高效節(jié)水農業(yè)技術在玉米生產中的應用分析

朱立強，劉小紅

（東營市東營區(qū)牛莊鎮(zhèn)農業(yè)綜合服務中心，山東東營 257086）

0 引言

玉米是我國的重要糧食作物之一，也是我國的主要飼料作物和工業(yè)原料。玉米生產中的水資源利用效率和節(jié)水效果，直接關系到我國的糧食安全、農業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護。然而，我國目前的玉米生產中普遍存在著水資源利用不高、灌溉方式落后、節(jié)水效果不佳等問題，造成了嚴重的水資源浪費和環(huán)境污染，制約了玉米生產的發(fā)展和水資源的節(jié)約。因此，有必要在玉米生產中引進和推廣高效節(jié)水農業(yè)技術，實現(xiàn)節(jié)約用水、增加收益、保護環(huán)境的多重效益。

1 玉米生產中面臨的節(jié)水問題

1.1 水資源利用率不高，大水漫灌普遍

玉米生產中，水資源的利用效率是影響產量和質量的重要因素之一。我國目前的玉米灌溉方式普遍存在著水源利用不高，大水漫灌的現(xiàn)象，造成了嚴重的水資源浪費和環(huán)境污染。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，大水漫灌導致灌溉用水量過大，超過了玉米生長所需的最佳水分條件，造成了土壤鹽漬化、地下水位上升、土壤結構破壞等問題。

第二，大水漫灌使得灌溉均勻性差，導致了玉米田間的水分分布不均，影響了玉米的生長發(fā)育和產量品質。

第三，大水漫灌增加了農業(yè)用水成本，降低了農民的經(jīng)濟效益。據(jù)統(tǒng)計，我國農業(yè)用水占總用水量的62%，其中玉米灌溉用水占農業(yè)用水量的15%[1]。大水漫灌使得每公頃玉米生產所需的用水量遠高于其他國家。

第四，大水漫灌加劇了農業(yè)非點源污染，破壞了生態(tài)環(huán)境。大水漫灌使得農藥、化肥等農業(yè)投入品隨著灌溉排水流入河流、湖泊、地下水等，造成了水體富營養(yǎng)化、重金屬污染、有機物污染等問題。

1.2 灌溉方式落后，節(jié)水效果不佳

玉米生產中，灌溉方式的選擇和優(yōu)化是提高水資源利用效率和節(jié)水效果的關鍵。我國目前的玉米灌溉方式普遍存在著落后、單一、低效的問題，限制了玉米生產的發(fā)展和水資源的節(jié)約。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，灌溉方式以地面灌溉為主，缺乏高效節(jié)水灌溉技術的應用。地面灌溉包括漫灌、溝渠灌溉、邊溝灌溉等，這些方式都需要大量的水資源和人力，且水分利用率低，一般只有30%～50%[2]。而高效節(jié)水灌溉技術如噴灌、滴灌、微灌等，可以根據(jù)玉米的生長需求和土壤狀況，精確控制水分的供給和分布，提高水分利用率和玉米產量。

第二，灌溉方式缺乏科學的設計和管理，不能適應玉米生長的不同階段。玉米生長過程中，對水分的需求量和敏感程度是不同的。一般來說，玉米播種期、拔節(jié)期、抽雄期、乳熟期等是對水分需求較大的關鍵時期，而苗期、成熟期等是對水分需求較小的非關鍵時期。因此，灌溉方式應該根據(jù)玉米生長的不同階段，合理安排灌溉次數(shù)、量和時間，避免過多或過少的灌溉。

第三，灌溉方式與其他農業(yè)措施配合不好，影響了玉米生產的綜合效益。玉米生產中，除了灌溉外，還需要考慮耕作制度、品種選擇、施肥方法、病蟲害防治等因素。這些因素都會影響玉米對水分的吸收和利用，以及玉米產量和品質。因此，灌溉方式應該與其他農業(yè)措施相協(xié)調，形成一個綜合的玉米生產系統(tǒng)。

2 高效節(jié)水農業(yè)技術在玉米生產中的綜合效益

高效節(jié)水農業(yè)技術在玉米生產中的應用，可以顯著提高灌溉用水的利用率和節(jié)水效果，為我國的水資源保護和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，高效節(jié)水農業(yè)技術可以減少灌溉用水量，提高玉米單產。根據(jù)不同的灌溉方式，玉米生產所需的用水量有很大差異。一般來說，地面灌溉需要用水量為6 000～ 8000 m3/hm2，而噴灌、滴灌、微灌等高效節(jié)水灌溉技術只需要用水量為3 000～4 000 m3/hm2。這樣，玉米生產可以節(jié)約用水量3 000～5 000 m3/hm2，相當于節(jié)約了50%～60%的水資源[3]。同時，高效節(jié)水農業(yè)技術可以保證玉米田間的水分供應和分布均勻合理，促進玉米的生長發(fā)育和光合作用，提高玉米的抗旱能力和品質，增加玉米的單產和總產。

第二，高效節(jié)水農業(yè)技術可以降低灌溉成本，增加農民收入。高效節(jié)水農業(yè)技術不僅可以節(jié)約用水資源，還可以節(jié)約人力、物力、財力等投入。一方面，高效節(jié)水農業(yè)技術可以實現(xiàn)灌溉的自動化、精確化、智能化，減少人工操作和管理，降低勞動強度和勞動成本。另一方面，高效節(jié)水農業(yè)技術可以減少灌溉設施的建設和維護費用，降低能源消耗和運行費用。據(jù)統(tǒng)計，高效節(jié)水農業(yè)技術在玉米生產中的應用，玉米生產可以降低灌溉成本1 000～2 000元/hm2，相當于降低了20%～30%的成本[4]。同時，由于高效節(jié)水農業(yè)技術可以提高玉米單產和品質，增加了玉米的市場價值和競爭力，從而增加了農民的收入和利潤。

第三，高效節(jié)水農業(yè)技術可以改善土壤環(huán)境，保護生態(tài)系統(tǒng)。高效節(jié)水農業(yè)技術在玉米生產中的應用，可以避免過多或過少的灌溉對土壤環(huán)境造成的不利影響。一方面，高效節(jié)水農業(yè)技術可以防止土壤鹽漬化、地下水位上升、土壤結構破壞等問題，維持土壤的肥力和透氣性，提高土壤的持水能力和抗侵蝕能力。另一方面，高效節(jié)水農業(yè)技術可以減少農藥、化肥等農業(yè)投入品隨著灌溉排水流入河流、湖泊、地下水等造成的污染問題，保護了水體的質量和生物多樣性，維護了生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。

3 高效節(jié)水農業(yè)技術在玉米生產中的應用策略

3.1 改變傳統(tǒng)灌溉方式，采用噴灌、滴灌、微灌等新型節(jié)水技術

改變傳統(tǒng)灌溉方式，采用噴灌、滴灌、微灌等新型節(jié)水技術，是提高玉米生產中的水資源利用效率和節(jié)水效果的有效途徑。這些新型節(jié)水技術的特點是：

第一，噴灌：利用高壓泵將水源輸送到噴頭，通過噴頭將水以霧狀或雨狀均勻地噴灑到玉米田間，模擬自然降雨的過程。噴灌可以減少水分的蒸發(fā)和滲漏損失，提高水分利用率和玉米產量。

第二，滴灌：利用低壓泵將水源輸送到滴頭，通過滴頭將水以滴狀或細流狀定量地滴入玉米根系附近的土壤中，實現(xiàn)土壤的局部濕潤。滴灌可以減少水分的流失和浪費，提高水分利用率和玉米品質。

第三，微灌：利用微型泵將水源輸送到微噴頭或微管，通過微噴頭或微管將水以極細的霧狀或流狀均勻地覆蓋到玉米植株上，實現(xiàn)玉米葉面的濕潤。微灌可以減少水分的消耗和污染，提高水分利用率和玉米抗旱能力。

這些新型節(jié)水技術與傳統(tǒng)的地面灌溉方式相比，具有以下優(yōu)勢：

第一，節(jié)約用水：新型節(jié)水技術可以根據(jù)玉米的生長需求和土壤狀況，精確控制水分的供給和分布，避免過多或過少的灌溉，降低灌溉用水量。據(jù)統(tǒng)計，新型節(jié)水技術在玉米生產中的應用，玉米生產可以節(jié)約用水量3 000～5 000 m3/hm2，相當于節(jié)約了50%～60%的水資源。

第二，提高產量：新型節(jié)水技術可以保證玉米田間的水分供應和分布均勻合理，促進玉米的生長發(fā)育和光合作用，提高玉米的抗旱能力和品質，增加玉米的單產和總產。據(jù)統(tǒng)計，新型節(jié)水技術在玉米生產中的應用，玉米生產可以提高產量1 000～2 000 kg/hm2，相當于提高了20%～30%的產量。

第三，降低成本：新型節(jié)水技術不僅可以節(jié)約用水資源，還可以節(jié)約人力、物力、財力等投入。一方面，新型節(jié)水技術可以實現(xiàn)灌溉的自動化、精確化、智能化，減少人工操作和管理，降低勞動強度和勞動成本。另一方面，新型節(jié)水技術可以減少灌溉設施的建設和維護費用，降低能源消耗和運行費用。據(jù)統(tǒng)計，新型節(jié)水技術在玉米生產中的應用，玉米生產可以降低灌溉成本1 000～2 000元/hm2，相當于降低了20%～30%的成本[5]。

第四，保護環(huán)境：新型節(jié)水技術在玉米生產中的應用，可以避免過多或過少的灌溉對土壤環(huán)境造成的不利影響。一方面，新型節(jié)水技術可以防止土壤鹽漬化、地下水位上升、土壤結構破壞等問題，維持土壤的肥力和透氣性，提高土壤的持水能力和抗侵蝕能力。另一方面，新型節(jié)水技術可以減少農藥、化肥等農業(yè)投入品隨著灌溉排水流入河流、湖泊、地下水等造成的污染問題，保護了水體的質量和生物多樣性，維護了生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。

3.2 推遲玉米首次灌溉時間

推遲玉米首次灌溉時間是一種高效節(jié)水農業(yè)技術，在玉米生產中有著重要的意義。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，推遲玉米首次灌溉時間可以利用玉米的早期耐旱性，減少灌溉用水量。玉米在播種后的苗期，對水分的需求量和敏感程度較低，可以利用土壤中的貯存水分和降雨補充水分，維持正常的生長。因此，可以適當延遲首次灌溉的時間，一般在玉米拔節(jié)期或抽雄期進行，以滿足玉米對水分的關鍵需求。推遲玉米首次灌溉時間可以節(jié)約用水量20%～30%，相當于玉米生產節(jié)約用水量1 200～1800 m3/hm2。

第二，推遲玉米首次灌溉時間可以促進玉米根系的發(fā)育，提高玉米的抗旱能力。玉米在苗期缺水時，會刺激根系向下深入土層，增加根系的長度和表面積，提高根系的吸水能力和效率。同時，缺水也會促進玉米體內的保護酶和滲透調節(jié)物質的合成，增強玉米的抗氧化能力和滲透調節(jié)能力。因此，推遲玉米首次灌溉時間可以使玉米適應干旱環(huán)境，提高玉米的抗旱能力和品質。

第三，推遲玉米首次灌溉時間可以改善土壤環(huán)境，保護生態(tài)系統(tǒng)。過早或過多的灌溉會導致土壤中的氧氣減少，影響土壤中有益微生物的活性，降低土壤的肥力和透氣性。同時，過早或過多的灌溉也會造成水資源的浪費和污染，破壞水體和生態(tài)系統(tǒng)的平衡。因此，推遲玉米首次灌溉時間可以避免這些問題，改善土壤環(huán)境，保護生態(tài)系統(tǒng)。

因此，推遲玉米首次灌溉時間是一種高效節(jié)水農業(yè)技術，在玉米生產中有著重要的意義。它可以實現(xiàn)節(jié)約用水、增加收益、保護環(huán)境的多重效益，是一種符合我國國情和發(fā)展需求的農業(yè)技術創(chuàng)新。

3.3 改變施肥方法

改變施肥方法是提高玉米生產中的水分利用效率和節(jié)水效果的重要措施之一。玉米生長過程中，對氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的需求量和吸收能力是不同的。因此，施肥方法應該根據(jù)玉米的生長階段和土壤狀況，合理安排施肥時間、量和方式，避免過量或不足的施肥。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，采用基肥、追肥相結合的施肥方法，提高玉米對氮素的利用率。基肥是玉米生長初期的主要氮源，一般在播種前或播種時施入土壤中，以滿足玉米苗期的氮素需求。追肥是玉米生長后期的補充氮源，一般在拔節(jié)期或抽雄期施入土壤中，以滿足玉米灌漿期的氮素需求。采用基肥、追肥相結合的施肥方法，可以減少氮素的流失和固定，提高玉米對氮素的利用率和產量。

第二，采用深施、帶施、穴施等精確施肥方法，提高玉米對磷鉀的利用率。磷鉀是玉米生長中的重要營養(yǎng)元素，但它們在土壤中的活性較低，容易被固定或吸附。因此，施肥方法應該使磷鉀與玉米根系接觸面積大，以便于玉米吸收。采用深施、帶施、穴施等精確施肥方法，可以將磷鉀直接施入玉米根系附近，減少磷鉀在土壤中的損失和浪費，提高玉米對磷鉀的利用率和品質。

第三，采用水肥一體化技術，實現(xiàn)灌溉與施肥的同步進行。水肥一體化技術是將水溶性化肥溶解在灌溉水中，通過噴灌、滴灌、微灌等高效節(jié)水灌溉技術輸送到玉米田間，實現(xiàn)灌溉與施肥的同步進行。這種技術可以根據(jù)玉米的生長需求和土壤狀況，精確控制水分和營養(yǎng)元素的供給和分布，提高水分和營養(yǎng)元素的利用率和協(xié)同效應，提高玉米產量和品質。

綜合分析，改變施肥方法是提高玉米生產中的水分利用效率和節(jié)水效果的重要措施之一。通過采用基肥、追肥相結合的施肥方法，深施、帶施、穴施等精確施肥方法，水肥一體化技術等，在保證玉米生長需求的同時，實現(xiàn)節(jié)約用水、增加收益、保護環(huán)境的目標。

4 結語

綜上所述，本文分析了玉米生產中面臨的節(jié)水問題，介紹了高效節(jié)水農業(yè)技術在玉米生產中的綜合效益，提出了高效節(jié)水農業(yè)技術在玉米生產中的應用策略。玉米生產中的傳統(tǒng)灌溉方式存在著水源利用不高、灌溉方式落后、節(jié)水效果不佳等問題，不利于節(jié)約用水資源、提高玉米產量和品質、保護生態(tài)環(huán)境。因此，有必要改變傳統(tǒng)灌溉方式，采用噴灌、滴灌、微灌等新型節(jié)水技術，推遲玉米首次灌溉時間，改變施肥方法，全膜覆蓋等措施，實現(xiàn)節(jié)約用水、增加收益、保護環(huán)境的多重效益。為我國的水資源保護和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了一種符合國情和發(fā)展需求的農業(yè)技術創(chuàng)新。