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粮食作物水肥一体化技术

发布时间:2018-03-05 10:46 来源: 作者:
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  主持人:听众朋友们,大家好,我是主持人李冉。

  我国是人口大国,农业尤其是粮食是安定天下的根本。“农业丰则仓廪实,仓廪实则天下安”,粮安天下,解决好十三亿多人的吃饭问题,始终都是治国安邦的头等大事。虽然我国粮食总产实现了“十二连增”,“两连丰”,但粮食供需总体上仍处于紧平衡状态,“靠天吃饭”没有根本改变,粮食消费还将刚性增长。在“人多地少水缺”矛盾不断加剧的背景下,必须依靠科技进步,实施“藏粮于地、藏粮于技”战略,才能突破粮食生产资源瓶颈,大幅提高粮食单产,实现粮食稳定增产和农业持续健康发展。粮食作物水肥一体化, 就是一项实现节水节肥,还能大幅增产的现代农业新技术。

  在今天的节目时间里,我们就来为听众朋友们介绍水肥一体化主要技术之一——粮食作物水肥一体化技术的相关知识。做客我们节目的专家是全国农业技术推广服务中心节水农业技术处副处长、高级农艺师吴勇。吴处长您好!

  专家:主持人好,听众朋友们大家好。

  主持人:吴处长,在节目开始,请您先给介绍一下粮食作物水肥一体化的基本情况。

  专家:好的。水肥一体化技术是先将肥料兑水溶解,再加入管道灌溉系统,在灌溉的同时将肥料输送到作物根部,可适时适量、方便快捷地满足作物水肥需求的现代农业新技术。大家知道,水肥一体化技术一直以来多在蔬菜、果树、棉花、花卉等经济作物上应用,在粮食作物上应用很少,包括在以色列、美国等国外水肥一体化发展比较先进的国家也很少。从2009年开始,我国在玉米、小麦、马铃薯等粮食作物上开展试验示范应用水肥一体化技术,到现在已经实现较大规模应用,在新疆的小麦玉米,内蒙古的马铃薯玉米,东北西部的玉米,华北平原的小麦玉米,河北张承地区马铃薯等粮食作物都得到大面积推广应用。近几年,粮食作物水肥一体化在我国得到快速发展,无论从应用规模上还是技术模式上,可以说均超过了以色列、美国等发达国家。

  其背后的原因,主要有三个方面:一是保障国家粮食安全的需要。节目开始主持人也介绍了“粮安天下”,解决好吃饭问题始终是治国安邦的头等大事。在2009、2010年经过连续几年粮食增产,很多人心里都有疑问,我们的粮食生产还有没有增长的空间?还有没有增产的潜力?这个时候需要有一项能大幅提高粮食单产、实现持续稳定增产的技术,提振大家的信心。二是应对资源环境问题的需要。从资源总量限制来看,我国要以占世界9%的耕地、6%的淡水资源生产出占世界25%的农产品,养活20%的人口。水土资源约束成为关键限制因素,缺水比缺地更加严峻。而且我国农业用水比例持续下降,未来农业可用水量将维持零增长,农业缺水形势将更加严峻。从资源利用效率来看,水肥利用效率偏低,2014年我国农业用水总量3924亿方,化肥施用量5995.94万吨,但水分生产效率平均仅1公斤/方,化肥利用率平均仅33%左右。农业的转型升级、农业发展方式的转变,都呼唤一项能大幅提高水肥利用效率的新技术。三是应对农村劳动力转移的需要。农村城市间的比价效应,导致人工成本大幅上升,农忙时节每天100元也难以请到人手,没有多少人愿意干脏活、累活、苦活。这种形式下必须要大幅提升农业生产的劳动效率,由过去一个人管理1-5亩小麦玉米,大幅提高到100亩乃至1000亩小麦玉米。

  粮食作物水肥一体化技术,不但能实现较大幅度增产,还能大幅提高水肥利用效率和劳动效率,可以说是应时而生,应需而生,时势造英雄,成就了这么一项利国利民的好技术。比如说在提高效率上,采用水肥一体化技术,水分生产效率可提高20~50%,肥料利用率提高10~20个百分点,一个劳动力可以管理100-1000亩。水肥一体化已成为转变农业发展方式、促进农业可持续发展的关键举措。

  主持人:看来发展粮食作物水肥一体化对于提高粮食产量保证粮食安全、提高资源利用效率和劳动生产率意义重大。

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  主持人:主持人:欢迎回来!在今天节目时间里,我们为听众朋友们介绍粮食作物水肥一体化技术的相关知识。做客我们节目的专家是全国农业技术推广服务中心节水农业技术处副处长吴勇高级农艺师。刚才吴处长介绍了,粮食作物水肥一体化技术,不但能实现较大幅度增产,还能大幅提高水肥利用效率和劳动效率,那么我们今天的主题是水肥一体化技术在粮食作物上的应用,能否重点说说增产效果,为什么能取得这种效果?吴处长

  专家:好,我们先来说增产效果。从我们大规模的田间试验示范来看,应用水肥一体化技术,作物产量要素明显好于传统种植,进而大幅提高粮食单产。比如近年在河北冬小麦上的试验示范,与常规相比,冬小麦成穗率提高,每亩有效穗数由40万增加到50万,且穗大穗匀,单穗粒数增加2-3粒,千粒重增加3-5克,经实打实收亩增产100-150公斤,增幅约15-20%。玉米密度由每亩4000株增加到5000株,很少出现空杆、凸尖等现象,棒子大、长且均匀,夏玉米亩增产200公斤,春玉米亩增产300公斤,增幅30%-50%。马铃薯的增产效果更加明显,增幅达到50%-100%,产量翻倍的情况很普遍。

  为什么能取得这种效果?因为水肥一体化从根本上改变了灌溉和施肥方式,可有效满足作物水肥需求。具体是怎么满足的呢?我们可以做个比较分析。传统种植的特点可以概括为四句话:“地面灌溉,土施肥料,水肥分离,各自为战。”这带来很多无法克服的问题,首先最大的问题是中后期的灌溉和施肥操作难以进行,如冬小麦拔节期后,夏玉米大喇叭口期后,田间封行封垄人员很难进入进行灌水和施肥操作,导致中后期水肥跟不上,而这时候恰恰是产量形成的关键时期,水肥需求的敏感期,水分养分需求量很大却无法供应。其次是固体肥料作物是无法吸收的,必须溶于水才能吸收,所以在施肥前后要及时灌溉或等雨,往往会过量灌溉或大雨肥料被淋失。最后还有其他,如磷肥和中微量元素容易被土壤固定等。这些导致肥料利用率只有30%多,浪费严重的同时作物养分供应不足。水肥一体化的特点也是四句话:“管道灌溉,肥溶于水,水肥一体,同步供应。”相比传统地面灌溉和土施肥料,优势非常明显。一是保证作物全生育期充足的水分养分供应。传统种植只能前期的水肥管理上做文章,搞好底墒水和底肥,中后期的水肥管理没有什么好办法。采用水肥一体化,人员无需进入田间,即便封行封垄后也可通过管道很方便地进行灌水施肥,可以按照作物需求保证全生育期的水肥供应。二是养分供应更加全面。水肥一体化采用水溶肥或液体肥,除了氮、磷、钾三大营养元素,钙、镁、硫、锌等中微量元素也是通过肥液的形式直接输送到作物根部吸收,大幅减少了被土壤固定的机会,保障全面的营养。三是养分供应更加高效。在水肥一体化模式下,肥料溶解于水中以肥液的形式通过管道缓慢输送到根部,作物可以直接吸收利用,无需额外灌溉或等雨,基本没有淋失现象。水肥一体化大幅减少了肥料淋失和土壤固定,磷肥利用率可提高到40-50%,氮肥钾肥可提高到60%以上。作物养分供应更加全面高效。总结起来就是,与传统模式相比,水肥一体化实现了水肥管理的革命性转变,即渠道输水向管道输水转变、浇地向浇庄稼转变、土壤施肥向作物施肥转变、水肥分开向水肥一体转变,水分养分供应全面高效、全程保障,吸收好,浪费少,吃的好当然长得好!

  主持人:听吴处长这样一讲,水肥一体化提高粮食单产的道理就很明白了,那么接下来请您介绍一下这项技术在保障国家粮食安全方面有哪些潜力?

  专家:主持人这个问题问的很好,一项好的技术一定要找到合适的舞台,才能真正发挥作用创造价值。除了刚才讲到的大面积较大幅度地提高单产,还有哪些方面能为粮食安全做贡献?我认为至少还有两点。一是水肥一体化有利于开发后备耕地资源扩大粮食生产面积。水资源问题与耕地问题密切联系,有水就有地,有地就有粮,因此,从粮食生产的角度来说,缺地的本质还是缺水。沙地、河滩地、坡薄地甚至沙漠等传统种植模式难以利用的土地,只要应用水肥一体化技术解决水肥问题,就能成为高产高效的好地。如河北省藁城市在滹沱河河滩砂地上利用水肥一体化技术种植马铃薯,亩产达到4000多斤,昔日没人愿意种的低产田变成了高产田,让沙地也能生黄金。我国新疆北部、东北西部和三江平原地区有着大片类似后备耕地资源,光热条件优越,受水资源制约,难以利用。只要应用水肥一体化技术,解决好水肥问题,就能发挥生产潜能。据专家测算,合理利用好现有水资源,三江平原可新增粮食生产能力350亿斤,新疆北部地区可新增200亿斤,东北西部可新增60亿斤,三地总和可新增610亿斤粮食生产能力。二是水肥一体化有利于扩大灌溉面积提高抗旱减灾能力。近10年来,我国平均每年旱灾发生面积3~4亿亩,成灾面积2亿多亩,绝收近5000万亩,因旱损失粮食600亿斤以上,占因灾损失粮食总量的56%。大力发展水肥一体化,用现代节水灌溉设备装备农业,实现管道输水、高效灌溉和水肥一体化,以现有的农业灌溉水量可扩大灌溉面积约3亿亩,有效提高农业抗旱减灾能力,从根本上改变靠天吃饭的现状,减少旱灾损失200亿斤以上。

  总结起来,水肥一体化技术对粮食安全的保障作用体现在:一是通过水肥高效利用大幅提高单产实现内涵式增粮;二是开发后备耕地扩大粮食生产面积实现外延式增粮;三是扩大灌溉面积抗旱减灾实现减损增粮,三措并举,确保粮食综合生产能力。当然,后备耕地资源不到万不得已不能随便开发,但水肥一体化为我们提供了这种可能,以应对万一的极端情况。

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  主持人:欢迎回来!在今天节目时间里,我们为听众朋友们介绍粮食作物水肥一体化技术的相关知识。做客我们节目的专家是全国农业技术推广服务中心节水农业技术处副处长吴勇高级农艺师。刚才的节目中,我们主要介绍了我国粮食作物水肥一体化的基本情况、增产效果、增产原因以及这项技术对保障国家粮食安全的重要意义。通过介绍,我们知道粮食作物水肥一体化技术在大幅增产的同时还能节水节肥,是保障粮食安全和促进农业转型升级的关键措施。那么目前我国粮食作物水肥一体化技术发展取得了哪些成效?

  专家:近年来,粮食作物水肥一体化从实验示范开始,推广规模逐渐扩大,资金投入不断增加,取得了很大成效,主要表现在四个方面:一是促进粮食高产高效。大面积示范表明,在玉米、小麦、马铃薯等粮食作物上应用水肥一体化技术,粮食单产大幅提高20%-50%,甚至增产一倍。内蒙古东部和吉林、黑龙江西部等地春玉米亩产900公斤,增产300公斤;河北夏玉米亩产750公斤,亩增产200公斤。内蒙古马铃薯亩产3500公斤,亩增产1500-2000公斤。河北冬小麦亩产超过650公斤,亩增产80-150公斤,新疆春小麦亩增产150公斤。难能可贵的是,在增产的同时,水分生产效率可提高到2公斤/方以上,节水50%,节肥20%。这样的效果是在万亩、十万亩的规模上取得的,是真正生产水平的提升,是质的飞跃,是依靠科技进步取得的,是代表了农业转型升级的方向。二是示范推广成效显著。粮食作物水肥一体化得到各级党委政府的高度重视。国务院印发《国家农业节水纲要(2012-2020)》,强调积极发展水肥一体化。农业部专项支持粮食作物水肥一体化试验示范,印发《水肥一体化技术指导意见》、《推进水肥一体化实施方案》,提出了重点在粮食作物上加快水肥一体化技术示范推广。据不完全统计,2016年全国粮食作物水肥一体化超过2500多万亩,其中玉米1500多万亩,小麦300多万亩,马铃薯700多万亩,总增产粮食60多亿斤,亩均增产粮食200多公斤。三是技术模式逐渐成熟。通过不断的试验示范和集成创新,粮食作物水肥一体化技术模式逐渐成熟,形成了冬小麦/夏玉米微喷水肥一体化、春玉米膜下滴灌水肥一体化、春小麦滴灌水肥一体化、马铃薯滴灌/喷灌水肥一体化、小麦玉米地埋伸缩式喷灌水肥一体化等针对不同作物的技术模式。对管道灌溉条件下如何进行灌溉和施肥也进行了大量研究,初步形成水肥一体化的灌溉制度和施肥方案,筛选和优化了一批针对不同作物的水溶肥料配方。四是投入成本大幅降低。通过集中攻关相关设备,优化粮食作物水肥一体化系统设计,开发灌溉用水溶肥料,基本实现水肥一体化相关设施、设备和产品的国产化,大幅降低了水肥一体化投入成本,设施设备从每亩2000-3000元大幅降低到每亩300-800元,如果一次性滴灌带的话每年只需100多元,水肥一体化开始由高端贵族技术向平民技术发展,从设施农业走向大田应用,从蔬菜、果树、棉花等经济作物发展到小麦、玉米、马铃薯等粮食作物。

  主持人:在生产中,大家更关注技术操作层面,推广粮食作物水肥一体化技术有哪些技术要点?

  专家:技术要点主要包括六个方面。一是灌溉方法的选择。根据作物、栽培方式等确定适宜的灌溉方法,如小麦是匀播密植作物,适宜用微喷;玉米、马铃薯是行播作物适宜采用滴灌,在蒸发量大的干旱半干旱地区还要用膜下滴灌,马铃薯还适合大型行走式喷灌;在华北平原冬小麦夏玉米一年两季轮作地区,灌溉系统要适用于小麦玉米两种作物灌水需求,还要不影响机播机收等作业,建议采用地埋可伸缩式喷灌。二是搞好系统设计,要把水源、首部、施肥设备、管道系统、连接器和灌水器等配置到位。这块工作专业灌溉公司会负责做好。需要注意的是,粮食作物水肥一体化系统,往往覆盖面积较大,几百甚至上千亩,一次需要施肥量的很大,宜选用注肥泵,尽量不要用施肥灌、文丘里等施肥设备。三是制定灌溉制度和施肥方案。根据降雨情况、作物需水规律和土壤条件制定灌溉制度,包括灌水量、灌水时间、灌水周期、灌水次数等。根据作物营养规律、土壤肥力条件等确定施肥制度,包括加肥时间、数量、比例、加肥次数和总量。这块工作专业性比较强,可以借鉴相同气候条件地区相同作物水肥一体化经验,也可向当地的土肥水技术推广部门咨询。四是正确选用肥料。首先是水溶性要好,不但溶解度高还要溶解速度快;其次是大中微养分元素搭配要全面平衡,尤其是锌、硫等中微量元素;再次是逆境适应性要好,如冬天水温很低会不会溶解度变小溶解速度变慢,灌溉水矿化度较高会不会沉淀,pH较高的土壤中会不会固定等。五是正确的使用和维护。水肥一体化系统使用时应先用清水,待压力稳定后再施肥,施肥完成后再用清水灌溉冲洗管道残余肥液。施肥前、后使用清水的时间根据系统管道长短、田块大小及系统流量确定,时间范围可在5-30min。定期对系统进行检查,防止漏水使作物灌水不均匀。作物生育期第一次和最后一次灌溉时应清洗系统。作物生育期结束后进行系统排水,防止冬季结冰爆管,做好易损易盗部件保护。六是搞好农艺技术配套。水肥一体化对作物水分养分供应能力大大增强,足以支撑高密度的种植,小麦玉米等种植密度可以适度增大,如玉米可以由3500株增加到4000-5000株,为高产奠定基础。小麦采用微喷水肥一体化,水分养分基本呈面状分布,故应改条播为匀播等等,基本原则就是适应新的灌溉方式和施肥特点,其他方面相应作出优化调整。

  以上六个方面系统设备的配备相对比较比较简单,根据气候条件、作物、土壤、耕作等进行优化设计,一次配备,多年使用,重点要设计好。后面灌溉制度、施肥方案、农艺配套等方面才是用好水肥一体化技术的关键,需要在借鉴吸收的基础上,经历摸索、试验、调整和逐步完善的过程,在不断的应用中逐渐达到最优效果。刚开始难度大点儿,后面用好用会了就会很轻松。

  主持人:在推广粮食作物水肥一体化技术过程中,特别要注意哪些环节?

  专家:主要有四个方面。一是搞好示范带动。在主要地区主要粮食作物上建立水肥一体化技术示范区,展示技术效果和操作方法,发挥好影响带动作用。二是搞好培训指导。该项技术相对传统种植难度较大,要做好对农户的培训和技术指导。三是搞好试验创新。不断试验新模式、新方法、新设备、新肥料,逐渐完善技术模式,在田间试验成熟的基础上再大面积推广应用。四是积极争取财政补贴支持。推进水肥一体化在粮食作物上应用,对保障粮食安全、农业绿色发展和建设现代农业意义重大,要积极争取各级财政支持,对相关设施设备、水溶肥液体肥、试验示范、培训宣传等予以补贴。

  主持人:水、肥是粮食生产的关键因素,有收无收在于水,收多收少在于肥,各级农业部门要充分认识水肥一体化技术对于发展粮食生产的重要意义,推进粮食作物水肥一体化加快发展,为保障国家粮食安全、建设美丽乡村和农业绿色可持续发展做出新的更大的贡献!感谢吴处长的介绍!

  专家:不客气!

  好,听众朋友们,又到了节目结束的时候了,感谢今天专家的精彩介绍,也感谢听众朋友您的收听。如果您对节目有什么意见或建议,需要了解节目相关资料、收听更多的节目,与我们在线交流互动,可以登录中国农村远程教育网、央广网。同时欢迎您关注“农广微教育”微信公众账号,每天与您分享更多精彩内容。我们的通讯地址是:北京市朝阳区麦子店街农业部北区24号楼,中央农业广播电视学校广播教育中心,邮政编码:100125,热线电话是:010-59196068转8008。欢迎您继续收听中国之声其他的精彩节目。

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