二作区马铃薯节水施肥栽培发展现状和相应技术对策 In2006 Acreage 5 342MhaProd 83 12MtonYield 15 56ton ha 中国马铃薯生产分布 马铃薯产业现状种植 我国马铃薯栽培面积和产量总体呈现增长态势 2008年马铃薯8000万亩 产量8000万吨 马铃薯在部分地区的粮食和收入贡献已达40 干旱基本情况 我是缺水大国 水资源总量为2 8万亿m3 仅占世界7 人均水资源不足世界平均水平的1 4 是世界上13个贫水国之一 居世界109位 耕地平均分摊水量也只有世界平均数的3 4 中国水资源的分布极不平衡 81 的水资源集中在长江流域及其以南地区 占我国耕地64 1 的北方地区 人均水资源519m3 仅分别为全国的1 5和世界平均水平的1 20 并且降水和径流年内和年际间变化较大 江河径流水资源多为洪水 难以充分利用 枯水季节的缺水问题十分突出 据国土资源部统计 我国现有旱作耕地面积10 1亿亩 约占耕地总面积的55 按照年降水量200 250毫米为干旱区 251 400毫米为半干旱区的标准 主要集中在西北 华北 东北和西南地区 马铃薯对水分利用率高 缓解水资源对作物生长限制严重缺水国家 128位人均占有量为世界平均值1 4 马铃薯水分利用率高丰水年的产量为100 在干旱年份的产量 谷子55 荞麦57 春小麦58 扁豆63 豌豆65 马铃薯76 马铃薯成为西北等干旱地区的主要作物 中原二作区水资源分析 中原二作区范围 京津鲁豫及河北中南部一 干旱现状1 降水及干旱特点 降水量从北向南在500 800毫米 降雨主要集中在7 8月 气候半湿润 土壤半干旱地区 降雨量不能满足小麦 玉米三年两熟的高产需要 春夏季土壤干旱缺水严重 冬小麦生长期需要抽取大量地下水满足灌溉 秋季由于降雨量较大 土壤水分得到一定恢复 但地下水位很深 土壤整体上处于半干旱状态 这些地区也可以称为半旱地农业区域 2 水资源特点 华北由于地表河流水资源很少 长期利用地下水发展工农业生产 目前已经成为了世界上最大的地下漏斗 是世界四个严重缺水地区之一 超级漏斗 地沉降 地裂缝 海水入侵 咸水下移 海水倒灌 截止2009年 海河流域各类漏斗面积为9万多平方公里 天津市区下沉2米以上 塘沽下沉超过3米 和2001年的6万平方公里相比 每年扩张1万平方公里 按这个势头 海河流域的全部12 8万平方公里平原 应在2012年连片形成举世罕见的超级大漏斗 横跨京 津 冀 鲁 豫 3 华北地区水资源开发率为72 其中河北省水资源现状开发率为90 明显高于全国平均水平 20 由于水资源短缺不得不大量开采地下水 目前河北省每年地下水超采量达30亿立方米 地下水位持续下降 据报道河北省平均年由于地下水严重超采 部分地区已造成海水入侵 地裂缝 地面下沉水井报废 河道干枯等严重的生态系统退化现象 全国水资源分布状况可以明显看出 西北地区各省的水资源总量 虽然低于我国南方地区 但并不比华北和东北部分省份少 并不是贫水地区 西北地区的水资源大部分来自黄河流域 中部分来自甘肃和新疆周围的高山降雪和冰川水资源 少部分来自长江流域 西北 华北 东北水资源比较表省区水资源 亿立方米 人均水资源 立方米 新疆920 14793 6黑龙江826 82167 8河南697 7697 7青海634 71190 9陕西574 61560 6内蒙古495 62082 7山东489 7518 2吉林326 51208 7甘肃247 2951 6辽宁220 0519 1河北204 69306 69 华北春秋二作区马铃薯栽培制度春作 地膜覆盖 2下 3月初播种5月下 6月上收获春作 二膜覆盖 1月下 2月上旬4月下 5月上中春作 三膜覆盖 12底 1月上播种4月中旬收获 马铃薯生长期基本上无自然降雨 主要靠地下水灌溉 一般需灌溉4 6次 每次灌溉量20mm 利用率按照土渠计则灌溉一次需水 亩需水总量为54 80立方米 灌溉方式水分利用率 土渠57防渗渠66低压管道73喷灌78膜下滴灌81 中原二作区马铃薯生产中水分管理中存在的主要问题和潜在威胁 马铃薯生长期与自然降水时期不吻合 一般2 3月播种 5月底到6月初收获 而降雨主要集中在6 7 8三月 地下水位严重下降 地下漏斗越来越严重 长此透支灌溉制度水资源枯竭不可逆转 马铃薯种植区农民过度追求高产 甚至不惜过高的投入谋求高产 春作马铃薯基本上大水大肥 正常年份灌溉4 6次 甚至更多 化肥施用量一般都在150kg 高的达到200kg 甚至更高 以山东滕州为例 亩施肥量都在200kg以上 灌溉和施肥量居全国前列 高产不高效 灌溉方式落后 水分渠道渗漏严重 华北平原马铃薯田仍以渠灌为主 喷灌 滴灌 膜下滴灌 渗灌很少使用 不同灌溉方式下马铃薯产量 内蒙古达茂旗 2008 如何提高灌溉水的生产效率 不同滴灌条件下马铃薯的产量及灌水生产效率 提高农业水分利用率的措施 一 工程节水利用管灌 滴灌 水平畦灌 隔沟灌 间歇灌溉等减少田间蒸发量 二 生物节水利用抗旱作物 抗旱优良品种提高作物水分利用效率 推广抗旱作物及抗旱品种 三 基因节水研究植物水分利用效率基因定位 分子标记 结合常规育种 培育出抗旱高产高水分利用效率品种 四 农艺节水利用不同植物抗旱节水特点 进行种植布局和耕作制度的调整 提高农田水分利用效率 农艺节水 一 深耕 华北中原二作区 河北中南部 山东等地 耕地深度仅22cm 不仅土壤贮水量小 而且块茎培土层也浅 就是逐年加深耕作层厚度 可以打破常年耕作踩塌形成的坚实 犁底层 减小作物根系下扎阻力 扩大作物的水 肥空间 可将下层 死土 翻起 熟化其结构 风化其养分 提高土壤的耕作性能 保水性能和肥力 深耕还可加强雨季吸纳降水 以供作物旱季消耗 可称为 深耕蓄墒 深耕一寸土 能耐十天旱 深耕可以打破犁底层 增加透水性 加大蓄水量 并能促进根系下扎和扩大根系吸收范围 提高水肥利用率 有资料表明 深耕后土壤容重减少0 1 0 2克 立方厘米 总孔隙度增加3 8 非毛管孔隙增加4 8 田间持水量增加3 4 二 中耕保墒 华北平原二年三熟制 作物年需水量为1000 1200mm左右 年降水量却只有400 600mm 而且降水的季节分布极不平衡 上世纪50年代以前一直以 保墒 为核心的耕作制度 才保持了华北平原地下水位持续利用 据报道从80年代因放弃了中耕制度 仅黄淮海流域 因放弃 保水耕作 而加大的农田蒸发每年高达890亿立方米 接近于1条黄河再加2条海河 墒 指的是土壤水分 保墒就是 经营土壤水分 所谓经营 就是通过深耕 细耙 勤锄等手段来尽量减少土壤水分的无效蒸发 使尽可能多的水分来满足作物蒸腾 通俗的回答是 除草 古代就有 锄三省一 的说法 锄三遍可少浇一水 实际上 除草只是较为浅显的原因之一 锄地的核心是 松土保墒 锄不厌数 勿以无草而中缀 就是说 锄地是不论次数的 没有草也要锄 松土 就是切断毛细管 堵塞裂缝 从而 保墒 抑制水分沿毛细管上行至地表蒸发和直接经裂缝蒸发 松土保墒 一般在雨后土壤表面干燥到不泥泞时进行 用锄头在土壤表面松出10厘米左右厚的 暄土 暄土不会开裂 暄土层与下层之间的毛细管也被切断了 不再能从下层获得水分 因此会迅速干燥成无水分可供蒸发的 被子 把下层水分牢牢地 捂 在土壤中 俗话说 锄头自有三寸泽 就是对松土保墒功能的生动总结 松土保墒 又被现代农业称作 暄土覆盖法 三 覆盖保墒 防止土壤水分蒸发的最有效途径 土壤表面蒸发量占农田总蒸发的1 4 1 2 农田覆盖是一项人工调控土壤 作物间水分条件的栽培技术 是降低农田水分无效蒸发 提高用水效率的有效农业措施之一 农田地膜覆盖阻断了土壤水分的垂直蒸发和乱流 使水分横向迁移 增大了水分蒸发的阻力 有效地抑制土壤水分的无效蒸发 抑蒸力可达80 以上 覆膜的抑蒸保墒效应促进了土壤 作物 大气连续体系中水分有效循环 增加了耕层土壤贮水量 加大作物利用深层水分 改善作物吸收水分条件 水热条件及作物生长状况的改善同样有利于矿质养分的吸收利用 1 砂覆盖甘肃 青海等地区的 砂田 就使用卵石来覆盖地表 也能在极度干旱的环境中生产出西瓜 蔬菜等高水产品 2 秸秆覆盖华北平原使用上茬小麦或者玉米秸杆覆盖和南方冬作区稻草覆盖均可以增加土壤孔隙度 不但减轻表土水分无效蒸发 连续3年后 耕层土壤总空隙度增加4 11 通气孔隙增加7 5 土壤容重减少0 1 0 2g cm3 3 暄土覆盖具有 同质覆盖 的无比优越性 通过多次中耕切断毛管 减少蒸发 4 地膜覆盖华北中原二作区地膜覆盖主要目的是保持土壤水分 提高地温 不同土质及覆膜处理的水分产量效应地下水位处理耗水量 mm 经济产量 kg 亩 水分利用效率 kg mm 亩 滩地 重壤 覆膜206 142707 26 13 13裸地245 332301 709 38增幅 15 84 17 62 壤土覆膜206 472667 3512 92裸地240 812202 69 15增幅 14 26 21 1 砂土覆膜196 421840 89 37裸地211 931509 17 12增幅 7 32 21 98 二作区马铃薯施肥中存在的主要问题1 化肥利用率低1995 2004年 近10年来中国化肥用量增加很快 化肥用量由3595万t 纯养分 下同 发展到4636 8万t 增加了1041 8万t 即增加了22 5 但是 粮食产量由46500万t只增加到46974 2万t 增加了474 2万t 即增加了1 0 2010年以来达到了5460万吨 纯量 占世界总产量的30 以上 居世界第一位 利用率的总体水平为30 40 发达国家为50 60 其中 我国氮肥利用率为30 35 欧盟为70 80 磷肥当季利用率为10 25 钾肥利用率35 65 2005年我国的K2O消费量663万t 占世界总消费量2642万t的25 1 目前我国农民过量施用化肥现象十分普遍 平均过量30 多施化肥不仅起不到增产的效果 还严重污染了自然环境 施用的化肥只有1 3能被农作物吸收 剩余2 3的化肥进入天空和水体 土壤及农产品中 其中 最直接的影响是导致作物倒伏 病虫害增加 导致农产品中硝酸盐含量严重超标 同时成为河流 湖泊 水库等的重要污染源 也污染了地下水 农业部门调查显示 我国的耕地只占世界的7 氮肥施用量却超过了世界总量的35 目前我国平均每公顷施化肥400公斤以上 远远高出发达国家认定的每公顷225公斤的安全上限 单位养分投入生产的粮食 美国 40kg kg 德国60kg kg 中国17kg kg 二作区更低山东省每年施用化肥400多万吨 而实际利用率只有30 左右 等于超过一多半的化肥没有转化成 生产力 全浪费掉了 而氮肥利用率更低 仅占10 左右 近几年 全省每年浪费的氮肥在80万吨以上 价值30多亿元 滕州市马铃薯种植田和蔬菜种植田 土壤速效钾含量高的超过了 但肥料施用量仍然高达150 200 亩 利用率不足20 不到世界水平的一半 2 土壤酸化严重中国占全球7 的耕地 消耗着全球35 的氮肥 这直接导致中国高达90 的农田土壤 均发生不同程度的酸化现象 氮肥造成的土壤酸化 主要是指氮肥在转化过程中形成的阴离子硝酸盐 在水的作用下 携带着碱性的阳离子 如钙 镁离子离开土壤系统 从而使土壤酸度增加 3 化肥结构不合理2004年化肥总施用量的4636 8万t中 氮2831 4 万t 五氧化二磷1338 1万t 氧化钾467 3万t 氮 磷 钾施用比例为1 0 4 0 10 钾肥明显不足 复合肥1203 8万t 仅占化肥施用总量的25 4 有机养分资源未能充分有效利用 加重了环境污染 有机肥主要是指农业收获物中的养分通过各种形式重新用于农业生产的再循环或再利用部分 有机肥料的资源量随着农业生产的发展而逐渐增加 中国是世界上农产品产出量最多的国家 农业废弃物的种类很多 数量很大 据统计 中国近几年仅来自农业内部的基本资源 主要包括粪尿类 秸秆类 绿肥类 饼肥类 每