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1、灌溉施肥技术总体概述农业在追求作物的最高产量、最佳品质和最低生产成本的同时也要保持可持续发展。实现这个目标的前提是要有一个最优且平衡的水分和养分的供应。环境、土地和水资源的保护也是我们需考虑的另一个重要方面。通常要根据作物对养分的需求来供应养分。灌溉施肥技术，一种将水肥供应通过灌溉结合起来的现代农业技术，不但可实现产量的最大化，同时它对环境所产生的污染也达到最小（Magen，1995；Shani等，1998；Sneh，1987）。在半干旱和干旱气候条件下，有时甚至在湿润的气候条件下，最佳的供水状况取决于灌溉方式。在大部分情况下，供水是通过明渠、漫灌和沟灌来实现的。这些方法的水利用效率是相当低的
2、，一般有1/21/3的带有营养元素的灌溉水不能被作物利用。在加压灌溉系统中，水的利用率可达70%95%，这种灌溉系统可以很好地控制水分和养分的供应并使水的损失最小化。使用加压灌溉的主要制约因素是最初的资金投入、维护费用和使用该系统所必需的专业知识。滴灌可能是一种最有效的供水方法，它对根区进行局部供水。局部供水导致根系生长受限制，因此需要频繁补充养分满足生长所需。将养分加入灌溉水中则可满足这个需求。表1列出了通过灌溉施肥系统营养元素的施用与吸收的数据（Hagin和Lowengart，1996）。如文献报道的一样，无土栽培番茄在生长高峰期对养分的吸收量非常接近推荐施肥量。(表：表1 番茄对养分的吸
3、收量和推荐施肥量 )营养元素 N P K Ca Mg 吸收量（千克/公顷） 85 19 190 43 11 推荐施肥量（千克/公顷） 87 35 122 61 14 表1的数据表明施用推荐的施肥量对环境的污染很小。例如，番茄对氮的吸收量非常接近其施用量，淋溶液所含养分几乎可以忽略不计。虽然磷的吸收量只是施用量的一半左右，但淋溶液中磷的含量并不高？因为磷的化合物被吸附在根系生长介质中。从依靠重力作用的开放式灌溉到加压微灌系统转化的趋势在不少地方都可见到。例如，一份加利福尼亚州农业报告指出，1986-1996年，依靠重力作用的开放式灌溉减少了11%，同时微灌增加了12%。微灌需用孔口很小的灌水器且
4、出水流量很小。此外，更换灌溉系统的农场一般都采用诸如灌溉施肥这样的新的养分管理技术（Dillon et al，1999）。当一个发展中的农业系统采用微灌系统时，引进灌溉施肥技术将会显著提高其经济效益。例如，约旦河西岸的吉福特里克谷地的蔬菜生产，应用此技术后蔬菜产量增加了10倍以上。由于品质改善，农民的净收入大幅度增加。这个例子成功的主要因素是将滴灌技术与灌溉施肥技术结合应用。快速而非逐步地将这项成熟的技术应用到农业领域被证明是可行的，此技术甚至不需要先建立农业全面的基础设施。因此，在发展中国家此技术可为价值高的作物的栽培提供一条经济的、社会易接受的措施（Raymon和Or，1990）。应用灌溉
5、施肥技术，可以方便地控制灌溉时间、肥料用量、养分浓度和营养元素间的比例。由于上述因素的合理控制，作物产量较利用单一施肥和灌溉方法显著提高。当然产量的提高不单是因为采用灌溉施肥技术，同时还由于其他农业技术及作物管理方式的改进。灌溉施肥技术可以在任何一种灌溉形式下进行。然而在田间漫灌方式下施肥，养分的分配很不均衡。 Playan和Faci（1997）研究发现漫灌方式下，地势较低的半块地，其养分分布的均匀度为3%52%，而水分分布的均匀度为63%97%。在加压灌溉系统下，特别是在微灌系统下，灌溉施肥技术被认为是作物养分管理的一个主要部分，因为在这些灌溉系统下会导致局部湿润土壤中根系的密集生长。而灌溉
6、施肥技术是确保植物营养达到最佳状态的必要手段。彩色插图1（见附录）表明了加压的灌溉施肥技术对滴头附近鳄梨根系局限生长的影响。在湿润区域，溶质及植物养分的移动及其有效性取决于水的移动。根系趋向滴头附近生长表明根系是从有限的湿润土壤中吸收养分，这一点充分体现了灌溉施肥技术的优势。当水分进入土壤，就可能产生以白色沉淀为特征的化学反应。(图：插图1 近观滴头及其滴头周围鳄梨的细根) 通过灌溉施肥技术将养分和水分的供应结合起来，可避免养分向根系分布区以下土层淋失，从而减少对地下水的污染（Alva和Mozaffari，1995；Hagin和Lowengart，1996）。此外，通过采用灌溉施肥技术，可以在
7、贫瘠的、土层很薄的土壤和惰性介质中种植作物并获得最大增产潜力（Bar-Yosef，1988；Bar-Yosef和Imas，1995；Imas等，1998；Bar-Yosef，1980；Sonneveld，1995）。在渗灌（即通过地表滴灌）系统中，灌溉施肥技术的优势更为明显。它可以减少水分蒸发，增加湿润土壤的体积和促进根系向深层生长（Phene和Lamm，1995）。此外，通过渗灌系统施肥还可将由硝酸盐产生的农业面源污染降到最低程度。在美国，Harrison （1999）建立了一个柑橘长期氮和水分管理的模型，该模型指出了不同氮肥施用方法和用量所引起的污染潜力。该模型模拟了成龄柑橘园地下水中硝态
8、氮浓度的变化。结果表明，若要保持地下水中平均硝态氮含量低于环境保护机构规定的允许污染物最高含量（10毫克/升），则氮的施用量应以下列数据为准：1. 每年分3次施可溶性固体肥料，总氮量不超过172千克/公顷。2. 每年分3次施长效肥料，总氮量不超过208千克/公顷。3. 每年通过灌溉施肥18次，总氮量不超过231千克/公顷。甚至在湿润地区，灌溉施肥技术也正得到推广。例如在荷兰，利用灌溉设施进行灌溉施肥技术的果场数量和规模正在日益扩大（Koeman，1998）。在中国华南地区，灌溉施肥只是在短期内应用。在荔枝开花期进行灌溉施肥可确保一些生长关键期的水分和养分充分供应，以保证连年稳产（私人通讯）。自
9、20世纪60年代初起，以色列开始普及灌溉施肥技术。全国43万公顷耕地中大约有20万公顷应用加压灌溉系统。果树、花卉和温室作物都是采用灌溉施肥技术，而大田蔬菜和大田作物有些是全部利用灌溉施肥技术，有些只是某种程度上应用，这取决于土壤本身的肥力和基肥施用（Aamer等，1997；Bravdo等，1988；Bravdo等，1992；Heffner等，1982；Lahav等，1995；Lahav和Kalmar，1995；Lowengart和Monor，1998；Shemesh等，1995；Zaidan和Avidan，1997）。总而言之，灌溉施肥技术是农业灌溉系统，特别是微灌系统的一个必要组成部分，因为这些灌溉系统中根系生长会受水分供应的限制。在湿润的环境条件下，植物根系在土壤中的分布范围较大，但此时利用灌溉施肥技术仍具有明显长处，因为灌溉施肥技术是使一些植物养分对环境污染达到最低限度的最好方法。