農(nóng)業(yè)在追求作物的最高產(chǎn)量、最佳品質(zhì)和最低生產(chǎn)成本的同時(shí)也要保持可持續(xù)發(fā)展。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的前提是要有一個(gè)最優(yōu)且平衡的水分和養(yǎng)分的供應(yīng)。環(huán)境、土地和水資源的保護(hù)也是我們需考慮的另一個(gè)重要方面。通常要根據(jù)作物對(duì)養(yǎng)分的需求來(lái)供應(yīng)養(yǎng)分。
灌溉施肥技術(shù),一種將水肥供應(yīng)通過(guò)灌溉結(jié)合起來(lái)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù),不但可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量的最大化,同時(shí)它對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的污染也達(dá)到最小。
在半干旱和干旱氣候條件下,有時(shí)甚至在濕潤(rùn)的氣候條件下,最佳的供水狀況取決于灌溉方式。在大部分情況下,供水是通過(guò)明渠、漫灌和溝灌來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這些方法的水利用效率是相當(dāng)?shù)偷?,一般?/2~1/3的帶有營(yíng)養(yǎng)元素的灌溉水不能被作物利用。在加壓灌溉系統(tǒng)中,水的利用率可達(dá)70%~95%,這種灌溉系統(tǒng)可以很好地控制水分和養(yǎng)分的供應(yīng)并使水的損失最小化。使用加壓灌溉的主要制約因素是最初的資金投入、維護(hù)費(fèi)用和使用該系統(tǒng)所必需的專業(yè)知識(shí)。滴灌可能是一種最有效的供水方法,它對(duì)根區(qū)進(jìn)行局部供水。局部供水導(dǎo)致根系生長(zhǎng)受限制,因此需要頻繁補(bǔ)充養(yǎng)分滿足生長(zhǎng)所需。將養(yǎng)分加入灌溉水中則可滿足這個(gè)需求。
從依靠重力作用的開(kāi)放式灌溉到加壓微灌系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)在不少地方都可見(jiàn)到。例如,一份加利福尼亞州農(nóng)業(yè)報(bào)告指出,1986-1996年,依靠重力作用的開(kāi)放式灌溉減少了11%,同時(shí)微灌增加了12%。微灌需用孔口很小的灌水器且出水流量很小。此外,更換灌溉系統(tǒng)的農(nóng)場(chǎng)一般都采用諸如灌溉施肥這樣的新的養(yǎng)分管理技術(shù)。
當(dāng)一個(gè)發(fā)展中的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)采用微灌系統(tǒng)時(shí),引進(jìn)灌溉施肥技術(shù)將會(huì)顯著提高其經(jīng)濟(jì)效益。例如,約旦河西岸的吉福特里克谷地的蔬菜生產(chǎn),應(yīng)用此技術(shù)后蔬菜產(chǎn)量增加了10倍以上。由于品質(zhì)改善,農(nóng)民的凈收入大幅度增加。這個(gè)例子成功的主要因素是將滴灌技術(shù)與灌溉施肥技術(shù)結(jié)合應(yīng)用??焖俣侵鸩降貙⑦@項(xiàng)成熟的技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域被證明是可行的,此技術(shù)甚至不需要先建立農(nóng)業(yè)全面的基礎(chǔ)設(shè)施。因此,在發(fā)展中國(guó)家此技術(shù)可為價(jià)值高的作物的栽培提供一條經(jīng)濟(jì)的、社會(huì)易接受的措施。
應(yīng)用灌溉施肥技術(shù),可以方便地控制灌溉時(shí)間、肥料用量、養(yǎng)分濃度和營(yíng)養(yǎng)元素間的比例。由于上述因素的合理控制,作物產(chǎn)量較利用單一施肥和灌溉方法顯著提高。當(dāng)然產(chǎn)量的提高不單是因?yàn)椴捎霉喔仁┓始夹g(shù),同時(shí)還由于其他農(nóng)業(yè)技術(shù)及作物管理方式的改進(jìn)。
灌溉施肥技術(shù)可以在任何一種灌溉形式下進(jìn)行。然而在田間漫灌方式下施肥,養(yǎng)分的分配很不均衡。 研究發(fā)現(xiàn)漫灌方式下,地勢(shì)較低的半塊地,其養(yǎng)分分布的均勻度為3%~52%,而水分分布的均勻度為63%~97%。布的均勻度為63%~97%。
在加壓灌溉系統(tǒng)下,特別是在微灌系統(tǒng)下,灌溉施肥技術(shù)被認(rèn)為是作物養(yǎng)分管理的一個(gè)主要部分,因?yàn)樵谶@些灌溉系統(tǒng)下會(huì)導(dǎo)致局部濕潤(rùn)土壤中根系的密集生長(zhǎng)。而灌溉施肥技術(shù)是確保植物營(yíng)養(yǎng)達(dá)到最佳狀態(tài)的必要手段。
如加壓的灌溉施肥技術(shù)對(duì)滴頭附近鱷梨根系局限生長(zhǎng)的影響。在濕潤(rùn)區(qū)域,溶質(zhì)及植物養(yǎng)分的移動(dòng)及其有效性取決于水的移動(dòng)。根系趨向滴頭附近生長(zhǎng)表明根系是從有限的濕潤(rùn)土壤中吸收養(yǎng)分,這一點(diǎn)充分體現(xiàn)了灌溉施肥技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)水分進(jìn)入土壤,就可能產(chǎn)生以白色沉淀為特征的化學(xué)反應(yīng)。
通過(guò)灌溉施肥技術(shù)將養(yǎng)分和水分的供應(yīng)結(jié)合起來(lái),可避免養(yǎng)分向根系分布區(qū)以下土層淋失,從而減少對(duì)地下水的污染。此外,通過(guò)采用灌溉施肥技術(shù),可以在貧瘠的、土層很薄的土壤和惰性介質(zhì)中種植作物并獲得最大增產(chǎn)潛力。
在滲灌系統(tǒng)中,灌溉施肥技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更為明顯。它可以減少水分蒸發(fā),增加濕潤(rùn)土壤的體積和促進(jìn)根系向深層生長(zhǎng)。此外,通過(guò)滲灌系統(tǒng)施肥還可將由硝酸鹽產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)面源污染降到最低程度。
在美國(guó)建立了一個(gè)柑橘長(zhǎng)期氮和水分管理的模型,該模型指出了不同氮肥施用方法和用量所引起的污染潛力。該模型模擬了成齡柑橘園地下水中硝態(tài)氮濃度的變化。結(jié)果表明,若要保持地下水中平均硝態(tài)氮含量低于環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)規(guī)定的允許污染物最高含量,則氮的施用量應(yīng)以下列數(shù)據(jù)為準(zhǔn):
1. 每年分3次施可溶性固體肥料,總氮量不超過(guò)172千克/公頃。
2. 每年分3次施長(zhǎng)效肥料,總氮量不超過(guò)208千克/公頃。
3. 每年通過(guò)灌溉施肥18次,總氮量不超過(guò)231千克/公頃。
甚至在濕潤(rùn)地區(qū),灌溉施肥技術(shù)也正得到推廣。例如在荷蘭,利用灌溉設(shè)施進(jìn)行灌溉施肥技術(shù)的果場(chǎng)數(shù)量和規(guī)模正在日益擴(kuò)大。
在中國(guó)華南地區(qū),灌溉施肥只是在短期內(nèi)應(yīng)用。在荔枝開(kāi)花期進(jìn)行灌溉施肥可確保一些生長(zhǎng)關(guān)鍵期的水分和養(yǎng)分充分供應(yīng),以保證連年穩(wěn)產(chǎn).





