技術(shù)模式施肥量統(tǒng)計表 （kg?（667 m2）-1）

表9 春玉米不同技術(shù)模式施肥量統(tǒng)計表 （kg?（667 m2）-1）

2.3 投入成本分析

投入成本主要包括種子、整地、播種、灌溉、施肥、打藥、收獲等投入。由表10、表11可見，微噴水肥一體化技術(shù)與傳統(tǒng)的地面灌溉施肥模式比較，冬小麥節(jié)省灌溉電費25元，667 m2節(jié)省灌溉、施肥、噴藥人工30元；春玉米節(jié)省灌溉電費12元，肥料投入節(jié)約4元，667 m2節(jié)省灌溉、施肥、噴藥人工85元。

表10 冬小麥生產(chǎn)農(nóng)資和人工投入成本對照統(tǒng)計表 （元?（667 m2）-1 ）

表11 春玉米生產(chǎn)農(nóng)資和人工投入成本對照統(tǒng)計表 （元?（667 m2）-1 ）

2.3.1 設(shè)備成本分析

微噴水肥一體化技術(shù)與傳統(tǒng)的地面灌溉施肥模式比較，灌溉施肥設(shè)備是新增加的主要成本（見表12）。

表12 冬小麥、玉米微噴水肥一體化技術(shù)設(shè)備成本統(tǒng)計表

設(shè)備成本按照示范區(qū)面積1.67 hm2核算，其中田間微噴帶按照可利用周期2 a計算，每667 m2投入成本92元?a-1；首部和主管道閥門等部件按照可利用周期為8 a計算，每667 m2投入成本48元?a-1，加上兩次安裝人工60元，折算每667 m2投入設(shè)備及人工成本200元?a-1，如按照小麥玉米輪作的話，一季冬小麥或玉米設(shè)備投入成本100元?（667 m2）-1。

2.3.2 肥料成本分析

微噴水肥一體化技術(shù)與傳統(tǒng)的地面灌溉施肥模式比較，施用肥料發(fā)生變化，其中追肥使用水溶性肥料。肥料成本組成按1.67 hm2計算，冬小麥肥料投入成本111元?（667 m2）-1，玉米肥料投入成本136元?（667 m2）-1（見表13）。

表13 小麥、玉米微噴水肥一體化技術(shù)肥料成本統(tǒng)計表

總之，累加上設(shè)備成本，冬小麥微噴水肥一體化技術(shù)投入成本累計為463元?（667 m2）-1，比傳統(tǒng)地面灌溉施肥多79元?（667 m2）-1。春玉米微噴水肥一體化技術(shù)投入成本累計為474元?（667 m2）-1，比傳統(tǒng)地面灌溉施肥少1元?（667 m2）-1。

2.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

據(jù)統(tǒng)計，冬小麥微噴水肥一體化技術(shù)比傳統(tǒng)地面灌溉施肥技術(shù)模式增產(chǎn)124 kg?（667 m2）-1，按小麥籽粒1.8元?kg-1計算，667 m2增收144.2元；玉米微噴水肥一體化技術(shù)比傳統(tǒng)地面灌溉施肥技術(shù)模式增產(chǎn)136 kg?（667 m2）-1，玉米籽粒按1.5?kg-1元計算，667 m2增收200元（表14、表15）。

表14 不同處理小麥新增純效益分析表

表15 不同處理玉米新增純效益分析表

3 結(jié)論與討論

（1）微噴水肥一體化技術(shù)與傳統(tǒng)地面灌溉施肥處理在節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)、增收等方面效果突出。二者對比：微噴水肥一體化技術(shù)冬小麥667 m2節(jié)水115 m3，節(jié)水48%，灌溉水分生產(chǎn)效率提高2.88 kg?m-3；春玉米667 m2節(jié)水60 m3，節(jié)水43%，灌溉水分生產(chǎn)效率為5.71 kg?m-3。冬小麥和春玉米667 m2節(jié)省純N 3.9 kg，增加P2O50.5 kg，增加K2O 1.5 kg。其中冬小麥節(jié)省氮肥25.8%、春玉米節(jié)省氮肥28.5%。冬小麥667 m2產(chǎn)量增加124 kg，增產(chǎn)24.3%；春玉米667 m2產(chǎn)量增加136 kg，增產(chǎn)18.1%。分析表明，冬小麥667 m2投入成本累計增加79元，春玉米減少1元。冬小麥667 m2增加效益144.2元，春玉米增加效益200元。

（2）微噴水肥一體化技術(shù)在天津地區(qū)推廣過程中，也存在一些問題。一是微噴方式不適合澆凍水，越冬水還應(yīng)采取地面灌溉或者其他節(jié)水灌溉方式；二是小麥進(jìn)入抽穗期后，植株長勢較密，阻擋微噴灌溉，嚴(yán)重影響灌溉均勻度；三是種植大戶采取微噴水肥一體化技術(shù)，布置的田間管網(wǎng)影響農(nóng)機(jī)作業(yè)，如機(jī)械化除草、中耕等；四是薄壁的微噴帶存在因鳥類喝水而啄破管道，影響灌溉效果；五是水溶性肥料選擇范圍小，高品質(zhì)的水溶性肥料價格偏高；六是微噴設(shè)備在作物換茬過程中，拆卸安裝麻煩。因此，微噴灌溉條件下，灌溉施肥制度需要不斷優(yōu)化以利于生產(chǎn)推廣應(yīng)用。

試驗研究

文章編號：1002-0659（2016）02-0008-05

中圖分類號：S275.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

收稿日期：2016-03-02

基金項目：天津市農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化專項“種植大戶小麥、玉米微噴水肥一體化技術(shù)集成示范”（14ZXNZNC00038）

作者簡介：主要鄭育鎖（1979-），男，高級農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料與節(jié)水農(nóng)業(yè)工作。E-mail：zhengyusuotj@126.com