一种新的生态控肥节水技术在海城市农业节水推广中的应用研究

李爱萍

(海城市水利工程建设质量安全监督站，辽宁 鞍山 114200)

海城市主要种植物为水稻、玉米等，是辽宁省重点产粮区之一。近年来的棚菜生产和养殖业发展迅速，农业需水量逐年递增，农业用水量占总用水量的97%，考虑到区域用水平衡和用水矛盾日益突出，急需要对农业节水方式进行改造。当前，对于农业节水研究大都集中于提高其节水能力[1- 6]，而对于作物施肥技术的研究还相对较少，当前，有学者通过对作物控肥技术进行研究来提高其农业利用效率的系数[7- 10]，减少作物需水量，但是大都对产量及其生态有所影响，依托中央财政农业技术推广示范项目，提出一种新的生态控肥节水技术，并在海城进行农业推广，提高其主要农作物节水效率的同时，也减少其化肥使用量，达到生态效益。

1 生态控肥技术要点和指标

生态控肥节水技术将80目以上的粉状斜发沸石在插秧前表层撒施或和基肥混施。一般沸石量为9900～12000kg/hm2(常规淹灌可采用4950～6000kg/hm2)。本方案采用80目斜发沸石，其使用量为4950kg/hm2，改善灌溉面积36.4hm2。生态控肥节水技术指标见表1。

1.1 斜发沸石

斜发沸石是铝硅酸盐类矿物，外观呈濡白色或砖红色，属弱酸性阳离子交换剂，经人工导入活性组分，使其具有新的离子交换或吸附能力，吸附容量也相应增大。

表1 生态控肥主要技术指标

1.2 斜发沸石滤料的使用

斜发沸石适宜农作物栽培，它是含有钾、钙、镁等多种金属离子有硅氧四面体和铝氧四面体构成的架状侣硅酸盐矿物，是氨离子、钾离子、钙离子、镁离子等多种金属离子的高效离子交换剂，并首先吸附氨离子，对氮、磷、钾等具有吸附、分离双向调节作用。它的另一个性能是吸附性强或易于极化的分子，对水的亲合力最强。沸石粉与肥料接触过程中，肥料中的氨离子、钾离子被交换到沸石结晶格架中的微孔和通道中，披农作物养份交换后的沸石，对农作物能起到离子化肥的作用，并在土壤中缓慢地释放养分，具有保持肥效持久性，就是肥料损失，提高肥料利用率和减轻肥料对农作物的伤害作用。

另外，钙-钾型斜发沸石在土壤中能提高土壤离子的交换能力，提高土壤养分含量的利用率，降低土壤黏性，提高透水性、保水性、保肥性、改善土壤理化性质、提高土壤有效养分含量、调节土壤酸碱性，可有效的改良土壤，对于提高肥料厂和农民的经济效益、效果显著。

2 生态控肥关键技术指标监测方法

分别观测各渠道边坡及渠底衬砌下40、80cm处地温，具体埋设位置如图1所示，每年1和2月选择气温最低时各观测1次，应分别在苯板衬砌渠道和普通衬砌渠道上。制作渠道时将40、80cm长的Φ50mmPVC管预埋进渠道边坡和渠底，做好密封，冬季观测时将温度计探头放入管中，待主机读数稳定时即可读数。

图1 生态控肥关键指标监测布设情况

3 生态控肥试验结果对比

3.1 生态控肥技术下水稻需水量试验结果

对生态控肥技术下水稻整个生育期的需水试验进行分析，见表2。

从试验结果可看出，水稻整个生长发育期其需水系数在0.9～2.1之间，需水最大值主要出现在黄熟期，这一时期主要在9月，9月属于海城降水较少的月份，降水一般集中7—8月，9月易出现秋旱情况。而需水系数较低的出现在其刚种植的时间，5月区域降水量逐步增多。水稻水面蒸发2个大值主要出现在孕穗和乳熟期，这2个时间需要重点进行生态施肥技术的多方应用，降低水稻的需水系数。

表2 生态控肥技术下水稻不同生长期需水试验结果

3.2 生态控肥技术前后水稻生长期节水效率对比

结合生态控肥技术实施前后的水稻生长期节水观测试验结果，对比生态控肥后水稻的节水效率，见表3。

表3 生态控肥技术推广应用前后节水效率对比试验结果

相较于生态控肥前，生态控肥技术实施后，水稻作物各生长期的节水效率普遍得到提高，提高率在6.8%～27.6%之间，通过观测试验分析其灌溉用水有效利用系数有原来的0.35～0.45提高到0.55～0.65，亩节水可达到50m3，水分利用效率提高15%～20%，其农业节水效率十分明显。

3.3 生态控肥技术前后水稻生长期施肥效率对比

在节水效率分析的基础上，对生态控肥技术实施前后的施肥效率进行分析，见表4。

表4 生态控肥技术推广应用前后施肥效率对比试验结果

实施生态控肥节水灌溉技术和能量控制灌溉技术均可提高水分利用效率和肥效，减少深层渗漏，降低土壤酸化和地下水污染的风险，保护生态环境。相比于生态控肥实施前，区域水稻产量增加10%～15%，水分利用效率提高15%～20%。

3.4 生态控肥技术前后水稻降雨入渗补给量对比

考虑到降水是农作物需水一个重要的补给方式，分析生态控肥前后对降雨入渗补给的影响，影响结果如图2所示。

图2 生态控肥前后降雨入渗补给影响分析

生态控肥技术应用后，减少了区域深层渗漏，使得同样降水条件下的水稻浅层的入渗补给量增多，生态控肥技术后，降雨入渗补给在作物生长期的分配较为均匀，波动性减弱。总体上看作物的埋深程度和降雨入渗补给量关系较为明显，而生态控肥对其影响程度较弱。

4 结论

(1)本次技术推广面积共计36.4hm2，平均可增加经济效益3000元/hm2，可增加经济效益10.92万元，辐射区面积为333.33hm2，可产生经济效益100万元，经济效益显著，可进行技术全面推广。

(2)实施生态控肥节水灌溉技术和能量控制灌溉技术均可提高水分利用效率和肥效，减少深层渗漏，降低土壤酸化和地下水污染的风险，保护生态环境，促进农业良好循环，并可向精准和产业化经营转变。