【新疆农业高质量发展大会】 梁飞：新疆水土资源分区分级与水肥一体化技术应用

伊犁师范大学资源与环境学院博士、副研究员  梁飞

新疆是中国陆地面积最大的省级行政区，面积166万平方公里，占中国国土总面积六分之一。新疆地处祖国西北边陲，位于亚欧大陆腹地，区内降水稀少，气候干燥，蒸发强烈，是典型的内陆干旱地区，水资源时空分布极不平衡。一般来说，西部和北部多，东部和南部少；山区多，平原少；汛期多，旱季少。根据自然地理特征，将新疆划分为南、北、东疆三个区域。

在此背景下，新疆为了节约水资源，实现水资源高效利用，因水而发展了节水灌溉，节水灌溉推动了水肥一体化发展。

新疆水土资源分布存在4大特点：一是明显的季节性；二是强烈的表聚性；三是类型的繁多性；四是积盐和脱盐的反复性。

存在2大突出的矛盾：一是苗期不耐盐，土壤盐含量最高；二是苗期根系浅，盐分在表层。

新疆的用水主要体现在生产、生活、农业灌溉以及生态环境等方面，农业用水是新疆的第一大用水户。

新疆农业节水发展具有明显的阶段性特征，大致分为五个阶段。

新疆滴灌水肥一体化发展也分为5个发展阶段：

第一阶段（1975-1980年尝试阶段）：魏一谦、罗家雄等专家购置部分滴灌器材，利用饮用水源，在蔬菜、瓜果等园艺作物开展了滴灌技术试验研究。

第二阶段（1981-1995年引进研究阶段）：部分单位在温室大棚的蔬菜和花卉上开展了滴灌器材的研究和应用试验。

第三阶段（1996-2007年国产化阶段）：开展棉花膜下滴灌的需水规律、灌溉制度、滴灌施肥、机械化作业及相关配套高产栽培技术的试验研究，并对进口滴灌设备、器材进行了吸收、消化、改进和创新。

第四阶段（2008-2014年多元发展阶段）：滴灌应用的作物由棉花增加到加工番茄、玉米、小麦、甜菜、向日葵等，而且应用地域范围逐步扩大，由新疆逐步向西北、华北、东北等地推广。

第五阶段（2015至今差异化发展）灌溉制度优化、液体肥和新型肥料广泛应用、智能施肥和灌溉系统快速更迭。

从2020年开始，滴灌水肥一体化技术在新疆小麦、玉米、棉花三大作物上进行推广应用，极大了提高了三大作物的单产水平。具体来看滴灌水肥一体化技术优势总结为 “三节一增”：

1.节水：滴灌小麦灌溉节水25～30%；滴灌玉米灌溉节水40%左右；滴灌棉花水产比较常规灌提高1.4倍，农田灌溉水有效利用系数达0.595。

2.节肥：滴灌玉米氮磷钾利用率分别较漫灌提高20%、10%、15%；滴灌小麦氮磷钾利用率分别较漫灌提高30%、18 % 、10 %；滴灌棉花氮磷利用率分别较漫灌提高65%、24%以上。

3.节地： 土地利用率提高5%～7%；灌溉保证率提高15%以上。

2000年与2020年新疆主要作物的单产水平

近年来，新疆农业节水发展发生了3大改变：

1.新疆绿洲农田地下潜水埋深发生了区域性改变

（1）玛纳斯流域。2008-2016整体下降，部分地区上升；2016-2020不同市县之间有升有降。绝大部分低于5米。（2）阿克苏-阿拉尔灌溉区。1980-2010农区略有下降，非农区逐步回升；2011至今农区缓慢下降，非农区稳定回升。绝大部分地区3米内。（3）喀什地区。叶尔羌河流域2010前缓慢降低，2011-2012深略有回升，2013-2018快速降低。

2.长期大田滴灌影响了新疆农田耕层盐分再分布

（1）长期滴灌对新疆土壤盐分影响的研究主要集中在玛纳斯河流域，其他区域研究相对较少，但南北疆滴灌对土壤盐分的影响存在明显差异；

（2）随着滴灌年限增加，土壤盐分呈现出先减少后增加的趋势，一般认为6~8 a是时间节点；

（3）大田滴灌盐分分布由表层聚集转变为向深层累积，长期滴灌后盐分主要集中在0～20 cm和100 cm以下（部分地区60cm以下）；

（4）灌溉水量、土壤质地、地下水埋深是长期滴灌对土壤盐分分布影响的主要因素。

3.绿洲农田土壤养分状况不同程度得以提升有机质和氮磷钾不同程度增加、中微量元素差异较大。

尽管水肥一体化技术在新疆已经得到了充分的普及应用，但滴灌技术要求较高的灌溉系统管理水平，确保均匀灌溉，才能大限度地挖掘潜力。使用了滴灌技术并不代表就一定是科学地使用了该技术，发挥了其作用。不科学的滴灌系统管理，不仅浪费了宝贵的生态资源，而且加重了使用者的生产成本，加大了生产经营者的经营风险。当前，新疆水肥一体化技术应用还存在以下4个误区：

1.灌溉上下限的问题

因滴灌流量低，使用者常常会看不到灌水过程，导致滴灌时间过长，产生深层渗漏。因此，了解灌溉系统的灌水强度、植物需水量和土壤田间持水量，才能更好地根据植物需求进行灌溉。同时要铭记，灌溉周期和灌溉量要根据气候和植物的不同生长阶段而调整，不能始终采用同一灌溉制度。

2.管网配置问题

例如棉花滴灌系统的管道一般分干管、支管和毛管三级，布置时要求干、支、毛三级管道尽量的相互垂直，以使管道长度和水头损失最小。通常情况下，保护地内一般要求出水毛管平行于种植方向，支管垂直于种植方向。滴灌带模式是1膜3管6行，滴管带间距76cm，滴头数量是2800个。

3．作物差异

水肥一体化是根据作物生长各个阶段对养分的需要和土壤养分供给状况，准确将肥料补加和均匀施在作物根系附近；也就是说，水肥一体化就是按照作物生长阶段养分需求（结合土壤状况）按需供应的施肥方式。玉米、棉花、小麦在不同的生育期，需肥、需水规律存在着很大的差异，要因地制宜。

4．灌溉水源问题

发源于阿勒泰山区的河流中下游的的矿化度一般在100-200mg/L；发源于天山北坡的诸河流水质的矿化度一般为200-300mg/L；发源于天山南坡和帕米尔、昆仑山的各河流水质的矿化度一般为300-600mg/L。 

5.灌溉面积问题

6.数学公式问题

全部替代目前不现实，用好“二八定律”。

滴灌及施肥系统主要由水源工程，首部枢纽工程，输配水管网、滴灌带四部分组成。水缺、水质较差；过滤老旧；施肥系统待提升；管道老化、不匹配；滴灌带杂乱是目前设备上常见的5个问题。

认知问题在于农户对普通沟灌、滴灌对作物根系分布的影响、传统施肥和滴灌施肥对养分分布影响认识不清。

市场问题在于鱼龙混杂——真假难辨；八仙过海——各有神功；氮磷钾配比选择不合理；施肥时间有待优化。

水肥融合：施肥系统改造升级、水肥制度区域优化

淡盐区水肥一体化技术构建的核心要点：盐随水来，盐随水去；盐随水来，水去盐存。淡盐区水肥一体化构建的四个关键：与土壤匹配的滴灌带选型；足压灌溉，适量灌溉；

出苗水带肥，配合改良剂；地膜覆盖，防止降雨。

淡盐区构建的三个注意事项：预防降雨死苗；注意土壤墒情，适补水；注意改良剂产品选择。

总结起来说，新疆水肥一体化技术应用1.要读新疆，看疆域，分区域，水肥运筹；2.读环境，看作物，分时期，喂养科学；3.知过往，不忘本，不激进，二八替代。