一種新的生態(tài)控肥節(jié)水技術在海城市農業(yè)節(jié)水推廣中的應用研究

李愛萍

(海城市水利工程建設質量安全監(jiān)督站，遼寧 鞍山 114200)

海城市主要種植物為水稻、玉米等，是遼寧省重點產糧區(qū)之一。近年來的棚菜生產和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，農業(yè)需水量逐年遞增，農業(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，急需要對農業(yè)節(jié)水方式進行改造。當前，對于農業(yè)節(jié)水研究大都集中于提高其節(jié)水能力[1- 6]，而對于作物施肥技術的研究還相對較少，當前，有學者通過對作物控肥技術進行研究來提高其農業(yè)利用效率的系數[7- 10]，減少作物需水量，但是大都對產量及其生態(tài)有所影響，依托中央財政農業(yè)技術推廣示范項目，提出一種新的生態(tài)控肥節(jié)水技術，并在海城進行農業(yè)推廣，提高其主要農作物節(jié)水效率的同時，也減少其化肥使用量，達到生態(tài)效益。

1 生態(tài)控肥技術要點和指標

生態(tài)控肥節(jié)水技術將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)水技術指標見表1。

1.1 斜發(fā)沸石

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

表1 生態(tài)控肥主要技術指標

1.2 斜發(fā)沸石濾料的使用

斜發(fā)沸石適宜農作物栽培，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，對氮、磷、鉀等具有吸附、分離雙向調節(jié)作用。它的另一個性能是吸附性強或易于極化的分子，對水的親合力最強。沸石粉與肥料接觸過程中，肥料中的氨離子、鉀離子被交換到沸石結晶格架中的微孔和通道中，披農作物養(yǎng)份交換后的沸石，對農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農作物的傷害作用。

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、提高土壤有效養(yǎng)分含量、調節(jié)土壤酸堿性，可有效的改良土壤，對于提高肥料廠和農民的經濟效益、效果顯著。

2 生態(tài)控肥關鍵技術指標監(jiān)測方法

分別觀測各渠道邊坡及渠底襯砌下40、80cm處地溫，具體埋設位置如圖1所示，每年1和2月選擇氣溫最低時各觀測1次，應分別在苯板襯砌渠道和普通襯砌渠道上。制作渠道時將40、80cm長的Φ50mmPVC管預埋進渠道邊坡和渠底，做好密封，冬季觀測時將溫度計探頭放入管中，待主機讀數穩(wěn)定時即可讀數。

圖1 生態(tài)控肥關鍵指標監(jiān)測布設情況

3 生態(tài)控肥試驗結果對比

3.1 生態(tài)控肥技術下水稻需水量試驗結果

對生態(tài)控肥技術下水稻整個生育期的需水試驗進行分析，見表2。

從試驗結果可看出，水稻整個生長發(fā)育期其需水系數在0.9～2.1之間，需水最大值主要出現在黃熟期，這一時期主要在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月易出現秋旱情況。而需水系數較低的出現在其剛種植的時間，5月區(qū)域降水量逐步增多。水稻水面蒸發(fā)2個大值主要出現在孕穗和乳熟期，這2個時間需要重點進行生態(tài)施肥技術的多方應用，降低水稻的需水系數。

表2 生態(tài)控肥技術下水稻不同生長期需水試驗結果

3.2 生態(tài)控肥技術前后水稻生長期節(jié)水效率對比

結合生態(tài)控肥技術實施前后的水稻生長期節(jié)水觀測試驗結果，對比生態(tài)控肥后水稻的節(jié)水效率，見表3。

表3 生態(tài)控肥技術推廣應用前后節(jié)水效率對比試驗結果

相較于生態(tài)控肥前，生態(tài)控肥技術實施后，水稻作物各生長期的節(jié)水效率普遍得到提高，提高率在6.8%～27.6%之間，通過觀測試驗分析其灌溉用水有效利用系數有原來的0.35～0.45提高到0.55～0.65，畝節(jié)水可達到50m3，水分利用效率提高15%～20%，其農業(yè)節(jié)水效率十分明顯。

3.3 生態(tài)控肥技術前后水稻生長期施肥效率對比

在節(jié)水效率分析的基礎上，對生態(tài)控肥技術實施前后的施肥效率進行分析，見表4。

表4 生態(tài)控肥技術推廣應用前后施肥效率對比試驗結果

實施生態(tài)控肥節(jié)水灌溉技術和能量控制灌溉技術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險，保護生態(tài)環(huán)境。相比于生態(tài)控肥實施前，區(qū)域水稻產量增加10%～15%，水分利用效率提高15%～20%。

3.4 生態(tài)控肥技術前后水稻降雨入滲補給量對比

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

圖2 生態(tài)控肥前后降雨入滲補給影響分析

生態(tài)控肥技術應用后，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給量增多，生態(tài)控肥技術后，降雨入滲補給在作物生長期的分配較為均勻，波動性減弱。總體上看作物的埋深程度和降雨入滲補給量關系較為明顯，而生態(tài)控肥對其影響程度較弱。

4 結論

(1)本次技術推廣面積共計36.4hm2，平均可增加經濟效益3000元/hm2，可增加經濟效益10.92萬元，輻射區(qū)面積為333.33hm2，可產生經濟效益100萬元，經濟效益顯著，可進行技術全面推廣。

(2)實施生態(tài)控肥節(jié)水灌溉技術和能量控制灌溉技術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險，保護生態(tài)環(huán)境，促進農業(yè)良好循環(huán)，并可向精準和產業(yè)化經營轉變。