水肥耦合苗期影響

1.水肥耦合對紫云英苗期地上部分的影響

測定水肥耦合對紫云英干物質重、株高、葉片葉綠素含量和葉片丙二醛含量的影響。結果表明:不同的水肥條件影響紫云英苗期，濕潤條件下紫云英的生長受到脅迫，但促進干物質的積累。高肥條件下紫云英在越冬期出現(xiàn)肥害現(xiàn)象，而常規(guī)水肥條件下，紫云英生長正常。干旱條件下，紫云英生長受到脅迫，但是未出現(xiàn)死苗現(xiàn)象。

2.水肥耦合對紫云英苗期地下部分的影響

測定水肥耦合對紫云英根干重、根長、根系表面積、根系吸收活躍表面積的影響，結果表明:水分虧缺和肥料虧缺促進根的生長，但肥料虧缺條件下抑制根干重的積累。輕度降低土壤水分，紫云英根系可以通過提高活躍吸收表面積來適應脅迫環(huán)境，但土壤水分過低，活躍吸收表面積會降低。水分過多時紫云英根系活力成先上升后下降的趨勢;在土壤水分過低和低肥條件下紫云英的根系活力受到抑制。

3.水肥耦合條件下土壤肥力的變化

測定土壤速效N、P、K含量，結果表明:不同水肥耦合條件下.土壤速效N、P、K含量均有所積累，其中土壤速效P含量增加幅度最大，其增幅為121.39%，土壤速效N增加幅度最小，其增幅為7.22%，說明種植紫云英能有效改善土壤肥力，但水分過多抑制土壤速效N、P、K含量增加。

1、河北省武安市水肥耦合技術

河北省武安市耕地面積5.35萬公頃，其中坡耕地3.6萬公頃，占全市耕地面積的67.5%，主要農(nóng)作物有玉米、小麥、棉花、谷子、豆類等。坡耕地土層瘠薄，缺水少肥，生產(chǎn)條件差，糧食單產(chǎn)一般在3375千克/ 公頃，皮棉570 千克/公頃。該市開展了坡耕地測土配方施肥行動，推廣測土配方技術0.6萬公頃，實現(xiàn)節(jié)本增效225萬元。其中，為提升耕地地力水平，該市建立玉米核心示范區(qū)333公頃，帶動0.33萬公頃，每公頃節(jié)本增效375元以上，農(nóng)民獲益125萬元;建立棉花核心示范區(qū)133公頃，帶動0.133萬公頃，皮棉每公頃增產(chǎn)67.5千克，節(jié)本增效450元，農(nóng)民獲益60萬元;建立谷子核心示范區(qū)133公頃，帶動0.133萬公頃，每公頃增產(chǎn)240千克，節(jié)本增效300元，農(nóng)民獲益40萬元。通過建立高效節(jié)水、測土配方施肥樣板，典型示范，輻射帶動，形成了武安坡耕地培肥模式，促進了經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益同步增長。

2、河南新鄉(xiāng)小麥、玉米、花生水肥耦合技術

中國農(nóng)科院農(nóng)田灌溉研究所“九五”開始對河南新鄉(xiāng)地區(qū)主要作物開展水肥耦合技術模式研究。結果表明，不同灌水條件下，對冬小麥、玉米、花生等作物進行適宜的水肥管理，與傳統(tǒng)灌水量相比，地面灌可節(jié)水15~20%，噴灌可節(jié)水35~60%;主要作物增產(chǎn)幅度為9%~17%，化肥有效利用率提高15%~20%，主要作物的水分生產(chǎn)率達到1.5~2.1千克每立方米。

3、河南商丘地區(qū)冬小麥、夏玉米水肥耦合技術

針對豫東地區(qū)水、肥利用效率較低的狀況，“八五”期間中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)田灌溉研究所在河南商丘開展了氮肥、磷肥和灌水的綜合效應試驗研究，結果表明:冬小麥、玉米水肥耦合存在閾值反應。冬小麥水肥耦合的閾值是:N(90~240千克每公頃)，P2O5(56.25~221.25千克每公頃)，灌溉定額1500~3750立方米每公頃，夏玉米水肥耦合的閾值是:N(105~255千克每公頃)，P2O5(52.5~127.5千克每公頃)，灌溉定額1500~3000立方米每公頃。低于閾值下限水平，N、P無明顯增產(chǎn)效應，水分利用效率(WUE)低;高于閾值上限，水肥互作效應呈減小趨勢;在閾值范圍，水肥互作增產(chǎn)效應顯著。

1)推廣應用情況:我國從“八五”開始，在水肥交互作用及耦合模式研究方面開展了大量工作，取得了很大的進展，目前水肥耦合技術在我國南北各地都有一定的應用，但推廣面積不大。

2)限制因素:

一是缺乏成熟的技術模式。盡管我國在“八五”以來一直把水肥耦合作為重點攻關課題之一，也取得了一定的研究成果，但是,由于各地區(qū)氣候、土壤條件不同，在某一地區(qū)取得的成果，在另一地區(qū)應用的效果則不理想或不適用。二是基層農(nóng)技服務部門的示范、宣傳工作不到位，農(nóng)民對水肥耦合技術提高產(chǎn)量、節(jié)本增效的認識不夠。

3)推廣措施:

① 領導重視，健全組織:縣農(nóng)業(yè)局成立了測土配方施肥工作領導小組，負責整個行動的工作組織協(xié)調、技術指導和監(jiān)督檢查。

② 廣泛建立示范區(qū):選擇有條件的鄉(xiāng)、鎮(zhèn)建立示范區(qū)，化驗土樣，免費為農(nóng)民提供技術服務。

③ 加強技術培訓:在電視臺開辦固定節(jié)目，在《農(nóng)民增收致富信息》上辦?？浞掷门e辦培訓班、專家下鄉(xiāng)講課等形式，加強測土配方施肥技術的宣傳、培訓力度。

9、技術支撐條件

技術依托單位:各農(nóng)業(yè)高等院校、科研單位、各地農(nóng)技推廣部門、各地土肥所(站)。

據(jù)中國農(nóng)科院農(nóng)田灌溉研究所在河南新鄉(xiāng)的研究表明，不同灌水條件下，對冬小麥、玉米、花生等作物進行適宜的水肥管理，與原灌水量相比，地面灌可節(jié)水15~20%，噴灌可節(jié)水35~60%;主要作物增產(chǎn)幅度為9%~17%，化肥有效利用率提高15%~20%，主要作物的水分生產(chǎn)率達到1.5~2.1千克每立方米。

農(nóng)戶使用水肥耦合技術一般不需要增加額外的投入。

水肥耦合效應與土壤狀況、作物種植方式等密切相關，不同作物在不同的土壤條件下，水肥耦合關系也會不同。因此，使用水肥耦合技術時應根據(jù)當?shù)鼐唧w情況，將灌水與施肥技術有機地結合起來，調控水分和養(yǎng)分的時空分布，從而達到以水促肥，以肥調水，進而使作物產(chǎn)量最高，經(jīng)濟效益最好。

與其他節(jié)水措施的關聯(lián)性

水肥耦合技術可以跟各種田間灌水技術、節(jié)水高效灌溉制度、以及其他農(nóng)藝節(jié)水措施相結合，進行集成配套，形成節(jié)水、增產(chǎn)、增效的綜合技術模式。

適用于各類作物。

(1)平衡施肥

平衡施肥是指作物必需的各種營養(yǎng)元素之間的均衡供應和調節(jié)，以滿足作物生長發(fā)育的需要，從而充分發(fā)揮作物生產(chǎn)潛力及肥料的利用效率，避免使用某一元素過量所造成的毒害或污染。平衡施肥的技術要領:

a. 采集土樣分析;

b. 確定土壤肥力基礎產(chǎn)量;

c. 確定最佳元素配比與最佳肥料施用量;

d. 合理施用。

(2)有機肥、無機肥結合施用

有機肥與無機肥配合施用，能提高土壤調水能力，而且增產(chǎn)效果較好。但施用時應根據(jù)有機肥料和無機肥料種類的特點，適時、適量運用。使用中應考慮以下幾點:

a. 有機肥料含有改良土壤的重要物質，其形成腐殖質后，具有改善土壤水穩(wěn)結構和增進土壤保水、保肥能力的作用，能提高作物對土壤水的利用率;化學肥料只能提供作物礦質養(yǎng)分，無改土作用，對中下等肥力土壤應盡量多使用有機肥料，并根據(jù)土壤礦質養(yǎng)分狀況配合施用一定量化肥。

b. 有機肥料在分解過程中會產(chǎn)生各種有機酸和碳酸，可促進土壤中一些難溶性磷養(yǎng)分轉化成有效性養(yǎng)分，在一定程度上了提高土壤磷養(yǎng)分總量。因此，可以適當降低使用化肥磷量的標準。

c. 有機肥料供肥時間長，肥效緩慢，化肥肥效快，兩者具有互補性。因此，有機肥應適當早施，化肥則可根據(jù)作物需肥情況按需施肥。

d. 在施用碳氮比比較高的有機肥(如秸稈還田)時，要適量增施氮肥，防止作物脫氮早衰，避免產(chǎn)量下降。

e. 由于種植作物種類及輪作方式不同，作物所需有機肥與化肥比例會有較大差異。如豆科作物可能需要有機肥、磷肥量多一些，氮肥需要量就很少;對于玉米，有機肥、化肥均應多施一些。所以，有機肥、化肥施用中應根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況、作物需肥和種植方式情況不同而不同。

(3)采用適宜的施肥方式

對密植作物宜用耬播溝施，對寬行稀植作物以穴施為好，施肥后隨即澆水;花生、棉花、油菜等作物根據(jù)生長需要還可結合運用根外追肥。

(4)控制灌水定額

研究表明，灌水定額超過1050立方米每公頃便容易造成肥料淋失，在畦灌條件下灌水定額宜控制在825立方米/每公頃以內。

作物根系對水分和養(yǎng)分的吸收雖然是兩個相對獨立的過程，但水分和養(yǎng)分對于作物生長的作用卻是相互制約的，無論是水分虧缺還是養(yǎng)分虧缺，對作物生長都有不利影響。這種水分和養(yǎng)分對作物生長作用相互制約和耦合的現(xiàn)象，稱為水肥耦合效應。研究水肥耦合效應，合理施肥，達到“以肥調水”的目的，能提高作物的水分利用效率，增強抗旱性，促進作物對有限水資源的充分利用，充分挖掘自然降水的生產(chǎn)潛力。

不同水分脅迫條件下，水肥對作物的生長發(fā)育和生理特性有著不同的作用機理和效果。首先，在水分脅迫較輕時，養(yǎng)分能顯著促進作物的根系和冠層生長發(fā)育，不僅增強了根系對水分和養(yǎng)分的吸收能力，而且提高葉片的凈光合速率，降低氣孔導度，維持較高的滲透調節(jié)功能，改善植株的水分狀況，從而促進光合產(chǎn)物的形成，最終表現(xiàn)為產(chǎn)量和WUE的提高。然而，隨著水分脅迫的加劇，養(yǎng)分的作用機理和效果發(fā)生了不同的變化。氮素的促進作用隨水分脅迫的加劇慢慢減弱，在土壤嚴重缺水時甚至表現(xiàn)為負作用。說明氮肥并不能完全補償干旱帶來的損失。因此，隨干旱脅迫的加重應適當減少氮肥的用量。與氮肥相反，在嚴重水分虧缺條件下，磷肥能促進作物的生長與抵御干旱脅迫的傷害。氮、磷有很強的時效互補性和功能互補性，合理搭配能顯著增產(chǎn)，達到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和提高水分利用效率的目的。

對氮素和水分相互關系研究發(fā)現(xiàn)，由于含氮化合物需要相對較大的能量用于合成和維持生命，限制氮素的供應則可能導致含氮化合物在老的組織中轉移并供同樣需要能量的幼嫩組織利用。在氮素虧缺條件下，植株地上部與地下部比率下降，導致非光合組織相對增加，因而不利于水分利用效率的提高。有研究指出，施肥使冬小麥葉水勢下降，增加了深層土壤水分上移的動力，使下層暫時處于束縛狀態(tài)的水分活化，擴大了土壤水庫的容量，提高了土壤水的利用率，達到了“以肥調水”的目的。

通過對一定區(qū)域水肥產(chǎn)量效應的研究，同時預測底墑、降水量，就可以根據(jù)模型確定目標產(chǎn)量，擬定合理的施肥量，為“以水定產(chǎn)”和“以水定肥”提供依據(jù)，就可以在區(qū)域內“以肥調水”、“以水促肥”、“肥水協(xié)調”，提高水分和肥料的利用效率，對大面積農(nóng)業(yè)增產(chǎn)具有實際指導意義。但因為不同地區(qū)水量、熱量、土壤肥力等條件不同，其肥水激勵機制也存在明顯差異。所以在某一區(qū)域建立的水肥耦合互饋效應模型，只能在相似地區(qū)適用，在另一地區(qū)用的效果則不理想或不適用。