玉米节水减肥高效种植模式研究

近几十年来，我国玉米生产依靠高水肥投入的集约化经营模式实现了显著的增产增收，有力支撑了国家粮食安全的总体目标，但这种模式所付出的资源环境代价亦不容忽视，特别是在水资源总量有限、空间分配不均、季节性干旱频繁发生的核心玉米产区。随着国家“藏粮于地、藏粮于技”战略和农业绿色高质量发展的深入推进，以及化肥农药“双减”目标的明确提出，迫切需要发展能够协同实现节水、减肥与高产高效的新时代作物种植技术体系；玉米作为需水量较大且对氮磷响应敏感的作物，在节水减肥增效技术创新方面具有典型代表性，目前的研究进展主要集中在单一技术环节的改进，如单一节水灌溉技术（覆膜滴灌、微喷灌）或单一养分管理策略（缓控释肥、推荐施肥）的应用，为破解资源约束和环境污染的双重困境、保障玉米产业的可持续稳定发展提供关键支撑。

一、玉米节水减肥高效种植的价值

（一）资源投入高效化

玉米生产系统对水资源与化肥的高度依赖长期构成资源约束压力，节水减肥高效种植模式的本质在于重构灌溉制度与施肥体系之间的动态适配关系，通过精准匹配玉米不同生育阶段的生理需水规律与营养需求特征，建立以水定肥、以肥调水的协同调控机制，推动粗放式资源投放向精细化变量管理转型；该模式利用先进的土壤墒情监测设备或田间持水模型指导灌溉时机与灌水量的确定，结合植株营养诊断技术动态调整氮磷钾养分投入比例和施用形态，在最大限度避免无效水分蒸散与养分流失的前提下，显著优化单位资源在玉米生长关键期的实际利用效率，使有限的水资源与化肥投入转化为更高效的光合产物积累与籽粒产能输出，实现农业资源从简单数量消耗到质量效益转化的结构性升级 [1]。

（二）生产成本集约化

传统玉米种植模式下不断攀升的水电费与化肥采购费用已成为挤压生产者收益空间的关键因素，尤其在水资源短缺区域，灌溉成本占生产总成本比例可达 25% 以上；采用融合滴灌带铺设、微喷灌设施的水肥一体化系统，配合基于土壤测试的配方施肥或缓释肥料深施技术，能够同步削减灌溉抽水的电力消耗、人工巡灌成本以及多次追肥产生的机械作业费用；更由于化肥施用量的有效下降，直接减少每年氮磷肥采购支出约 15%-30% 。

（三）生态压力减量化

玉米主产区普遍存在的地下水位持续下降与流域富营养化现象，直接关联于大水漫灌引发的水资源无效渗漏、以及过量氮磷向深层土壤和水体的纵向淋溶迁移；节水减肥模式通过将灌溉有效系数提升至0.85 以上，阻断深层渗漏补给地下水的无效路径，直接缓解区域性水资源超采状态；同时依托化肥减量施用与高效形态选择（如聚磷酸铵、脲酶抑制剂），显著降低土壤残留硝态氮浓度与可溶性磷库容，从源头削减养分向周边河流湖泊扩散的负荷通量。

（四）产业链条韧性强化

我国玉米产业既承担口粮安全的基础功能，又肩负饲料加工与生物能源原料供应的多重使命，其持续稳定产出对下游数十个相关行业具有显著波及效应；节水减肥模式所构建的资源高效利用内核，使玉米生产在干旱频发区与生态敏感带能够保持相对稳定的单产水平，显著平抑因灾减产引发的原料价格剧烈波动；而系统化集成的轻简化灌溉设备与智能施肥装置的应用普及，同步推动农资服务行业向技术集成解决方案提供者转型，刺激农业社会化服务组织创新水肥托管服务形式。

二、玉米节水减肥高效种植优化策略

（一）水肥时空耦合模式构建

以玉米全生育期水分敏感阶段（拔节至灌浆期）与养分临界期（大喇叭口至抽雄期）的时空重合特征作为核心调控节点，整合基于气象墒情监测的灌溉决策支持系统与基于叶片 SPAD 值或茎基部硝酸盐速测的营养诊断技术，构建分阶段量化供水供肥阈值与动态配比参数的精准管理模型；通过滴灌系统实施高频次低流量灌溉同步溶解水溶性肥料形成局部饱和湿润区，确保水分胁迫发生前及时补充有限灌水量并携载养分渗透至主要根系活动层，实现灌溉水向根系的定向运移与肥料向水分输运路径的主动靠拢，在田间操作层面促成水肥在土体空间分布中的高度耦合交互过程；同时依据不同生育阶段玉米根冠比变化规律调整滴灌带布置密度与灌水器流量梯度配置，最大限度减少湿润锋重叠区的养分淋失风险与水分非生产性消耗。

（二）设施配套与设备升级路径

推动露地玉米向半固定式薄壁滴灌带或悬挂微喷灌系统等设施化灌溉转型作为节水减肥的基础载体，优先选择防堵塞性能强的压力补偿式滴头与耐紫外抗老化的PE 管材提升系统使用年限；集成配置比例施肥泵、文丘里注肥器等低成本水肥混合装置构建移动式施肥站，通过并联不同容积的母液罐精确控制氮磷钾溶液注入比例。

（三）养分替代与载体优化策略

在化学肥料减量施用过程中强化有机物料（腐熟牛羊粪、生物炭）的土壤培肥功能，通过秋后深翻施入每亩 2-3 吨腐熟有机肥提升土壤持水孔隙度与阳离子交换量，为玉米季减少 20% 基础氮肥用量创造物理缓冲条件；在生长季追肥环节全面推广包裹型硫磺或聚合物包膜缓释尿素替代传统速效尿素，借助膜层控释特性使氮素养分释放曲线与抽雄吐丝期需肥高峰实现时间匹配；对磷素养分管理重点采用聚磷酸铵液态肥随滴灌施入的技术路线，利用其螯合活化土壤中难溶性磷素的特性提升当季磷肥利用率 [2]。

（四）智能管控与持续维护机制

建立覆盖播种前整地、生育期灌溉、施肥作业全周期的数字化管理系统，利用多光谱无人机影像反演玉米群体叶面积指数变化动态，结合作物模型预测每日蒸散耗水需求并自动生成次日灌水量与灌溉启动时刻指令；针对规模化应用场景开发包含过滤器反冲洗提醒、管道压力异常报警、肥料余量监测等维保功能的远程监控模块，由合作组织或农机服务队承接滴灌系统年度拆卸检修及管件更换工作；特别注重在玉米收获后组织专业力量对滴灌带进行冲洗除垢与臭氧灭菌处理，使用加厚 PE 膜材包裹后存入避光仓库延缓材料光氧化进程，从管理体系层面支撑灌溉设施维持稳定技术性能与设计使用年限。

总结

综上所述，玉米含有较为丰富的维生素, 不但可以用作主食进行直接食用,也可以作为牲畜饲料 , 具有较高的经济价值，为此，需要聚焦于轻简化灌溉设备模块化开发，探索以水资源确权交易、节水减肥补贴政策、农业碳汇价值转化为核心的激励机制设计，引导农业经营主体主动采纳可持续种植方式，使技术创新成果真正转化为耕地质量保护、流域生态安全与粮食产能巩固的长效驱动力量，最终推动我国玉米产业在“双碳”目标约束下构建绿色低碳、韧性高效的新发展范式。

参考文献：

[1] 高宇溥 , 王素奇 . 玉米节水减肥高效种植模式探讨 [J]. 种业导刊 ,2023,(05):27-28.

[2] 戴嘉璐 , 李瑞平 , 李聪聪 , 等 . 河套灌区节水减肥对玉米不同生育期水分和养分的影响 [J]. 水土保持学报 ,2021,35(01):271-277.