2012 年 12 月 10 日~16 日,應以色列國際學習中心邀請,中國農業國際合作促進會組織了"中國 - 以色列灌溉與水肥一體化年"赴以色列農業科技考察活動.先后訪問了內蓋夫地區 RamatHaNegev 農業研發中心、海法市空中花園節水灌溉系統;考察了南丹簡\\(NaanDan Jain\\)灌溉公司、死?；S、耐特菲姆\\(Netafim\\)灌溉公司及其所在基布茲\\(Kibbutz\\)、美茲塑料公司、以色列化工集團\\(ICL\\)化肥公司、北部加利利湖國家水利管網;并在以色列出口研究所參加了中國 - 以色列農業項目合作洽談會.
1 主要見聞
在南丹簡\\(NaanDan Jain\\)灌溉公司,我們對該公司的灌溉設備生產及管理、田間節水灌溉系統和肥料控制系統的應用進行了廣泛了解.實地考察了果樹的精準灌溉技術、果樹水肥一體化管理及果園水肥一體化設施配置系統.
在以色列出口研究所,中國代表團與 HazanSprayers、AL -MAGOR Metal&Plastic Works Ltd、Agreen seeds、Agrotop、TEFEN Advanced PlasticSolutions、ecofer Fertigation Technologies Ltd、Pelemix Ltd、Yosef of Galilee Ltd、METZERPLASIrrigation Systems&Drip Laterals 等 10 家公司舉行了中國-以色列農業項目合作洽談會.在以色列海法化學工業公司 \\(HAIFA\\),以色列化工專家講解了利用死海的礦物質生產肥料的工藝過程.在內蓋夫地區的 Ramat HaNegev 農業研發中心,聽取了中心主任帶來的專題講座"以色列沙漠農業的發展和灌溉技術與水肥管理",參觀了設施蔬菜生產試驗溫室.
在耐特菲姆\\(Netafim\\)灌溉公司及其所在基布茲\\(Kibbutz\\),對其滴灌設備生產進行了參觀學習.該公司作為全球最大的滴灌設備生產廠,目前在全球擁有 10 個生產基地,公司每年 5%的營業額被用來開發新產品,每年有 8~10 種節灌新產品投向市場.公司主要生產滴灌管、滴頭、滴灌配件和電磁閥并實行全自動化生產,從原料投放、加工成型到產品包裝全部機器完成,產品銷往世界各地,在中國的廣東徐聞香蕉生產中就采用了他們的產品;該公司生產的滴灌管有上百個品種之多,可以滿足世界各地不同地形、水質、作物的需要;在室外,還有一個大型的設備陳列區,將滴灌管、滴頭、配件、過濾器、施肥設備、自動控制設備、閥門等分門別類進行展示;耐特菲姆重力式小型家用滴灌系統\\(也稱重力滴灌\\),控制面積 0.07~0.13hm2,工作水頭 1~2 m,水源是水箱,適合用于一家一戶小面積日光溫室和大棚蔬菜、果園使用.
在美茲塑料公司,以方管理者詳細介紹了企業的生產情況,該公司目前是生產節水灌溉材料的專業生產設備供應商;公司根據園藝、城市綠化需要生產幾種顏色的滴灌管;在室外,還有一個大型的設備陳列區,展示了不同節水灌溉設備的功能.以色列化工集團\\(ICL\\)化肥公司是以色列著名固體可溶性肥料和液態肥料生產商,該公司研發生產各種適用于灌溉的固體肥料,其在中國新疆、內蒙古的液態肥料合作項目,在農戶棉花、馬鈴薯生產中使用收到了很好效果.
2 "水肥一體化"技術背景
以色列國土面積約 2.1 萬 km2,除地中海沿岸狹長地帶和幾個內陸山谷是僅有的幾處肥沃地區外,耕地主要分布在北部濱海平原、加利利山區以及約旦河谷.地處亞洲大陸,西臨地中海.沿海地區為典型的亞熱帶地中海型氣候,夏季炎熱干燥,溫度在 32~38℃.降雨少,一般在 400~550 mm,降雨主要在冬季的 12 月至來年 3 月,6~8 月無雨.全國 70%的面積屬半干旱地區,20%為半濕潤區;50%面積降雨少于 150 mm.以色列可利用淡水資源為 21 億 mm3,人均 350 mm3左右,為世界人均的 3%、我國的 12.5%.
全國分為 10 個農業區,耕地總面積為 42.7萬 hm2,主要農作物有小麥、玉米、棉花、柑橘、葡萄、香蕉、椰棗、蔬菜和花卉.盡管以色列自然環境差、水源匱乏、耕地面積小,但自 20 世紀 70 年代以來,通過一系列技術措施,其可灌溉土地增長 8倍,達 21.3 萬 hm2,占耕地面積的 49.5%,主要通過興修水利、推廣先進農業技術、提高機械化程度等,該國農業得以迅速發展.目前,其糧食已基本自給,水果、蔬菜和花卉除了滿足國內需要外,還出口到歐、美市場,且均為無公害產品.
以色列一半以上的土地屬沙地,土地貧瘠和缺水是以色列農業發展的最大難題.以色列農業灌溉技術經歷了大水漫灌、溝灌、噴灌和滴灌幾次革命,20 世紀 50 年代以噴灌技術代替了長期使用的漫灌方式.這主要得益于政府和科研在提高水利用率、農業生產率和鹽水與再生水灌溉技術開發等方面投入,建立了全國輸水工程,大力發展微、滴灌節水技術.早在 1965 年研制出了滴灌裝置,與其他灌溉方式相比,滴灌技術優勢明顯,并在此基礎地上逐步發展和完善,建立起一整套成熟的"水肥一體化\\(fertigation\\)"技術體系."水肥一體化\\(fertigation\\)"技術與傳統技術相比,主要有以下 4 個方面的突出優勢.
2.1 節約水資源
滴灌直接供水到植物根系,由傳統的灌溉土壤,變成灌溉植物的根系,減少了水的蒸發損失.目前,以色列全國的灌溉土地都使用了壓力補償式灌溉技術,水的利用率大大提高,每公頃農田灌溉用水量僅 390 m李方明,單位面積土地的耗水量下降了 50%~70%.
2.2 優化生產環境
以色列通過研究土壤中 Na+、Cl-、NO3-、Ca2+、Mg2+,研究灌水對土壤中離子運移的影響,確定合理的灌溉施肥技術,以保持土壤良好的通氣性,降低土壤的鹽化程度,減少雜草生長.
2.3 省時、省工、省錢、安全
采用水肥一體化灌溉,灌水、施肥時農民不必守在田間,減少了勞動力成本;同時由于滴灌減少了雜草生長、降低了生長環境的空氣濕度,也相應減少農藥用量,有利于保障食品質量安全.
2.4 因地、因作物施灌
以色列一般在地勢平坦的馬鈴薯、小麥等大田地塊采用移動式微、噴灌;在坡地、山地多采用滴灌;設施栽培、園林綠化樹木上使用滴灌;草坪使用地埋灌;在林木育苗上采用微噴育苗;在南部沙漠蒸發量較大的地區,使用地面覆膜滴灌形式,減少地面蒸發.在鹽堿地灌溉上滴灌的運用,成功地防止了根系部位土壤的鹽堿化,高鹽區也種出好果實.
3 幾點啟示
3.1 優化資源配置,提高水資源利用效率
以色列農業用水強調單位灌溉水的邊際產出,優先保證高效作物灌溉,在水資源利用和管理方面摸索出的成功辦法使農業產量增長 12 倍,農業用水量卻只增加了 3 倍.
我們在農業節水灌溉方面不能完全照搬以色列模式,需要根據我國的農業生產實際,因地制宜.以吉林省為例:為充分利用自然降水資源,建議今后采取二項措施,一是在西部半干旱地區,對玉米等大田作物要采用自然雨水高效利用與膜下滴灌技術相結合,按照玉米等作物的需水規律少量補充滴灌供水;二是在高附加值經濟作物產區和溫室生產中大力推廣管道輸水滴灌技術.
3.2 水肥一體化,提高水肥利用效率
水肥一體化技術是借助壓力灌溉系統,將可溶性固體肥料或液體肥料配兌而成的肥液與灌溉水一起,均勻、準確地輸送到作物根部的水肥施用方法.采用水肥一體化灌溉技術,水濕潤土壤的范圍既有水又有肥,把水、肥集中在根的周圍,同時限制根域,提高水肥利用效率,使水的利用率提高40%~60%,肥料利用率提高 30%~50%.基于東北地區施肥現狀,我們需要打破傳統的施肥模式,減少基肥用量,根據玉米的需水、需肥規律,隨水施肥,滿足作物不同生長階段對水肥的需求,實現高產高效.
3.3 加強關鍵技術創新與成果的集成示范
以色列把"科技興農"作為國策,農業科技成果研究開發周期短,從項目選題到成果完成和推廣應用,堅持"源于農業、服務農業和引導農業",示范推廣的技術具備可操作性、可物化性、先進性和市場適應性等特點.以吉林省為例,為實現春玉米的持續高產、穩產、高效,今后針對吉林省西部農業生產,需要進一步加強玉米專用降解地膜的研究,開展玉米需水、需肥規律研究,研發適宜西部農業生產的水肥一體化技術;同時,要加強半干旱區玉米膜下滴灌水肥一體化技術的集成與大面積示范.
4 應用實例
以吉林省為例,半干旱區玉米播種面積已占到全省玉米種植面積的 30%以上[1].但該區域冬春季節干旱多風,夏季炎熱干燥,田間蒸發強烈,常年平均蒸發量為 1 500 mm 以上[2],而降水量卻不足 400 mm,且多集中在 7、8 月份,在玉米播種至拔節期極易缺水,保苗困難,生長后期又易發生秋旱引起早衰,減產嚴重,吉林半干旱區玉米單產比全省平均水平低 30%[1].而如何通過合理灌水,提高水分利用率是該區域玉米高產、穩產生產中亟須解決的關鍵問題.
為此,吉林省農業科學院將玉米降解地膜覆蓋和膜下滴灌技術引入到西部半干旱地區,它集合了滴灌節水、覆膜減蒸和新型環保技術的優點.
地膜覆蓋能夠改善土壤的水熱狀況、顯著降低水分的無效蒸發,促進植株生長、有利于子粒灌漿,從而實現產量與品質雙增[3-12].玉米專用降解地膜"水肥一體化"項目示范期間,得到廣大農戶一致認可,增產增效顯著,前景廣闊.
采用玉米專用降解地膜與建設的超高產示范田玉米單產達到 1 085.43 kg/667 m2\\(2013 年\\),創造了吉林省西部半干旱區玉米畝產超噸糧的歷史最高紀錄;2012~2013 年在吉林省西部半干旱地區及內蒙古科爾沁左翼中旗等地做了大面積示范推廣,示范推廣面積累計 4 780.4 hm2,玉米平均產量 11 427kg/hm2,增產 3 210 kg/hm2，增收 6 420 元/hm2.
參考文獻:
[1] 趙炳南,朱風文,楊 威,等 . 吉林省西部半干旱區玉米灌溉現狀分析及對策[J] . 吉林農業科學,2010,35\\(6\\):8-10,15 .
[2] 李 闖,劉吉平 . 基于 GIS 技術的吉林省西部農業生態安全預警系統設計[J] . 安徽農業科學,2011,39\\(16\\):9980-9981 .
[3] Cook HF, Valdes Gerardo SB, Lee HC. Mulch effects onrainfall interception, soil physical characteristics and tem-perature under Zea mays L. [J] . Soil & Tillage Research,2006\\(91\\): 227-235 .
[4] 黨建友,張定一,裴雪霞,等 . 黃土高原溝谷地春玉米不同耕作覆膜方式水溫效應的研究 [J] . 中國生態農 業 學 報 ,2006,14\\(3\\):75-77 .
[5] 李尚中,王 勇,樊廷錄,等 . 旱地玉米不同覆膜方式的水溫及增產效應[J] . 中國農業科學,2010,43\\(5\\):922-931 .
[6] 陳麗芳,王 瑩,汪景寬 . 長期地膜覆蓋與施肥對土壤磷素和玉米吸磷量的影響[J] . 土壤通報,2006,37\\(1\\):76-79 .
[7] 朱詠莉,吳金水,韓建剛 . 地膜覆蓋對土壤中 N2O 釋放的影響[J] . 農業工程學報,2004,20\\(3\\):222-225 .
[8] 楊玉姣,黃占斌,閆玉敏,等 . 可降解地膜覆蓋對土壤水溫和玉米成苗的影響 [J] . 農業環境科學學報,2010,29 \\(增刊\\):10-14 .
[9] 李萬峰,李兆君,梁永超,等 . 覆膜對不同施肥條件下玉米拔節期光合參數與熒光參數的影響 [J] . 中國生態農業學報,2009,17\\(6\\):86-89 .
[10] 張俊鵬,孫景生,劉祖貴,等 . 不同水分條件和覆蓋處理對夏玉米籽粒灌漿特性和產量的影響 [J] . 中國生態農業學報,2010,18\\(3\\):501-506 .
[11] Mohapatra B K, Lenka D, Naik D. Effect of plastic mulchingon yield and water use efficiency in maize [J] . Annals of A-gricultural Research, 1998\\(19\\): 210-211 .
[12] 李建奇 . 地膜覆蓋對春玉米產量、品質的影響機理研究[J].玉米科學,2008,16\\(5\\):87-92,97 .
