小麦、春玉米微喷水肥一体化技术示范效果研究初报

郑育锁，刘文政，张 滈，陈子学，韩 旭（.天津市土壤肥料工作站，天津 30006；.天津市实验林场，天津 30504）



小麦、春玉米微喷水肥一体化技术示范效果研究初报

郑育锁1，刘文政2，张 滈1，陈子学1，韩 旭1
（1.天津市土壤肥料工作站，天津 300061；2.天津市实验林场，天津 301504）

摘要：在天津市实验林场进行了小麦、春玉米微喷水肥一体化技术试验示范。结果表明，与传统高产模式下的地面灌溉撒施肥料比较，微喷水肥一体化技术在节水、节肥、省工、增产、增效等方面效果突出。其中冬小麦节水48%，灌溉水分生产效率提高2.88 kg・m-3，春玉米节水43%，灌溉水分生产效率为5.71 kg・m-3；冬小麦氮肥节省25.8%、春玉米氮肥节省28.5%；冬小麦投入成本累计增加79元・（667 m2）-1，春玉米减少1元・（667 m2）-1；冬小麦增产24.3%，春玉米增产18.1%；冬小麦增加效益144.2元・（667 m2）-1，春玉米增加效益200元・（667 m2）-1。

关键词：小麦；春玉米；微喷；水肥一体化

天津市属于水资源严重缺乏城市，人均水资源160 m3，仅为全国人均占有量的1/15。全市农业用水平均每年缺口8 亿～10亿m3，严重干旱时缺水达12亿m3，对天津市小麦玉米生产形成严重制约。水肥一体化技术具有显著的节水、节肥、增产、增收的效果，因此应用水肥一体化技术是天津市小麦玉米生产的必然要求，也是现代农业发展的趋势和方向。水肥一体化技术在蔬菜、果树等经济作物上推广多年，但在大田作物上应用较少，为此，开展了微喷水肥一体化技术与传统高产模式下的地面灌溉撒施肥料效果比较，为该技术应用于大田作物生产提供技术依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

微喷带规格与技术参数如表1所述。铺设长度均为45 m，铺设间距1.8 m，一级支管为Φ90 PE软管，二级支管为Φ75 PE软带。每轮灌区设置10根微喷带，微喷带间距3.6 m，长45 m。首部压力为5 m，微喷带额定压力10 m。常规灌水采用“小白龙”，规格和参数与一般农田相同。

表1 微喷带型号与技术参数

1.2 试验设计

试验设2个处理：

处理1：灌水方式采用“小白龙”管灌，追肥为传统随水撒施。

处理2：灌水方式采用微喷灌，追肥为施肥器微喷施肥。

水肥方案：根据冬小麦和春玉米整个生育期的需水、需肥特点，确定合理的灌水时间、灌水量以及配肥种类和施肥量，两种处理的灌水施肥方案分别见表2、表3。冬小麦667 m2基施磷酸二铵20 kg；春玉米667 m2基施复合肥（17-17-17）40 kg。

灌溉水分生产率是指单位灌溉用水量消耗所能生产的农作物的经济产品数量，按下公式计算：WUE=Y/M，式中WUE为作物灌溉水分生产率（kg・m-3）；Y为单位面积经济产品产出量（kg・hm-2）；M为作物全生育期内灌水量（m3・hm-2）。

表2 冬小麦、春玉米传统小白龙灌溉施肥方案

表3 冬小麦、春玉米微喷水肥一体化技术试验示范方案

1.3 试验概况

试验在天津市实验林场进行。供试作物为冬小麦和春玉米，冬小麦品种为小偃60，2014年10月20日播种，667 m2播量20 kg，基本苗约37万株・（667 m2）-1；春玉米品种为伟科702，2015年4月27日播种，667 m2播量2 kg，基本苗约5 000株・（667 m2）-1。

试验面积共3.33 hm2，分为东西两块，每块地东西宽94 m，南北长178 m，一块地种植冬小麦，一块种植春玉米。土壤为黏质盐化潮土，pH值8.0，有机质18.5 g・kg-1，全氮1.17 g・kg-1，有效磷15.8 mg・kg-1，速效钾285 mg・kg-1，全盐0.15%。水源为地下水，水泵扬程80 m（水泵下井深度75 m），流量80 m3・h-1，功率28 kW・h-1，出水口4寸管。

2 结果与分析

2.1 作物长势与产量组成情况

分别对冬小麦株高、穗长、穗数、穗粒数、千粒重和春玉米株高、穗长、穗数、穗粒数、百粒重进行调查分析（见表4、表5）。结果表明，微喷水肥一体化技术与传统小白龙灌溉撒施肥处理相比，冬小麦的株高、穗长分别增加1.9 cm、0.3 cm，穗粒数和千粒重分别增加4个、4.1 g，产量增加124 kg・（667 m2）-1，增产24.3%；春玉米株高、穗长分别增加5 cm、0.7 cm，单穗粒重和百粒重分别多7 g、2.9 g，产量增加136 kg・（667 m2）-1，增产18.1%。

表4 冬小麦生物性状与产量构成统计表

表5 春玉米生物性状与产量构成统计表

2.2 节水和节肥效果

2.2.1 节水效果

灌溉水分生产效率能综合反映灌区的农业生产水平，显示单位灌溉水量的农作物产出效果。由表6、表7看出，微喷水肥一体化技术与地面灌溉处理比较，冬小麦节水115 m3・（667m2）-1，节水48%，灌溉水水分生产效率为4.69 kg・m-3，地面灌溉处理的灌溉水水分生产效率为1.81 kg・m-3；春玉米节水60 m3・（667m2）-1，节水43%，灌溉水水分生产效率为11.07 kg・m-3，地面灌溉处理的灌溉水水分生产效率为5.36 kg・m-3。

表6 冬小麦不同技术模式灌水量统计表 （m3・（667 m2）-1）

表7 春玉米不同技术模式灌水量统计表 （m3・（667 m2）-1）

2.2.2 节肥效果

冬小麦和春玉米两个试验各阶段的施肥量见表8、表9。冬小麦微喷水肥一体化技术667 m2施肥量为：纯N 11.2 kg、P2O59.7 kg、K2O 1.5 kg；春玉米667 m2施肥量为：纯N 9.8 kg、P2O57.3 kg、K2O 8.3 kg。微喷水肥一体化技术比传统地面灌溉施肥667 m2节省纯N 3.9 kg，增加P2O50.5 kg，增加K2O 1.5 kg。冬小麦节省氮肥25.8%、春玉米节省氮肥28.5%。

表8 冬小麦不同技术模式施肥量统计表 （kg・（667 m2）-1）

表9 春玉米不同技术模式施肥量统计表 （kg・（667 m2）-1）

2.3 投入成本分析

投入成本主要包括种子、整地、播种、灌溉、施肥、打药、收获等投入。由表10、表11可见，微喷水肥一体化技术与传统的地面灌溉施肥模式比较，冬小麦节省灌溉电费25元，667 m2节省灌溉、施肥、喷药人工30元；春玉米节省灌溉电费12元，肥料投入节约4元，667 m2节省灌溉、施肥、喷药人工85元。

表10 冬小麦生产农资和人工投入成本对照统计表 （元・（667 m2）-1 ）

表11 春玉米生产农资和人工投入成本对照统计表 （元・（667 m2）-1 ）

2.3.1 设备成本分析

微喷水肥一体化技术与传统的地面灌溉施肥模式比较，灌溉施肥设备是新增加的主要成本（见表12）。

表12 冬小麦、玉米微喷水肥一体化技术设备成本统计表

设备成本按照示范区面积1.67 hm2核算，其中田间微喷带按照可利用周期2 a计算，每667 m2投入成本92元・a-1；首部和主管道阀门等部件按照可利用周期为8 a计算，每667 m2投入成本48元・a-1，加上两次安装人工60元，折算每667 m2投入设备及人工成本200元・a-1，如按照小麦玉米轮作的话，一季冬小麦或玉米设备投入成本100元・（667 m2）-1。

2.3.2 肥料成本分析

微喷水肥一体化技术与传统的地面灌溉施肥模式比较，施用肥料发生变化，其中追肥使用水溶性肥料。肥料成本组成按1.67 hm2计算，冬小麦肥料投入成本111元・（667 m2）-1，玉米肥料投入成本136元・（667 m2）-1（见表13）。

表13 小麦、玉米微喷水肥一体化技术肥料成本统计表

总之，累加上设备成本，冬小麦微喷水肥一体化技术投入成本累计为463元・（667 m2）-1，比传统地面灌溉施肥多79元・（667 m2）-1。春玉米微喷水肥一体化技术投入成本累计为474元・（667 m2）-1，比传统地面灌溉施肥少1元・（667 m2）-1。

2.4 经济效益分析

据统计，冬小麦微喷水肥一体化技术比传统地面灌溉施肥技术模式增产124 kg・（667 m2）-1，按小麦籽粒1.8元・kg-1计算，667 m2增收144.2元；玉米微喷水肥一体化技术比传统地面灌溉施肥技术模式增产136 kg・（667 m2）-1，玉米籽粒按1.5・kg-1元计算，667 m2增收200元（表14、表15）。

表14 不同处理小麦新增纯效益分析表

表15 不同处理玉米新增纯效益分析表

3 结论与讨论

（1）微喷水肥一体化技术与传统地面灌溉施肥处理在节水、节肥、增产、增收等方面效果突出。二者对比：微喷水肥一体化技术冬小麦667 m2节水115 m3，节水48%，灌溉水分生产效率提高2.88 kg・m-3；春玉米667 m2节水60 m3，节水43%，灌溉水分生产效率为5.71 kg・m-3。冬小麦和春玉米667 m2节省纯N 3.9 kg，增加P2O50.5 kg，增加K2O 1.5 kg。其中冬小麦节省氮肥25.8%、春玉米节省氮肥28.5%。冬小麦667 m2产量增加124 kg，增产24.3%；春玉米667 m2产量增加136 kg，增产18.1%。分析表明，冬小麦667 m2投入成本累计增加79元，春玉米减少1元。冬小麦667 m2增加效益144.2元，春玉米增加效益200元。

（2）微喷水肥一体化技术在天津地区推广过程中，也存在一些问题。一是微喷方式不适合浇冻水，越冬水还应采取地面灌溉或者其他节水灌溉方式；二是小麦进入抽穗期后，植株长势较密，阻挡微喷灌溉，严重影响灌溉均匀度；三是种植大户采取微喷水肥一体化技术，布置的田间管网影响农机作业，如机械化除草、中耕等；四是薄壁的微喷带存在因鸟类喝水而啄破管道，影响灌溉效果；五是水溶性肥料选择范围小，高品质的水溶性肥料价格偏高；六是微喷设备在作物换茬过程中，拆卸安装麻烦。因此，微喷灌溉条件下，灌溉施肥制度需要不断优化以利于生产推广应用。

试验研究

文章编号：1002-0659（2016）02-0008-05

中图分类号：S275.5

文献标识码：A

收稿日期：2016-03-02

基金项目：天津市农业科技成果转化专项“种植大户小麦、玉米微喷水肥一体化技术集成示范”（14ZXNZNC00038）

作者简介：主要郑育锁（1979-），男，高级农艺师，主要从事土壤肥料与节水农业工作。E-mail：zhengyusuotj@126.com