高效节水农业技术在玉米生产中的应用分析

朱立强，刘小红

（东营市东营区牛庄镇农业综合服务中心，山东东营 257086）

0 引言

玉米是我国的重要粮食作物之一，也是我国的主要饲料作物和工业原料。玉米生产中的水资源利用效率和节水效果，直接关系到我国的粮食安全、农业可持续发展和生态环境保护。然而，我国目前的玉米生产中普遍存在着水资源利用不高、灌溉方式落后、节水效果不佳等问题，造成了严重的水资源浪费和环境污染，制约了玉米生产的发展和水资源的节约。因此，有必要在玉米生产中引进和推广高效节水农业技术，实现节约用水、增加收益、保护环境的多重效益。

1 玉米生产中面临的节水问题

1.1 水资源利用率不高，大水漫灌普遍

玉米生产中，水资源的利用效率是影响产量和质量的重要因素之一。我国目前的玉米灌溉方式普遍存在着水源利用不高，大水漫灌的现象，造成了严重的水资源浪费和环境污染。具体表现在以下几个方面：

第一，大水漫灌导致灌溉用水量过大，超过了玉米生长所需的最佳水分条件，造成了土壤盐渍化、地下水位上升、土壤结构破坏等问题。

第二，大水漫灌使得灌溉均匀性差，导致了玉米田间的水分分布不均，影响了玉米的生长发育和产量品质。

第三，大水漫灌增加了农业用水成本，降低了农民的经济效益。据统计，我国农业用水占总用水量的62%，其中玉米灌溉用水占农业用水量的15%[1]。大水漫灌使得每公顷玉米生产所需的用水量远高于其他国家。

第四，大水漫灌加剧了农业非点源污染，破坏了生态环境。大水漫灌使得农药、化肥等农业投入品随着灌溉排水流入河流、湖泊、地下水等，造成了水体富营养化、重金属污染、有机物污染等问题。

1.2 灌溉方式落后，节水效果不佳

玉米生产中，灌溉方式的选择和优化是提高水资源利用效率和节水效果的关键。我国目前的玉米灌溉方式普遍存在着落后、单一、低效的问题，限制了玉米生产的发展和水资源的节约。具体表现在以下几个方面：

第一，灌溉方式以地面灌溉为主，缺乏高效节水灌溉技术的应用。地面灌溉包括漫灌、沟渠灌溉、边沟灌溉等，这些方式都需要大量的水资源和人力，且水分利用率低，一般只有30%～50%[2]。而高效节水灌溉技术如喷灌、滴灌、微灌等，可以根据玉米的生长需求和土壤状况，精确控制水分的供给和分布，提高水分利用率和玉米产量。

第二，灌溉方式缺乏科学的设计和管理，不能适应玉米生长的不同阶段。玉米生长过程中，对水分的需求量和敏感程度是不同的。一般来说，玉米播种期、拔节期、抽雄期、乳熟期等是对水分需求较大的关键时期，而苗期、成熟期等是对水分需求较小的非关键时期。因此，灌溉方式应该根据玉米生长的不同阶段，合理安排灌溉次数、量和时间，避免过多或过少的灌溉。

第三，灌溉方式与其他农业措施配合不好，影响了玉米生产的综合效益。玉米生产中，除了灌溉外，还需要考虑耕作制度、品种选择、施肥方法、病虫害防治等因素。这些因素都会影响玉米对水分的吸收和利用，以及玉米产量和品质。因此，灌溉方式应该与其他农业措施相协调，形成一个综合的玉米生产系统。

2 高效节水农业技术在玉米生产中的综合效益

高效节水农业技术在玉米生产中的应用，可以显著提高灌溉用水的利用率和节水效果，为我国的水资源保护和农业可持续发展做出贡献。具体表现在以下几个方面：

第一，高效节水农业技术可以减少灌溉用水量，提高玉米单产。根据不同的灌溉方式，玉米生产所需的用水量有很大差异。一般来说，地面灌溉需要用水量为6 000～ 8000 m3/hm2，而喷灌、滴灌、微灌等高效节水灌溉技术只需要用水量为3 000～4 000 m3/hm2。这样，玉米生产可以节约用水量3 000～5 000 m3/hm2，相当于节约了50%～60%的水资源[3]。同时，高效节水农业技术可以保证玉米田间的水分供应和分布均匀合理，促进玉米的生长发育和光合作用，提高玉米的抗旱能力和品质，增加玉米的单产和总产。

第二，高效节水农业技术可以降低灌溉成本，增加农民收入。高效节水农业技术不仅可以节约用水资源，还可以节约人力、物力、财力等投入。一方面，高效节水农业技术可以实现灌溉的自动化、精确化、智能化，减少人工操作和管理，降低劳动强度和劳动成本。另一方面，高效节水农业技术可以减少灌溉设施的建设和维护费用，降低能源消耗和运行费用。据统计，高效节水农业技术在玉米生产中的应用，玉米生产可以降低灌溉成本1 000～2 000元/hm2，相当于降低了20%～30%的成本[4]。同时，由于高效节水农业技术可以提高玉米单产和品质，增加了玉米的市场价值和竞争力，从而增加了农民的收入和利润。

第三，高效节水农业技术可以改善土壤环境，保护生态系统。高效节水农业技术在玉米生产中的应用，可以避免过多或过少的灌溉对土壤环境造成的不利影响。一方面，高效节水农业技术可以防止土壤盐渍化、地下水位上升、土壤结构破坏等问题，维持土壤的肥力和透气性，提高土壤的持水能力和抗侵蚀能力。另一方面，高效节水农业技术可以减少农药、化肥等农业投入品随着灌溉排水流入河流、湖泊、地下水等造成的污染问题，保护了水体的质量和生物多样性，维护了生态系统的平衡和稳定。

3 高效节水农业技术在玉米生产中的应用策略

3.1 改变传统灌溉方式，采用喷灌、滴灌、微灌等新型节水技术

改变传统灌溉方式，采用喷灌、滴灌、微灌等新型节水技术，是提高玉米生产中的水资源利用效率和节水效果的有效途径。这些新型节水技术的特点是：

第一，喷灌：利用高压泵将水源输送到喷头，通过喷头将水以雾状或雨状均匀地喷洒到玉米田间，模拟自然降雨的过程。喷灌可以减少水分的蒸发和渗漏损失，提高水分利用率和玉米产量。

第二，滴灌：利用低压泵将水源输送到滴头，通过滴头将水以滴状或细流状定量地滴入玉米根系附近的土壤中，实现土壤的局部湿润。滴灌可以减少水分的流失和浪费，提高水分利用率和玉米品质。

第三，微灌：利用微型泵将水源输送到微喷头或微管，通过微喷头或微管将水以极细的雾状或流状均匀地覆盖到玉米植株上，实现玉米叶面的湿润。微灌可以减少水分的消耗和污染，提高水分利用率和玉米抗旱能力。

这些新型节水技术与传统的地面灌溉方式相比，具有以下优势：

第一，节约用水：新型节水技术可以根据玉米的生长需求和土壤状况，精确控制水分的供给和分布，避免过多或过少的灌溉，降低灌溉用水量。据统计，新型节水技术在玉米生产中的应用，玉米生产可以节约用水量3 000～5 000 m3/hm2，相当于节约了50%～60%的水资源。

第二，提高产量：新型节水技术可以保证玉米田间的水分供应和分布均匀合理，促进玉米的生长发育和光合作用，提高玉米的抗旱能力和品质，增加玉米的单产和总产。据统计，新型节水技术在玉米生产中的应用，玉米生产可以提高产量1 000～2 000 kg/hm2，相当于提高了20%～30%的产量。

第三，降低成本：新型节水技术不仅可以节约用水资源，还可以节约人力、物力、财力等投入。一方面，新型节水技术可以实现灌溉的自动化、精确化、智能化，减少人工操作和管理，降低劳动强度和劳动成本。另一方面，新型节水技术可以减少灌溉设施的建设和维护费用，降低能源消耗和运行费用。据统计，新型节水技术在玉米生产中的应用，玉米生产可以降低灌溉成本1 000～2 000元/hm2，相当于降低了20%～30%的成本[5]。

第四，保护环境：新型节水技术在玉米生产中的应用，可以避免过多或过少的灌溉对土壤环境造成的不利影响。一方面，新型节水技术可以防止土壤盐渍化、地下水位上升、土壤结构破坏等问题，维持土壤的肥力和透气性，提高土壤的持水能力和抗侵蚀能力。另一方面，新型节水技术可以减少农药、化肥等农业投入品随着灌溉排水流入河流、湖泊、地下水等造成的污染问题，保护了水体的质量和生物多样性，维护了生态系统的平衡和稳定。

3.2 推迟玉米首次灌溉时间

推迟玉米首次灌溉时间是一种高效节水农业技术，在玉米生产中有着重要的意义。具体表现在以下几个方面：

第一，推迟玉米首次灌溉时间可以利用玉米的早期耐旱性，减少灌溉用水量。玉米在播种后的苗期，对水分的需求量和敏感程度较低，可以利用土壤中的贮存水分和降雨补充水分，维持正常的生长。因此，可以适当延迟首次灌溉的时间，一般在玉米拔节期或抽雄期进行，以满足玉米对水分的关键需求。推迟玉米首次灌溉时间可以节约用水量20%～30%，相当于玉米生产节约用水量1 200～1800 m3/hm2。

第二，推迟玉米首次灌溉时间可以促进玉米根系的发育，提高玉米的抗旱能力。玉米在苗期缺水时，会刺激根系向下深入土层，增加根系的长度和表面积，提高根系的吸水能力和效率。同时，缺水也会促进玉米体内的保护酶和渗透调节物质的合成，增强玉米的抗氧化能力和渗透调节能力。因此，推迟玉米首次灌溉时间可以使玉米适应干旱环境，提高玉米的抗旱能力和品质。

第三，推迟玉米首次灌溉时间可以改善土壤环境，保护生态系统。过早或过多的灌溉会导致土壤中的氧气减少，影响土壤中有益微生物的活性，降低土壤的肥力和透气性。同时，过早或过多的灌溉也会造成水资源的浪费和污染，破坏水体和生态系统的平衡。因此，推迟玉米首次灌溉时间可以避免这些问题，改善土壤环境，保护生态系统。

因此，推迟玉米首次灌溉时间是一种高效节水农业技术，在玉米生产中有着重要的意义。它可以实现节约用水、增加收益、保护环境的多重效益，是一种符合我国国情和发展需求的农业技术创新。

3.3 改变施肥方法

改变施肥方法是提高玉米生产中的水分利用效率和节水效果的重要措施之一。玉米生长过程中，对氮、磷、钾等营养元素的需求量和吸收能力是不同的。因此，施肥方法应该根据玉米的生长阶段和土壤状况，合理安排施肥时间、量和方式，避免过量或不足的施肥。具体表现在以下几个方面：

第一，采用基肥、追肥相结合的施肥方法，提高玉米对氮素的利用率。基肥是玉米生长初期的主要氮源，一般在播种前或播种时施入土壤中，以满足玉米苗期的氮素需求。追肥是玉米生长后期的补充氮源，一般在拔节期或抽雄期施入土壤中，以满足玉米灌浆期的氮素需求。采用基肥、追肥相结合的施肥方法，可以减少氮素的流失和固定，提高玉米对氮素的利用率和产量。

第二，采用深施、带施、穴施等精确施肥方法，提高玉米对磷钾的利用率。磷钾是玉米生长中的重要营养元素，但它们在土壤中的活性较低，容易被固定或吸附。因此，施肥方法应该使磷钾与玉米根系接触面积大，以便于玉米吸收。采用深施、带施、穴施等精确施肥方法，可以将磷钾直接施入玉米根系附近，减少磷钾在土壤中的损失和浪费，提高玉米对磷钾的利用率和品质。

第三，采用水肥一体化技术，实现灌溉与施肥的同步进行。水肥一体化技术是将水溶性化肥溶解在灌溉水中，通过喷灌、滴灌、微灌等高效节水灌溉技术输送到玉米田间，实现灌溉与施肥的同步进行。这种技术可以根据玉米的生长需求和土壤状况，精确控制水分和营养元素的供给和分布，提高水分和营养元素的利用率和协同效应，提高玉米产量和品质。

综合分析，改变施肥方法是提高玉米生产中的水分利用效率和节水效果的重要措施之一。通过采用基肥、追肥相结合的施肥方法，深施、带施、穴施等精确施肥方法，水肥一体化技术等，在保证玉米生长需求的同时，实现节约用水、增加收益、保护环境的目标。

4 结语

综上所述，本文分析了玉米生产中面临的节水问题，介绍了高效节水农业技术在玉米生产中的综合效益，提出了高效节水农业技术在玉米生产中的应用策略。玉米生产中的传统灌溉方式存在着水源利用不高、灌溉方式落后、节水效果不佳等问题，不利于节约用水资源、提高玉米产量和品质、保护生态环境。因此，有必要改变传统灌溉方式，采用喷灌、滴灌、微灌等新型节水技术，推迟玉米首次灌溉时间，改变施肥方法，全膜覆盖等措施，实现节约用水、增加收益、保护环境的多重效益。为我国的水资源保护和农业可持续发展提供了一种符合国情和发展需求的农业技术创新。