黄文敏 李思训 武艳荣

随着现代农业的快速发展,水肥一体化技术正越来越被应用到各种作物上,达到一定节水、节肥及增产的效果。但是，由于水肥一体化技术涉及农作物学、土壤肥料学等相关方面的知识，大部分人对水肥一体化技术的施用还滞留在初级阶段，即灌水量、施肥量、水肥配比量化模糊等，距离科学化、精准化水肥一体化技术还有一定差距。为缩小这一差距，最大限度地发挥水肥一体化技术的作用，本文就水肥一体化灌溉施肥制度制定提出相关方法建议。

1 调查收集相关数据资料

1.1 当地水资源资料 包括常年降水量、降水月份分布，河库井常年储水、出水情况及用水习惯等。

1.2 主要作物种植资料 包括播种期、需水肥特性、需水肥关键期及根系发育特点、种植密度、常年产量水平等。

1.3 土壤资料 包括土壤质地、田间持水量、土壤容重、萎蔫系数等。

2 掌握几个重要概念

2.1 土壤湿润比 指在计划湿润土层深度内，所湿润的土体面积与灌溉区域总土体面积的比值。一般土壤湿润比以地面下20～30 cm处的平均湿润面积与作物种植面积的百分比表示。蔬菜水肥一体化湿润比一般为70%～100%，果树为40%～60%，大田作物为30%～40%。

2.2 湿润深度 又称土壤计划湿润层深度，是指根据作物生长发育要求，进行灌溉时计划湿润的土层深度。它取决于作物主要根系的分布深度，并随生长发育逐渐加深。一般作物生长初期湿润深度为0.3～0.4 m，生长末期为0.8～1 m。蔬菜适宜的湿润深度为0.2～0.3 m,大田作物为0.3～0.6 m，果树为 0.8～1.2 m。

2.3 灌溉上限 一般为田间持水量的80%～85%,灌溉下限为田间持水量50%～55%。

2.4 灌溉水利用系数(η） 指一定时期内田间所需消耗净水量（W净）与渠（管）首进水总量（W供）的比值，即η＝W净/W供。水肥一体化灌溉水利用系数一般为0.9～0.95。

2.5 耗水强度 是指作物生育期内的每天的蒸腾量。蔬菜水肥一体化耗水强度一般为2～4 mm、果树为 4～7 mm、大田作物为 5～6 mm。

3 确定灌溉制度

3.1 灌溉定额（W总） 指作物全生育期的需水量 PW（单位 mm 或 m3）与降水量 RW（单位 mm或m3）的差值。即：W总＝PW-RW。作物全生育期需水量PW＝（作物日耗水量×生育期天数）/η。灌溉定额是灌水量的总控制指标，在生产实际中，天然降水一般不仅在数量上不能满足作物生长发育的需要，在时间上还与作物需水关键期相错位，还要考虑灌溉过程中的损耗等。因此，计算出的灌溉定额应用于生产实际还需进行调整。一般在试验中设置3个处理：①1.5×灌溉定额；②1.2×灌溉定额；③灌溉定额。

3.2 灌水定额（W） 指每亩（667 m2）一次灌水的量（单位mm）。每次灌水量因作物生长发育阶段的需水特性和土壤当时的含水量不同而不同，需要计算确定。计算时需要土壤湿润比、湿润深度、土壤容重、灌溉上限与下限和灌溉水利用系数等参数。

式中：W为灌水定额，ρ为土壤湿润比，h为计划湿润层深度，γ为土壤容重，θmax为灌溉上限（以占田间持水量的百分数表示），θmin为灌溉下限，η为灌溉水利用系数。灌水定额的处理设置和灌溉定额一致

3.3 灌水时间间隔（T） 指的是两次连续灌水时间相差的天数。灌水时间间隔一般按作物生育期的需水特性分别计算，同时要考虑降水、气温的影响，适当增大或缩小灌水时间间隔。

式中：W为灌水定额（单位mm），E为作物需水强度或耗水强度（单位mm/d），η为灌溉水利用系数。

同一种作物，在不同质地的土壤上要获得相同的产量，总需水量基本一样，灌水时间间隔位是粘土最长，壤土次之，砂土最短。

3.4 灌水延续时间（t） 指完成一次灌水定额时所需要的时间（单位h）。在每次灌水定额W（单位mm）确定之后，灌水延续时间受灌水器的间距 Se（单位 m）、毛管的间距 Sr（单位 m）和灌水器流量q（m3/h）的影响。

3.5 灌水次数 指灌溉定额除以灌水定额。灌水次数受降水量和降水时间影响。要根据墒情监测结果进行调整。

由以上的灌溉定额、灌水定额、灌水时间间隔、灌水延续时间及灌水次数等参数就可以形成正常年份的灌溉制度。在生产实际中，灌溉定额、灌水次数及灌水时间要根据当年的降水和作物生长情况进行调整。

4 确定施肥制度

4.1 目标产量 即计划产量。一般有两种方法。一是参考作物品种审定时提供的品种特性和产量水平确定。二是参考当地多年种植该品种产年获得的实际产量确定。实施水肥一体化技术的田块第一年确定的目标产量应该在该田块上年或上季的产量水平上增长10%以上。

4.2 养分吸收量 计算实现目标所需要的大量元素氮（N）、磷（P2O5）、钾(K2O)的施用量和比例。部分园艺作物单位产量养分吸收量见表1。

表1 部分园艺作物形成1 000 kg鲜重产量时的氮、磷、钾养分吸收量kg

表1列出的各种作物养分吸收量为理论吸收量，在实际生产中，养分理论吸收量还不能直接用于指导施肥，还要根据肥料利用率、土壤养分状况、有机肥施用量等进行调整。对于中微量元素，由于作物需求量少，且移动性小，一般不需要每年施用，如其测定值接近或低于长期实验确定的临界值，影响作物正常生长发育，需有针对性地进行补充，并确定一个合理的施用量。

4.3 调整养分吸收量

1）根据土壤养分含量调整。在设计施肥制度时，要进行土壤养分测试，利用获得的土壤氮、磷、钾数据，结合当地养分分级指标和目标产量计算出养分吸收量进行调整。一般有三种情况。一是土壤养分测试值接近分级指标适中水平，不用对计算出的养分吸收量进行调整；二是土壤养分测试值较低，与分级指标适中值相差较大，要实现目标产量，应调高养分吸收量；三是土壤养分测试值较高，与分级指标适中值相差较大，要调低养分吸收量，否则会带来危害或降低利用率。从实践经验来看，一般调整幅度在10%～20%。

2）根据上季作物施肥量和产量调整。一般情况下，上季作物施肥量也是根据目标产量制定的，通过分析，可以看出目标产量与施肥量之间的相关关系。如果上季作物施肥量较大，或作物实际产量较低，说明施肥量偏大，应减少当季作物养分投入量；反之，如果上季作物施肥量较少，目标产量没有实现，说明施肥量偏少，应增加当季作物养分投入量。

3）根据养分施吸比调整。养分施吸比是肥料利用率的倒数。某种养分的实际用量=养分吸收量×养分施吸比。

4）根据作物生育期需肥规律分配养分施用量。同一作物不同生育期的各种养分吸收量及需求比例不同。在进行养分施用量分配时，要充分考虑作物的需肥特点、各种养分敏感期和最大效率期等，科学合理确定该作物各生长时期不同养分的施用比例和施用量。

5）拟定施肥制度。根据计算出的作物养分吸收量、土壤测试值、上季作物施肥与产量水平、养分施吸比，施用有机肥量的区域，还要考虑有机肥带入的养分及作物不同生育期的养分需求比例等，就可以制定包括作物养分需求总量、养分比例、施肥时期和施肥方式等内容的施肥制度。

5 拟合水肥一体化灌溉施肥制度

将灌溉制度和施肥制度拟合在一起形成水肥一体化制度。拟合时要坚持肥随水走、分阶段拟合的原则。即根据灌溉制度将肥料按灌溉的灌水时间和次数进行分配。特别强调一点，在灌溉的过程中如果要降水，作物不需要灌溉，但为了施肥也要灌溉，完成施肥后立即停止灌溉。

（参考文献略）