项目名称：兵团现代农业科技攻关与成果转化项目——滴灌玉米水肥协同调控关键技术研究与示范

项目时间：2016-2018年

项目简介：

膜下滴灌技术由于其高效节水的特点而在新疆大面积推广使用，取得了很好的经济与生态效益。玉米膜下滴灌技术是在棉花滴灌基础上兴起的，是粮食作物灌溉制度的一次改革。

滴灌水分由滴头直接滴入作物根部附近的土壤，在玉米根区形成一个椭球形或球形湿润体；由于滴灌随水施肥的特点，养分也集中分布在由滴水形成的湿润体内，然而氮磷钾养分在土壤中的运移距离和速度不同，尿素随水滴施后容易随水分运移；磷肥容易被土壤吸附固定，移动性相对氮素而言较弱；钾素的移动性相对氮素而言较弱，而较磷素强。由于灌水量以及肥料元素中不同分子量的移动特点，氮磷钾在根区分布出现五种情况包括氮磷钾都未到达根区，氮到达根区磷钾未为到达根区，氮钾到达根区磷肥未达到，氮钾超过根区磷肥刚好到达，但是我们最理想的方式是氮磷钾均在根区。

因此在相同的运移时间和灌溉量下，不同的运移速度往往造成氮磷钾分布区和玉米根系分布不一致，不利于氮磷钾的吸收，抑制了水肥效率的提高和作物增产。 

项目目的：

监测不同滴头流量对线源滴灌土壤水分时空分布的影响及其过程，量化滴灌土壤湿润体的空间分布特征及运移动态，根据水温数据建立根区，土壤的水分时空分布动态图；

结合水温动态，建立水肥协同运移模型。结合滴灌玉米水肥运移规律及根区时空分布特征，研发适宜的滴灌玉米根区调控的专用肥及调节剂产品，形成适宜于不同土壤类型下玉米根区水肥协同调控的配套技术模式；

解决滴灌施肥过程中作物根系分布区域——灌溉水分分布区域——养分分布区域的不重叠问题。

监测作物：玉米

项目内容：

1.灌溉方式对玉米根区水分运移机制研究

研究不同滴头流量对线源滴灌土壤水分时空分布的影响及其过程，量化滴灌土壤湿润体的空间分布特征及运移动态；研究灌水方式、灌溉量对玉米根区不同位点水分动态变化过程，绘制玉米根区土壤的水分时空分布动态图。

2.施肥方式和时间对根区养分分布特征的影响

通过小区试验，旁通式施肥罐（总量控制施肥法）和施肥泵（按比例施肥）两种施肥方式下，分析玉米根区不同空间位点的土壤氮磷钾；研究氮磷钾不同时间进入灌溉系统后根区土壤中养分分布状况。

3.玉米根区分布与水区、养分区的响应过程研究

利用滴灌作物根系采样器（自有专利技术）收集不同空间位置的玉米根系，量化玉米根系空间构型及生长发育动态；测定对灌溉与施肥方式对玉米地上部各器官养分含量、叶绿素含量、根冠比及产量等指标影响；对水分和养分运移对根系生长及地上部发育的影响做出评价，进一步优化水肥协同管理。

4.根区调控专用肥及调节剂的开发与刷选

结合滴灌玉米根系时空分布特征及根区水肥运移机制，研发和筛选适宜的滴灌玉米根系调控的专用肥产品，研究其施用技术，形成适宜于不同土壤类型下玉米根区调控配套的水肥调控技术模式；解决滴灌施肥过程中作物根系分布区域——灌溉水分分布区域——养分分布区域的不重叠问题，提出滴灌玉米根区优化的水肥调控技术，促进滴灌玉米技术的发展。

5.滴灌玉米根水肥调控技术应用与示范

以典型灌区为研究对象，以现有技术成果和项目的研究成果为基础，结合滴灌玉米根区分布特征，水肥运移机制，综合运用灌溉方式、施肥方式、专用肥相结合，构建典型灌区滴灌玉米根区水肥综合调控的关键技术模式，推广面积10万亩。

项目实施：

项目针对现有技术的不足，利用智墒，获得玉米根区不同位点土壤含水量的大数据；

智墒的使用实现了土壤水温数据的实时监控，根据水温数据实时进行作物田间管理；

智墒的使用实现了部分图形图像的实时现成与动态演示，便于相关技术宣传普及，尤其便于科技管理部门及相关专家对项目的指导和整体把握；

智墒的使用解决了土壤水分研究中大量取样及取样点之间差异的问题；

延时相机掌握了滴灌玉米生长动态资料，为玉米生产提供智能化支撑；

智墒的根系评估正在与根管数据及挖根数据在进一步解译和模拟。

布置完小区的试验田

试验区整景

田间水分仪图片

滴灌玉米单点水分动态图

滴灌玉米YH图

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