一種新的生態(tài)控肥節(jié)水技術(shù)在海城市農(nóng)業(yè)節(jié)水推廣中的應(yīng)用研究

李?lèi)?ài)萍

(海城市水利工程建設(shè)質(zhì)量安全監(jiān)督站，遼寧 鞍山 114200)

海城市主要種植物為水稻、玉米等，是遼寧省重點(diǎn)產(chǎn)糧區(qū)之一。近年來(lái)的棚菜生產(chǎn)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，農(nóng)業(yè)需水量逐年遞增，農(nóng)業(yè)用水量占總用水量的97%，考慮到區(qū)域用水平衡和用水矛盾日益突出，急需要對(duì)農(nóng)業(yè)節(jié)水方式進(jìn)行改造。當(dāng)前，對(duì)于農(nóng)業(yè)節(jié)水研究大都集中于提高其節(jié)水能力[1- 6]，而對(duì)于作物施肥技術(shù)的研究還相對(duì)較少，當(dāng)前，有學(xué)者通過(guò)對(duì)作物控肥技術(shù)進(jìn)行研究來(lái)提高其農(nóng)業(yè)利用效率的系數(shù)[7- 10]，減少作物需水量，但是大都對(duì)產(chǎn)量及其生態(tài)有所影響，依托中央財(cái)政農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣示范項(xiàng)目，提出一種新的生態(tài)控肥節(jié)水技術(shù)，并在海城進(jìn)行農(nóng)業(yè)推廣，提高其主要農(nóng)作物節(jié)水效率的同時(shí)，也減少其化肥使用量，達(dá)到生態(tài)效益。

1 生態(tài)控肥技術(shù)要點(diǎn)和指標(biāo)

生態(tài)控肥節(jié)水技術(shù)將80目以上的粉狀斜發(fā)沸石在插秧前表層撒施或和基肥混施。一般沸石量為9900～12000kg/hm2(常規(guī)淹灌可采用4950～6000kg/hm2)。本方案采用80目斜發(fā)沸石，其使用量為4950kg/hm2，改善灌溉面積36.4hm2。生態(tài)控肥節(jié)水技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

1.1 斜發(fā)沸石

斜發(fā)沸石是鋁硅酸鹽類(lèi)礦物，外觀呈濡白色或磚紅色，屬弱酸性陽(yáng)離子交換劑，經(jīng)人工導(dǎo)入活性組分，使其具有新的離子交換或吸附能力，吸附容量也相應(yīng)增大。

表1 生態(tài)控肥主要技術(shù)指標(biāo)

1.2 斜發(fā)沸石濾料的使用

斜發(fā)沸石適宜農(nóng)作物栽培，它是含有鉀、鈣、鎂等多種金屬離子有硅氧四面體和鋁氧四面體構(gòu)成的架狀侶硅酸鹽礦物，是氨離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子等多種金屬離子的高效離子交換劑，并首先吸附氨離子，對(duì)氮、磷、鉀等具有吸附、分離雙向調(diào)節(jié)作用。它的另一個(gè)性能是吸附性強(qiáng)或易于極化的分子，對(duì)水的親合力最強(qiáng)。沸石粉與肥料接觸過(guò)程中，肥料中的氨離子、鉀離子被交換到沸石結(jié)晶格架中的微孔和通道中，披農(nóng)作物養(yǎng)份交換后的沸石，對(duì)農(nóng)作物能起到離子化肥的作用，并在土壤中緩慢地釋放養(yǎng)分，具有保持肥效持久性，就是肥料損失，提高肥料利用率和減輕肥料對(duì)農(nóng)作物的傷害作用。

另外，鈣-鉀型斜發(fā)沸石在土壤中能提高土壤離子的交換能力，提高土壤養(yǎng)分含量的利用率，降低土壤黏性，提高透水性、保水性、保肥性、改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤有效養(yǎng)分含量、調(diào)節(jié)土壤酸堿性，可有效的改良土壤，對(duì)于提高肥料廠(chǎng)和農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益、效果顯著。

2 生態(tài)控肥關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)監(jiān)測(cè)方法

分別觀測(cè)各渠道邊坡及渠底襯砌下40、80cm處地溫，具體埋設(shè)位置如圖1所示，每年1和2月選擇氣溫最低時(shí)各觀測(cè)1次，應(yīng)分別在苯板襯砌渠道和普通襯砌渠道上。制作渠道時(shí)將40、80cm長(zhǎng)的Φ50mmPVC管預(yù)埋進(jìn)渠道邊坡和渠底，做好密封，冬季觀測(cè)時(shí)將溫度計(jì)探頭放入管中，待主機(jī)讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)即可讀數(shù)。

圖1 生態(tài)控肥關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)測(cè)布設(shè)情況

3 生態(tài)控肥試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

3.1 生態(tài)控肥技術(shù)下水稻需水量試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)生態(tài)控肥技術(shù)下水稻整個(gè)生育期的需水試驗(yàn)進(jìn)行分析，見(jiàn)表2。

從試驗(yàn)結(jié)果可看出，水稻整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育期其需水系數(shù)在0.9～2.1之間，需水最大值主要出現(xiàn)在黃熟期，這一時(shí)期主要在9月，9月屬于海城降水較少的月份，降水一般集中7—8月，9月易出現(xiàn)秋旱情況。而需水系數(shù)較低的出現(xiàn)在其剛種植的時(shí)間，5月區(qū)域降水量逐步增多。水稻水面蒸發(fā)2個(gè)大值主要出現(xiàn)在孕穗和乳熟期，這2個(gè)時(shí)間需要重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)施肥技術(shù)的多方應(yīng)用，降低水稻的需水系數(shù)。

表2 生態(tài)控肥技術(shù)下水稻不同生長(zhǎng)期需水試驗(yàn)結(jié)果

3.2 生態(tài)控肥技術(shù)前后水稻生長(zhǎng)期節(jié)水效率對(duì)比

結(jié)合生態(tài)控肥技術(shù)實(shí)施前后的水稻生長(zhǎng)期節(jié)水觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)比生態(tài)控肥后水稻的節(jié)水效率，見(jiàn)表3。

表3 生態(tài)控肥技術(shù)推廣應(yīng)用前后節(jié)水效率對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

相較于生態(tài)控肥前，生態(tài)控肥技術(shù)實(shí)施后，水稻作物各生長(zhǎng)期的節(jié)水效率普遍得到提高，提高率在6.8%～27.6%之間，通過(guò)觀測(cè)試驗(yàn)分析其灌溉用水有效利用系數(shù)有原來(lái)的0.35～0.45提高到0.55～0.65，畝節(jié)水可達(dá)到50m3，水分利用效率提高15%～20%，其農(nóng)業(yè)節(jié)水效率十分明顯。

3.3 生態(tài)控肥技術(shù)前后水稻生長(zhǎng)期施肥效率對(duì)比

在節(jié)水效率分析的基礎(chǔ)上，對(duì)生態(tài)控肥技術(shù)實(shí)施前后的施肥效率進(jìn)行分析，見(jiàn)表4。

表4 生態(tài)控肥技術(shù)推廣應(yīng)用前后施肥效率對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)施生態(tài)控肥節(jié)水灌溉技術(shù)和能量控制灌溉技術(shù)均可提高水分利用效率和肥效，減少深層滲漏，降低土壤酸化和地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。相比于生態(tài)控肥實(shí)施前，區(qū)域水稻產(chǎn)量增加10%～15%，水分利用效率提高15%～20%。

3.4 生態(tài)控肥技術(shù)前后水稻降雨入滲補(bǔ)給量對(duì)比

考慮到降水是農(nóng)作物需水一個(gè)重要的補(bǔ)給方式，分析生態(tài)控肥前后對(duì)降雨入滲補(bǔ)給的影響，影響結(jié)果如圖2所示。

圖2 生態(tài)控肥前后降雨入滲補(bǔ)給影響分析

生態(tài)控肥技術(shù)應(yīng)用后，減少了區(qū)域深層滲漏，使得同樣降水條件下的水稻淺層的入滲補(bǔ)給量增多，生態(tài)控肥技術(shù)后，降雨入滲補(bǔ)給在作物生長(zhǎng)期的分配較為均勻，波動(dòng)性減弱。總體上看作物的埋深程度和降雨入滲補(bǔ)給量關(guān)系較為明顯，而生態(tài)控肥對(duì)其影響程度較弱。

4 結(jié)論

(1)本次技術(shù)推廣面積共計(jì)36.4hm2，平均可增加經(jīng)濟(jì)效益3000元/hm2，可增加經(jīng)濟(jì)效益10.92萬(wàn)元，輻射區(qū)面積為333.33hm2，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益100萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著，可進(jìn)行技術(shù)全面推廣。

(2)實(shí)施生態(tài)控肥節(jié)水灌溉技術(shù)和能量控制灌溉技術(shù)均可提高水分利用效率和肥效，減少深層滲漏，降低土壤酸化和地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)良好循環(huán)，并可向精準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變。