合理施肥的作物生理基础与水肥一体化
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最近学习文献资料，发现了《广东农业科学》和《广西农业科学》在1981-1982年期间的二十篇作物生理基础知识的科普讲座，从第一讲的“种子萌发”到二十讲“作物的抗逆性”，在没有教科书，没有系统参考资料的三十几年前，系统的讲解了作物生理的基础知识，实属难能可贵。
莫老先生培育的水稻优良品种“博优253号”已成为了华南地区的水稻生产当家品种，为广西粮食增产、农民增收、扶贫开发做出了很大的贡献。温故而知新，重温一下基础知识，重读广西农学院莫家让老先生的《植物生理基础知识》中的合理施肥的生理基础，思考合理施肥的基础知识与水肥一体化应用的理论支撑。
1、合理施肥的基本原则。
施肥是农业生产的一项重要的技术措施。合理施肥， 既能高产稳产， 又能发挥最大的经济效益， 达到增产增收的目的， 反之， 用肥不当， 轻则产量不能提高， 重则伤害作物， 造成不应有的损失。
2、施肥是否合理靠什么判断？
作物生长过程中为了维持其生命活动，必须从外界环境中吸收其生长发育所需要的养分，植物体生长所需的化学元素称为营养元素；根系是作物吸收养分的主要器官，也是养分在植物体内运输的重要部位；根系获取土壤中矿质养分的方式主要有截获（根系生长中遇到养分）、质流（养分随着水分流动到根系附近）、扩散（土壤溶液中的养分离子，随着浓度梯度向根系运移）三种方式；施肥可以增加土壤溶液中的养分浓度，从而直接增加质流和截获的供应量，同时增强养分向根系的扩散势；因此合理施肥是提高土壤养分供应量、提高作物单产和扩大物质循环的保证。
生理学角度分析，有三条基本原则：第一，掌握作物的需肥规律；第二，百千克籽粒养分需求量；第三，合理追肥的形态和生理指标。
（1）作物的需肥规律：是指农作物不同生育时期对氮磷钾等各种营养元素的吸收特征，不同农作物的养分吸收规律不尽相同，且同一作物各生育时期对不同养分元素的吸收量也不相同。通常，大田作物养分需求规律的确定需在充足养分供应条件下，在各时期采集作物植株样品，分析植株体内氮磷钾含量进行确定。
（2）百千克籽粒养分需求量：农作物每生产100 kg籽粒所吸收的氮、磷、钾等矿质营养元素的数量及比例，即作物每生产一单位经济产量从土壤中所吸收的养分量，常借鉴已有的数据，如：《肥料手册》及其它文献。由于作物品种不同，施肥与否、耕作栽培和环境条件的差异，同一作物所需养分量并不是恒值，且差异颇大。
（3）合理追肥的形态和生理指标：①形态指标: 所谓形态指标，是根据作物的叶部形态判断是否需要追肥，具体包括叶色、长势长相等；② 生理指标: 所谓生眼指标， 是浪据作物生理分析的资料， 次定是否追肥，具体包括：分析作物组织的主要矿质元素——通常分析作物功能叶中主要矿质元素的含量， 作追肥时参考；分析酞胺的含量——酞胺是作物体内暂时贮存游离氮的形式， 当作物吸收无机氮过多时， 体内酞胺亦多；测定某些酶的活性——作物体内某些酶的活性与一些矿质元素的含量密切有关。
3、合理施肥与水肥一体化
莫老先生，在三十几年前对于提高作物对肥料利用率的途径中，第一条建议就是“注意肥、水配合”。施入上壤的矿质元素必须溶解于水，才能被作物吸收，吸收后的矿质在体内的运输主要以水为媒介。同时，适宜的水分供应促使各器官生长，从而问接地加强厂作物对矿质元素的吸收。所以，追肥与灌溉配合起来，在土壤水分充足的地区，可提高作物对肥料的利用率。
水肥一体化是利用管道灌溉系统，将肥料溶解在水中，同时进行灌溉与施肥，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和高效利用的节水农业技术。
与常规施肥方法比较，通过水肥一体化技术：新疆滴灌小麦在7500～9000 kg/hm2产量水平下，生育期间田间灌溉定额由原来漫灌的6300～6700 m3/hm2，减少到4500～4800 m3/hm2，节水25～30%；滴灌玉米在15000～18000 kg/hm2产量水平下，生育期间田间灌溉定额由原来漫灌的7200～9000 m3/hm2，减少到4200～5400 m3/hm2，节水40%左右；吉林省西部地区采用膜下滴灌技术种植玉米，在最高产量为15503 kg/hm2时，滴灌每公顷用水1000 m3，沟灌每公顷用水2400 m3，节水60％以上，节水效果十分显著。新疆滴灌小麦氮磷钾的利用率分别较漫灌条件下常规施肥提高30%、18%、10%以上，整体节肥达20～30%；滴灌玉米氮磷钾的利用率分别较漫灌条件下常规施肥提高20%、10%、15%以上，整体节肥达15～25%；棉田的氮肥当季利用率可提高到65%以上，磷肥当季利用率可提高到24%以上。
水肥一体化技术本身通过水肥融合已经对于肥料利用率有了较大的提高，但是我们现在阶段水肥一体化理论中，施肥是否合理有没有减量增效的空间了，显然这个问题的答案是有，而且有很多。
我们现在水肥一体化的施肥方案，多数依靠的是经验结合传统的需肥规律制定方案，结合经验判断实时补充和调整施肥方案，虽然有部分地区和农户对土壤和植物叶片进行了测试但是这个测试的模式和手段还有很多空间需要提高。因此，合理施肥对于水肥一体化的影响我认为应该包括以下几方面：第一、土壤养分监测手段提升空间很大，结合土壤实时养分状况，做到因土施肥，做到氮磷钾及中微量元素因缺不缺，这个对于水肥高效意义显著。第二，植株养分诊断需要便捷准确，相关模型应该不断优化及区域化，实现诊断与水肥管理想融合。第三，水肥一体化施肥设备及控制系统，期待升级优化及成本多样化，设备是水肥一体化的命脉，本人2018年2月写了一篇《讲讲施肥机的乱象》中提到，水肥一体化中的施肥机很多功能是按照无土栽培设计的在大田应用中属于鸡肋，但是真正解决问题的施肥机缺很少；因此设备升级与优化势在必行。第四、大田作物需肥规律相对好研究，但是林果及不同生育期或者播种期蔬菜的需肥规律和施肥制度期待深入系统研究；为林果业尤其特色林果业建立专属的水肥一体化技术方案和施肥方案。第五、水肥一体化的重要抓手是水溶肥，水溶肥不应该是简单氮磷钾混合，而且氮磷钾、中微量元素及其他有益物质按照作物生育期和区域土壤的配合；甚至是单质肥料根据作物需求及作物长势的实时配合问题。第六、水肥一体化的路还很长，合理施肥三十年还在路上，水肥一体化比传统施肥晚了很多，我们需要更多时间在路上。
整体上讲，合理施肥对水肥一体化的影响有六点：土壤养分监测手段提升，植物诊断设备模型优化，施肥控制设备换代，林果水肥规律期待加强，水溶肥产品要因地制宜，水肥一体化永远在路上。
作者：新疆农垦科学院梁飞，一点自己的思考与想法；希望对大家有用，具体操作可以私信我，另外其他平台转载请私信作者。
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