农艺节水保肥技术在花生种植中的科学推广应用
作者: 师桂萍 崔怀明
随着我国农业供给侧结构性改革的深化,节水农业已成为现代农业发展的必然选择。花生作为重要油料作物,长期面临干旱缺水和肥料利用率低等挑战,亟需采用先进的农艺节水保肥技术以提高生产效率。本研究聚焦农艺节水保肥技术在花生种植中的应用,旨在分析其对花生水分利用效率、养分高效利用、产量品质及经济效益的影响机制。农艺节水保肥技术通过创新性土壤管理、智能灌溉和精准养分管理,有望显著提高花生的水肥利用效率。该技术整合了微地形改造、智能滴灌、缓释肥料等先进措施,优化根际微环境,实现精准供水供肥。本研究将为该技术在花生种植中的推广应用提供科学依据和实践指导,对提高花生产业竞争力、保障食用油安全和促进农民增收具有重要意义。
一、农艺节水保肥技术概述
1、农艺节水保肥技术的概念与内涵
农艺节水保肥技术是指在农作物生产过程中,综合运用农学、水利学、土壤学等多学科知识,采取切实可行的农艺措施,通过优化耕作制度、科学调控灌溉制度、合理布局种植模式等手段,协同发挥节水、保墒、增肥、促根等多重功效,在减少农业生产投入的同时,稳步提升作物的产量和品质,最终实现节约灌溉用水、减少肥料损失、提高水肥利用效率的一系列技术。这些技术以作物需求为导向,根据不同生育阶段的用水用肥特点,因地制宜从全程多环节协同调控作物生长发育条件,达到节本增效、保护环境、促进可持续发展的目标。
2、农艺节水保肥技术的主要类型
农艺节水保肥技术主要包括节水型农艺技术、保肥型农艺技术以及节水保肥兼顾型农艺技术三大类。节水型农艺技术侧重于通过工程或农艺手段减少灌溉用水量,提高水分利用率,如膜下滴灌、垄作沟灌、集雨补灌等;保肥型农艺技术重在改良培肥土壤,提高肥料利用率,减少养分损失,如施用缓释肥、有机肥、生物肥等;节水保肥兼顾型农艺技术则集节水、保墒、培肥等功效于一体,能同步发挥节约灌溉用水、减少肥料损失、促进作物吸收水分养分的作用,如免耕覆盖、深松沟垄、水肥一体化等。
3、不同农艺节水保肥技术的作用机理
不同农艺节水保肥技术的作用机理可归纳为减少水分损失与肥料流失、提高土壤蓄水保肥能力以及促进作物高效吸收水分养分三个方面。①通过地表覆盖、垄作、深松等措施减少土壤水分蒸发与径流,施用缓释肥、有机肥、水肥一体化等措施降低肥料淋失挥发,协同降低水肥损失;②采取秸秆覆盖还田、增施有机肥、免耕深松、沟垄集雨等措施,多途径改善土壤结构,提高持水持肥能力和蓄水容量;③统筹调控水、肥、气、热等条件,促进根系生长,提高养分活化,协同保障作物对水分养分的高效吸收利用。
4、农艺节水保肥技术的综合优势
农艺节水保肥技术具有节本增效、生态友好、易推广等优势。这类技术可降低灌溉用水量和肥料施用量,减轻农业面源污染,保护生态环境,降低生产成本,创造经济和生态效益。与工程节水措施相比,其多以可再生、可循环的生物措施为主,造价低、见效快,更有利于农田生态良性循环,体现可持续发展理念。该技术能从全过程多环节提高水资源和肥料利用效率,提升种植品质和农产品竞争力,助推节水农业发展和农业供给侧改革。
二、农艺节水保肥技术对花生种植的关键作用
1、提高水分利用效率
农艺节水保肥技术通过创新性的土壤管理策略,如微地形改造和生物炭添加,优化了花生根际微环境。这些措施显著增强了土壤的毛细管网络,促进了水分在根区的均匀分布。同时,采用智能滴灌系统,结合作物生理需水模型,实现了精准供水。此外,利用纳米材料改良的保水剂,提高了土壤持水能力,减少了深层渗漏。这些技术的协同作用,不仅提高了花生的水分吸收效率,还改善了植株的水分调节能力,使其在干旱胁迫下仍能保持较高的光合效率,从而显著提升了水分利用效率。
2、促进养分高效利用
农艺节水保肥技术通过整合植物营养学和土壤微生物学的前沿成果,开发了一套独特的养分管理体系。该体系运用生物强化技术,培育了特定的根际微生物群落,增强了花生根系对养分的吸收能力。同时,采用智能传感器网络实时监测土壤养分动态,结合大数据分析,精准调控肥料供应。创新性的缓释肥料配方,实现了养分释放与花生生长需求的同步。此外,通过调控根系分泌物组成,激活了土壤中难溶性养分,提高了养分有效性。这些措施的综合应用,显著提升了花生对氮、磷、钾等关键元素的利用效率。
3、调控产量和品质
农艺节水保肥技术通过创新性的生理调控方法,显著影响花生产量和品质的形成。该技术运用植物生长调节剂和光质调控技术,精确调节花生的源-库关系,优化光合产物分配。通过智能水肥一体化系统,在关键生育期实现精准供水供肥,促进了花芽分化和荚果发育。同时,采用土壤酸化调控技术,优化了钙、硼等微量元素的吸收,提高了籽仁饱满度和油脂含量。此外,运用生物刺激素处理,增强了花生的抗逆性,提高了结实率。这些措施的协同效应,不仅显著提升了花生产量,还改善了蛋白质和油脂的组成,提高了产品品质。
4、降低成本提高效益
农艺节水保肥技术通过创新的精准农业管理模式,实现了花生种植的高效化和低成本化。该技术运用人工智能和物联网技术,建立了智能化田间管理系统,实现了农事操作的自动化和精准化,显著降低了人力成本。通过优化灌溉系统设计和水肥一体化技术,减少了水资源浪费,降低了灌溉成本。同时,采用生物防治和生态调控措施,减少了化学农药的使用,降低了环境污染风险。此外,通过开发专门的花生品种和配套栽培技术,提高了土地利用效率。这些措施的综合应用,不仅降低了生产投入,还提高了花生的产量和品质,显著提升了经济效益。
三、农艺节水保肥技术在花生种植中的应用措施
1、基于作物需求的农艺节水保肥技术选择策略
针对花生种植过程中不同生育阶段的需水需肥特点,科学制定农艺节水保肥技术筛选原则与优选评价体系至关重要。研究表明,花生出苗至现蕾期需水量较小但需肥量大,开花结荚期和荚果膨大期需水需肥量均较大。基于上述特点,制定如下技术筛选原则:①突出节水与保肥的耦合协同,优先选用兼顾培肥土壤、促进花生吸收水分养分的技术;②注重不同生育期的针对性匹配,苗期重培肥固氮,花荚期重调控水肥供应;③强调简易实用、经济高效,择优筛选投入产出比高的技术。在此基础上,从技术的节水率、保肥率、增产率、水分利用率、肥料利用率、投入产出比等方面,构建农艺节水保肥技术的多维优选评价体系,形成可量化、可考核的技术评价标准,为科学选用节水保肥技术提供理论依据与实践指引。
2、农艺节水保肥技术在花生种植中的关键应用环节
关键应用环节包括播种期的垄作覆盖集雨、苗期至现蕾期的深松培土和支膜覆盖免耕、开花结荚期的水肥耦合调控以及荚果膨大期的水量平衡调控与养分诊断施肥。播种时采取垄作覆盖集雨,利用垄沟集蓄降雨,增加土壤入渗,减少水分蒸发,为出苗提供水分保障;苗期至现蕾期采取深松培土,疏松土层,增强保水保肥能力,并适度补施速效氮肥,促进苗期生长;同时采取地膜覆盖,抑制杂草、减少土壤水分蒸发,或采取免耕覆盖栽培,培肥地力,提高肥料利用率;开花结荚期采取水肥耦合调控,依据花生需水需肥规律实施精准灌溉施肥;荚果膨大期采取水量平衡调控,协调植株群体叶片蒸腾与荚果膨大对水分的竞争,同时基于土壤养分快速诊断,制定科学施肥方案,精准补充氮磷钾肥,保障花生高产优质。
3、典型农艺节水保肥技术模式的集成应用
针对不同种植条件和生产目标,创新集成了垄作覆盖-集雨补灌-精量施肥、免耕覆盖-固液施肥-水肥一体化、适度密植-水质改良-液态肥灌溉等多种农艺节水保肥技术模式。其中,垄作覆盖-集雨补灌-精量施肥模式通过垄作栽培增加雨水集蓄入渗,结合补灌满足花生需水,配以精量施肥提高肥料利用率,可显著提高水分和养分利用效率;免耕覆盖-固液施肥-水肥一体化模式则依托秸秆覆盖还田免耕栽培,培肥土壤,固态液态肥配合施用,提高肥料利用率,并采用水肥一体化实现精准灌溉施肥,节水、增肥、增产效果协同发挥;适度密植-水质改良-液态肥灌溉模式通过合理密植,提高群体水肥利用效率,辅以水质改良剂降低水中碱含量,并利用液态肥精准灌溉,同步实现增产增效。上述模式的集成应用,为不同类型区和种植条件下实现花生节水、培肥、增产协同优化提供了可资借鉴的技术路径。
4、农艺节水保肥技术应用的典型案例分析
一个典型的花生主产区在红壤旱地种植花生,通过综合采用垄作覆盖集雨、补灌、施用缓释肥等措施,有效克服了干旱缺水和肥力不足对花生生长的限制。研究发现,与常规平作相比,垄作覆盖集雨可增加10%—30%的雨水集蓄入渗,补灌可在花生开花结荚等关键时期补充20%-50%的需水量。同时,垄作可增加局部耕层深度,配合缓释肥使用,可将氮、磷、钾肥料利用率分别提高12%、7%和10%。受益于上述节水保肥措施的综合应用,花生平均增产20%-35%,水分利用效率和氮磷钾肥料利用率均显著提高。该案例充分证明了多种农艺节水保肥技术的创新集成应用,可从全程多环节发力,通过蓄-保-供-促协同作用,在节约种植成本的同时,实现花生增产增效。这一经验可为类似种植条件下推广农艺节水保肥技术提供实践参考。
四、农艺节水保肥技术推广应用的建议
1、加强农艺节水保肥技术的基础研究与集成创新
农艺节水保肥技术的推广应用亟需加强基础研究和集成创新。一方面,应围绕花生水肥高效利用机制、不同生态区节水保肥技术适应性差异、多目标优化配置等开展深入系统的基础研究,揭示技术作用机理,夯实推广应用的科学基础。另一方面,应立足区域特点和种植实际,围绕模式构建、关键装备、新型肥料等加强集成创新,研发经济实用、适应性广的新型技术模式与产品,提升技术系统性、高效性和便捷性。
2、优化农艺节水保肥技术模式,提高适用性与精准性
因地制宜优化农艺节水保肥技术模式应充分考虑不同区域气候、土壤、品种、种植制度等差异,从技术筛选、模式集成、配套措施等方面加以优化,形成适应当地特点的技术模式,切实提高实用性和精准性。如干旱区应重点优化调亏灌溉、集雨补灌、增施有机肥等抗旱节水保肥技术;粮豆轮作区应突出免耕、深松、绿肥等保墒培肥技术;设施花生区应聚焦水肥一体化、液肥等高效节水施肥技术,并动态优化,制定精准管理方案。
3、加大农艺节水保肥技术示范推广力度,完善配套服务
加大示范推广力度要发挥新型农业经营主体示范带动作用,选择种植大户、家庭农场、合作社等开展节水保肥技术示范,突出展示增产增效和生态效益,提高辐射带动作用。大力开展技术培训,采取农民田间学校、田头课堂等形式,强化科技人员与农民互动交流,增强农民节水保肥意识和技术掌握水平。完善技术配套服务体系,搭建供肥、供药、供技、供机、供销一条龙服务平台,为农民提供全程化、订单式、个性化跟踪服务。
4、创新农艺节水保肥技术推广模式,调动农民应用积极性
创新推广模式要从农民实际需求出发,探索公司+基地+农户、订单农业、入股分红、产业联盟等多种模式,将节水保肥技术与农民利益紧密挂钩,构建利益共享、风险共担机制。鼓励龙头企业、服务组织通过订单收购、利润返还、技术入股等带动农民采用新技术,参与产业链增值收益分配。支持保险机构开发节水保肥技术保险产品,提供风险保障。以农民意愿为导向优化技术模式,促进多方协同,形成推广合力。
5、加强政策扶持,促进农艺节水保肥技术规模化应用
各级政府应将节水保肥技术纳入农业科技推广重点,在项目、资金、人才等方面给予支持。制定支持政策,加大对示范基地、服务组织、农民培训等投入力度。完善节水农业补贴政策,将技术应用面积作为补贴依据,调动农民积极性。建立健全技术标准体系,提供全过程标准化指导。加强推广考核评价,将推广面积、增产增效、农民受益等纳入考核内容,强化推广主体责任意识。通过多轮驱动,形成规模化应用良性推进机制。
总之,农艺节水保肥技术是保障花生高产优质、提高种植效益的关键举措。在农业高质量发展的新时代背景下,应加强该技术的基础研究与集成创新,不断优化技术模式,完善配套服务。同时,创新推广方式,加大示范力度,促进其在花生种植中的规模化应用。通过农艺节水保肥技术的科学运用,有望显著提高花生的水肥利用效率,改善产品品质,降低生产成本,实现经济效益与生态效益的双赢。这不仅将推动我国花生产业的转型升级,还将为保障国家食用油安全和促进农民增收作出积极贡献,进而推动我国农业可持续发展目标的实现。
(作者单位:272610山东省济宁市梁山县韩岗镇农业综合服务中心)