大田作物水肥一体化技术可行性研究及推广策略

摘要：随着时代的高速发展，人民群众对粮食的需求越来越高，在此背景下，水肥一体化技术应运而生。该技术具有诸多优点，如节约水资源、节约化肥及节省人力成本等，因此受到种植户的青睐。我国的水肥一体化技术发展速度较快，并且种植面积呈上升趋势。本文将结合实际详细探讨大田作物水肥一体化技术应用、可行性研究及相关的推广策略。关键词：大田作物；水肥一体化；种植技术1大田作物水肥一体化技术应用1.1初步研究阶段水肥一体化技术最早被以色列应用。在二十世纪六十年代，由于中东地区水资源较为匮乏，因此开始研究滴灌技术，将施肥与灌溉结合在一起。根据灌溉形式的区别，水肥一体化技术主要可分为喷灌、微灌两种。滴灌具有节水效果显著、适用范围广的优点，因此被广泛应用。具体而言，水肥一体化技术可以最大限度地满足农作物的生长发育。根据我国农业部分的定义：通过管道灌溉技术，在水中溶解肥料，以满足农作物对水分及营养物质的需求，实现水肥一体化管理，是一种全新的节水节肥农业技术。在应用水肥一体化技术过程中，种植户要充分考虑本地的地理条件、作物种类、气候变化等自然条件，制定科学的灌溉施肥方案。在农作物生长过程中，离不开合适的水肥一体化模式及科学的滴灌管道系统，依次为农作物提供生长发育所需的养分和水分，最终实现增产增效。早在1974年，我国就已经着手水肥一体化技术的研究，由国外引进了三套设备，并且在三个试验点建立了超过五千平方米的试验田，最终取得了较好的效果。1975年，我国开始在部分省份推广滴灌技术，并将其列为重点科研项目。1974至1980年，我国的水肥一体化技术处于起步阶段。1.2规模化应用阶段到了二十世纪九十年代，水肥一体化技术的应用已经十分广泛，并辐射到全国各地，涵盖了诸多大田经济作物。现如今，政府相关部门正在大力推广水肥一体化技术，并在全国范围内建立示范区，促进了这项技术的推广应用。在2020年，水肥一体化推广面积已经超过一千万公顷，有效缓解了水资源紧缺地区的粮食问题，为我国的粮食自主战略做出了卓越的贡献。根据区域类型的不同，可以将水肥一体化技术划分为以下几类：干旱区滴灌型、丘陵山区重力滴灌型、平原微喷型。根据设备类型的不同可分为：移动式微灌型、全自动智能型、小型简易自主型。根据设施条件可划分为：普通大田型、温室保鲜膜型。整体而言，我国的水肥一体化技术仍处于起步阶段，但是发展势头良好。在物联网技术高速发展的大背景下，在农业领域的应用也变得愈加广泛，也标志着水肥一体化技术步入了全新的发展阶段。1.3应用案例例如，在种植大田马铃薯过程中，应充分考虑本地的实际情况，选择已经脱毒的马铃薯品种，性状良好，没有携带病菌，注意不要选择年龄过大的出芽马铃薯作为种薯。在正式播种马铃薯之前若干天，需要进行切种处理，准备切刀及浓度较低的高锰酸钾溶液。如果切到了感染病菌的马铃薯种子，需要使用高锰酸钾进行消毒处理，切块大小以五十克左右最为适宜。切种环节十分重要，直接决定了马铃薯最终的产量和品质。应确保每个切块都具备芽眼，在切顶芽过程中，应使用纵刀，以此多切马铃薯块。在上述工作完成后，需要进行拌种。相较于传统的化学药剂拌种，微生物拌种剂对环境的污染较小，因此十分受到青睐。拌种工作不仅可以起到保护种薯的作用，还能够提升母薯的生根速度，使得出苗更加整齐、茎秆更加粗壮。对于大田马铃薯的生长发育而言，施肥和浇水工作重要，直接决定其品质与产量。在此过程中，可以应用水肥一体化技术。具体操作如下：将农机肥与化肥结合在一起使用，在确保主要元素的基础上，也要注重微量元素的摄取。施肥主要分为以下环节：第一，底肥。主要以农家有机肥为主，发酵禽畜粪便及农作物秸秆等，每亩地使用适当的底肥，还需要在每亩地掺入适量的金缄一号，以此调节土壤酸碱值，避免大田马铃薯染上疮痂病。在进行整地之前，种植人员应撒施地表，使用农用机械进行搅拌，以此提升地表的平整性，将待播状态恢复到最佳水平。第二，化肥。可以选择配方化肥。农户应充分了解土壤中各种有机质的所占比例，并制定科学、合理的施肥方案，最大限度地避免浪费肥料及水资源，还能够提高马铃薯的产量与品质。每亩地施加八百至一千千克的氮磷钾配方混合肥。水肥管理一体化是滴灌追肥的核心技术，需要根据后续叶片营养诊断结果来追加施肥。该工作的关键在于平衡好大量与微量元素的配比。大田马铃薯在发育过程中具有一定的生长规律，在大田需要滴灌八至十次水肥。只有实现水肥管理一体化，才能够最大限度地规避水土流失风险，使得马铃薯在生长关键时期可以吸收充足的养分和水分。2大田作物水肥一体化技术的可行性研究2.1德州市水肥一体化技术应用现状德州市位于我国华北平原，隶属于山东省。由于降水量较大且旱地较多，因此适合种植大田作物。德州市是我国第一个亩产过吨、总产过百亿的地级市，粮食播种面积常年接近2000万亩，总产量超过75亿千克，使用全国百分之一的耕地产出了很多的小麦和玉米。为了更进一步发展农业技术，提高粮食产量，德州政府部门正在积极地推广节水农业种植技术，将高效、节水作为基本原则，推进大田标准化的建设，逐步使用灌溉模式取代传统的大水漫灌模式，提倡精准喷灌及滴灌。现如今，全市已经建成标准化农田超过700万亩，超过500万亩高效节水灌溉工程，并成为高标准农田建设试点。政府已经投资将近7亿元，在潘庄、李家岸等区域建设大型灌溉改造工程，经过不懈努力，输水效率已经超过85%，每年节约水资源接近4400万立方米。通过对水肥一体化技术的大范围推广，将“少量多次、分段应用”的原则贯彻落实，不断完善滴灌系统，促进化肥及水资源利用率的提升。截至2023年9月，全市共新增3万亩水肥一体化农田，并大力推广耐旱农作物，极大地提高了农户的经济收益。2.2水肥一体化技术的应用优势水肥一体化技术指的是将灌溉和施肥两项工作结合在一起进行，属于全新的农业种植技术。通过专业设备将可溶性化肥、液态化肥根据大田土壤的养分含量及农作物生长所需的物质进行科学配比。在完全溶解后与水一起通过滴灌方式进入到管道之中，最终为农作物提供养料及水分供给。水肥一体化具有以下应用优势：第一，节约水资源和化肥。根据权威部门研究可知，合理应用水肥一体化技术可以节约百分之六十以上的水资源和百分之二十以上的化肥。此外，还可以起到调节大田土壤温度及湿度的作用，确保土壤结构不会轻易发生改变，促进每亩地农作物产量的提升。第二，节约人力成本。对于传统的大水漫灌方式而言，每五亩地需要两个成年人进行管理，而滴灌方式则可以每两个成年人管理五十亩地。通过这种灌溉方式，人力成本大大降低。第三，降低劳作时间。以小麦灌溉为例，传统的大水漫灌方式，每亩地需要耗时两个小时，而采用滴灌每二十亩地仅需三小时。如果是一千亩地，滴灌相较于传统漫灌可以节省十四天左右。对于缺水地区而言，滴灌的意义不言而喻，能够最大限度地提高农作物的产量及品质，为其生长发育提供必要的支持。除了滴灌以外，喷灌的应用也较为广泛，分为管道喷灌、机组喷灌两种，主要被应用于小麦种植领域。微喷带是全新的设备，可以节约水资源，具有安装便捷、适用性强的优点，湿润土壤所需时间较短，因此被广泛应用于水果和蔬菜种植领域，并且开始在大田玉米上进行试用。2.3水肥一体化技术的应用局限需要注意的是，水肥一体化技术除了具有上述优点以外，也存在些许局限性。在应用水肥一体化技术过程中，每亩农作物需要超过两百元的基础设施成本。滴灌虽然能够节约水资源和化肥，但是相较于传统漫灌，前期投资仍然较大，导致收益受到影响。除此之外，设备问题也需要解决。滴灌作业容易发生堵塞，通常而言，一套滴灌设备的使用寿命不会超过两年，因此在使用过程中，大量的维护工作在所难免。由于各地区的地形存在差别，因此在设计管道路线时需要充分地进行考量，遵循因地制宜的基本原则，也有可能会由于压力因素而对出水造成影响。在安装滴灌设备过程中，每个工人在一天时间内只能铺设三亩地，一百亩地则需要五个工人花费一周时间来完成，再加上调试设备的时间，至少需要十天以上才能够投入使用。由于水肥一体化技术存在上述局限性，因此农户在使用时应充分考虑各项因素，谨慎选择大田作物种植技术。3大田作物水肥一体化技术的推广策略3.1水肥一体化技术基础性研究为了更好地应用水肥一体化技术，应充分考虑地区条件、作物类型、基础设施建设情况等不同因素，并详细研究大田土壤的养分、水分、灌溉技术、施肥技术等参数。综合考量以上信息，制定科学、合理的灌溉施肥方案，并且提前准备好相关设备，建立并完善水肥一体化技术体系，将这项技术的作用最大限度地发挥出来。在进行农业关键核心技术攻关过程中，德州市先后挂牌成立了山东农业大学小麦研究院、耕地保育重点实验室、技术示范应用基地、研究生实践基地、技术集成示范基地等。农业大数据平台也逐步被建立起来，为德州市的农业环境监控、农业信息管理及农产品质量监管工作提供了助力。在全市已经建成了多个智慧园区，为了农业生产提供了诸如智能化感知、智能化预警、智能化分析、智能化决策等不同功能，全市认证的智慧应用基地多达十六个。3.2加大财政扶持力度政府部门应加大对节水节肥农业的扶持力度，尤其是先进灌溉设备及相关政策。地方财政预算需要为水肥一体化技术的推广和应用提供充足的经费，扩大招商引资，将先进的技术和设备纳入到财政补贴之中，还可以制定一些能够吸引外部资金的优惠政策，如研发节水节肥灌溉设备的企业可以适当的减税。通过种植户、农村合作社等形式，建立并完善水肥一体化技术的长效机制，设立技术示范点，向农户展现出该项技术的优越性，将示范带头作用最大限度地发挥出来，提高农户应用水肥一体化技术积极性。为了加强农业园区的建设力度，山东省政府主持修建了德州农产品创新产业园，并于四月份开园，规划占地超过一万亩，并且总投资五百多亿元。同步推进十二个县级食品加工产业园区的建设，形成“一地多园”的崭新格局。为了更好地建设农产品供应体系，德州市向中央争取了将近4000万元的扶持专项资金，其中一部分用于推广水肥一体化技术，实现本地农业的标准化、智能化及集成化，全面提高德州市的农业现代化水平。3.3加速土地流转承包在推广和应用现代机械化技术过程中，土地的分散经营起到了较为严重的负面作用。为了解决上述问题，政府相关部门应根据实际情况制定有效的扶持政策，鼓励农户承包大面积土地，使之成为农作物种植大户，将过于分散的土地集中在一起，促进农业集约化、产业化的进步，将水肥一体化技术的作用最大限度地发挥出来。3.4研发先进的水肥一体化设备设备为了提高施肥一体化技术的应用效果，该领域的科研人员应继续加强研发力度，争取尽早攻克技术难关。可以重点研发具有实用性的灌溉设备、施肥装置、过滤装置，对结构进行优化，以提升其精度，延长使用年限，并将生产维护成本降至最低。还可以通过物联网技术实现设备的微型化、智能化及信息化。要想解决水溶性化肥产品种类繁杂多样的问题，就需要在确保高端产品不间断研发的基础上，根据实际情况制定水溶化肥标准，为市场发展提供明确的方向。第一，需要对农业机械技术所能起到的积极作用有深刻认识，并掌握其中操作要点。第二，建立并完善农用机械安全监管制度，通过“以点带面”来推广水肥一体化技术。对于升级该项技术而言，制造、发明及购买高质量的机械设备是可行的办法。现如今，我国农业技术的主要发展方向仍是人力与机械相互结合。要想最大限度地提升基层农业机械应用力度，就需要制定科学、合理的推广方案，提升技术研发速度，制造出更多实用性强的灌溉设备。为了将先进机械技术的研发成果转化为农业机械化的具体应用，政府相关部门可以制定机械化精确操作规程，例如精确地播种、施工及施肥等，以此提高水资源、种子、化肥、农药等农业资源使用效果。3.5培养综合性人才水肥一体化技术综合了多学科的内容，相关技术人员掌握的知识技能愈全面系统，其服务能力愈强。该项技术的推广过程中，应注重对相关技术人员的技术培训，不断更新其知识库和提高其应用技能。从事产品研发的工程设计人员应加强农业栽培、施肥、灌