摘要：甘蔗是廣西重要的經濟作物，在種植過程中水資源消耗量極大。傳統灌溉方式往往缺乏科學性和精確性，導致水資源大量浪費，同時還會引發土壤鹽堿化等嚴重問題。這些問題不僅增加了生產成本，還會限制甘蔗產量和品質提升，對廣西甘蔗產業的可持續發展構成了嚴峻挑戰。因此，應用更為高效、節水、環保的灌溉技術，對于解決甘蔗種植中的水資源消耗和土壤鹽堿化問題，提高甘蔗產量和品質，促進甘蔗產業的綠色發展具有重要意義。關鍵詞：甘蔗；水肥一體化；節水灌溉；現代農業應用水肥一體化節水灌溉技術，實現精準灌溉和施肥，能確保甘蔗在生長過程中獲得充足且適量的水分和養分。同時，該技術極大地節約了水資源，減少了傳統灌溉方式中的水資源浪費，并有效降低了生產成本，包括肥料和農藥的使用量，為甘蔗種植區提供了寶貴的節水灌溉技術參考，能較好地促進現代農業的可持續發展。該技術不僅可以提高甘蔗產量和品質，還能有效增加農民的收入，為農村經濟的繁榮提供助力。1節水灌溉水肥一體化技術概述節水灌溉水肥一體化技術是一種創新的農業生產模式，將灌溉與施肥這兩個傳統上相對獨立的農業生產環節緊密結合，通過現代化的管道系統，實現水分和養分的精準輸送。通過科學的設計，灌溉水和可溶性肥料能夠直接輸送到作物的根部土壤，從而確保作物在生長過程中能夠獲得充足且適量的水分和養分，有效避免傳統灌溉方式中常見的水資源浪費和養分流失問題。節水灌溉水肥一體化技術主要依賴于管道系統、滴灌帶或噴灌設備等關鍵設施。這些設施能夠精確控制水分和肥料的輸送量和輸送速度，確保能夠均勻地分布在作物的根部土壤中。同時，通過智能控制系統的應用，能夠實現灌溉和施肥的精準管理，根據作物的實際需求進行自動調整，從而進一步提高水肥資源的利用效率[1]。節水灌溉水肥一體化技術不僅能夠提高水肥資源的利用效率，減少不必要的浪費，還能夠有效改善土壤環境，減少土壤板結、養分流失和病蟲害傳播等問題。此外，這一技術還能夠促進甘蔗等作物的生長，提高其產量和品質，為農業生產帶來更大的經濟效益和社會效益。2廣西上林縣甘蔗種植概況廣西上林縣位于廣西中部，具有得天獨厚的地理位置和氣候條件。當地四季分明，氣候溫暖濕潤，為甘蔗的生長提供了優越的自然環境。然而，盡管擁有如此優越的氣候條件，上林縣卻面臨著季節性缺水的嚴峻挑戰，特別是在冬春季節，干旱現象尤為明顯，這對甘蔗的生長和產量構成了不小的威脅。盡管如此，甘蔗在上林縣的種植面積仍然十分可觀，2024年種植面積達10.15萬畝，作為當地的重要經濟作物，甘蔗的種植不僅為農民提供穩定的收入來源，也為當地的經濟發展提供了有效助力。然而，傳統的灌溉方式卻成為制約甘蔗產業發展的瓶頸。由于缺乏科學的灌溉技術，水資源浪費現象嚴重，不合理的施肥方式導致土壤鹽堿化問題日益突出，不僅會降低甘蔗的產量和品質，也會增加農民的生產成本。為了破解這一難題，上林縣政府積極響應國家號召，大力推動甘蔗產業的發展，出臺了一系列政策措施，為甘蔗種植戶提供技術支持和資金補貼，鼓勵采用現代化的灌溉技術，提高甘蔗種植效益。其中，通過引入節水灌溉水肥一體化技術，上林縣不僅有效緩解了水資源短缺的問題，還能提高甘蔗的產量和品質，為甘蔗產業的可持續發展奠定堅實的基礎[2]。3節水灌溉水肥一體化技術在甘蔗種植中的應用3.1系統構建3.1.1水源與首部樞紐節水灌溉水肥一體化技術的系統構建是確保該技術有效實施的基礎。在系統構建中，水源與首部樞紐的規劃和建設至關重要。為了確保灌溉用水的穩定供應，需要建設完善的水源工程和灌溉網絡。，包括挖掘水井、修建蓄水池、鋪設輸水管道等，以收集、儲存和輸送足夠的水資源，滿足甘蔗生長過程中的灌溉需求。首部樞紐作為系統的核心部分，設計和配置非常重要。首部樞紐主要包括水泵、過濾器、施肥機等關鍵設備。水泵負責將水源提升至一定的高度，便于通過管道系統輸送到甘蔗田。過濾器用于去除水源中的雜質和顆粒物，防止管道堵塞和滴頭損壞。施肥機負責將可溶性肥料與水混合，形成均勻的水肥溶液，然后通過管道系統輸送到甘蔗根部。3.1.2輸配水管網在甘蔗種植區，為了確保水分和養分的均勻分布，提高灌溉效率，需要根據甘蔗田塊的大小、形狀和土壤類型，設計科學合理的輸配水管網布局。輸配水管網的設計應遵循以下原則：首先，管網布局應盡可能簡潔、明了，減少不必要的管道長度和彎頭，降低水流阻力和能耗。其次，應根據甘蔗田塊的實際形狀和大小，合理設置管道間距和出水口位置，確保每個田塊都能得到充足且均勻的水分和養分供應。最后，針對不同類型的土壤，調整管道的埋設深度和出水口的流量，適應土壤對水分和養分的吸收能力。據統計，在廣西上林縣的甘蔗種植區，通過科學合理的輸配水管網設計，將灌溉水的利用率提高至85%以上，同時確保甘蔗田塊內的水分和養分分布均勻，為甘蔗的高產優質提供有力保障[3]。3.1.3滴灌帶與噴灌設備在甘蔗種植區的節水灌溉系統中，滴灌帶與噴灌設備發揮著至關重要的作用。滴灌帶是一種精準、高效的灌溉方式，成為將水分和肥料直接輸送到甘蔗根部土壤的理想選擇。通過滴灌帶，可以確保每一滴灌溉水都能被甘蔗根部有效利用，大大提高了灌溉效率和水資源利用率。對于大面積甘蔗田的灌溉，噴灌設備通過均勻噴灑水分，能夠迅速覆蓋整個田塊，確保甘蔗植株的各個部位都能得到充足的水分供應。據統計，在廣西上林縣的甘蔗種植區，采用噴灌設備后，灌溉面積可達數千畝，且灌溉均勻度大于90%，能有效解決傳統灌溉方式中水分分布不均的問題。滴灌帶與噴灌設備的結合使用，不僅能提高甘蔗田的灌溉效率和水資源利用率，還能促進甘蔗的健康生長和高產優質。3.1.4控制設備為了實現對土壤墑情和氣象條件的實時監測，安裝土壤水分傳感器和氣象監測站等設備，能夠精確測量土壤中的水分含量、溫度及空氣濕度、光照強度等氣象參數，為灌溉和施肥的決策提供科學依據。利用智能控制系統，將監測數據與灌溉、施肥設備相連接，實現灌溉和施肥的遠程自動化控制。通過預設的灌溉和施肥計劃，智能控制系統能夠根據實時監測數據，自動調整灌溉和施肥的量和頻率，確保甘蔗在生長過程中得到充足且適量的水分和養分供應。這種智能化的管理方式不僅能提高灌溉和施肥的精準度，還能降低人力成本，為甘蔗的高產優質提供有力保障。3.2精準灌溉3.2.1甘蔗生長階段需水量分析甘蔗是一種重要的經濟作物，在生長發育的不同階段，對水分的需求有著明顯的差異。在廣西等甘蔗主產區，由于氣候溫暖濕潤，但季節性缺水嚴重，特別是冬春季節干旱現象明顯，因此精準灌溉非常重要。在甘蔗的苗期，由于根系尚未完全形成，其對水分的需求相對較低。此時，每畝地的灌溉量一般控制在20～30立方米，避免水分過多導致根系發育不良。通過實時監測土壤墑情，可以精確掌握土壤水分狀況，確保灌溉量適中。進入分蘗期后，甘蔗的生長速度加快，對水分的需求也隨之增加。此時，每畝地的灌溉量提高到40～50立方米，才能滿足甘蔗分蘗和根系擴展的需要。同時，結合氣象條件，如降雨量和蒸發量等，對灌溉計劃進行適時調整，確保甘蔗在干旱季節也能獲得充足的水分。到了伸長期，甘蔗的生長進入高峰期，對水分的需求達到最大值。此時，每畝地的灌溉量需要提高到60～80立方米，甚至更高，以滿足甘蔗快速生長和糖分積累的需要。在這一階段，必須密切關注土壤墑情和氣象條件的變化，及時調整灌溉計劃，確保甘蔗不會因為缺水而影響產量和品質[4]。最后，在甘蔗成熟期，雖然對水分的需求有所減少，但適量的灌溉仍然有助于甘蔗的糖分積累和品質提升。此時，每畝地的灌溉量可控制在30～40立方米，保持土壤濕潤，促進甘蔗的成熟和收獲。3.2.2制訂灌溉計劃并實施在廣西等甘蔗主產區，根據甘蔗的生理特性和各生長階段的需水量規律，制訂灌溉計劃。考慮到當地的氣候特點，如夏季高溫多雨、冬季干燥少雨，以及甘蔗生長周期中的關鍵水分需求時段，確定不同生長階段的灌溉量和灌溉頻率。在甘蔗的苗期，由于根系尚未發達，設定較低的灌溉量和頻率，通常選擇在清晨或傍晚進行灌溉，避免高溫時段蒸騰作用過強導致水分流失。進入分蘗期后，隨著甘蔗生長速度的加快，逐步增加灌溉量，并調整灌溉時間為每天早晚兩次，確保甘蔗在快速生長期間得到充足的水分。進入伸長期，此時是甘蔗生長最為旺盛的階段，也是水分需求最大的時期。根據實時監測的土壤墑情和氣象條件，靈活調整灌溉計劃，確保每天至少進行三次灌溉，且每次灌溉量要充足，滿足甘蔗快速生長和糖分積累的需要。在實施灌溉計劃時，充分利用智能控制系統，實現灌溉的遠程自動化控制。通過土壤水分傳感器和氣象監測站收集的數據，智能控制系統能夠自動計算并調整灌溉設備的運行參數，如灌溉時間、灌溉量等。在控制終端設定好灌溉計劃，系統便會自動執行，大大提高灌溉的精準度和效率。3.3精準施肥在廣西等甘蔗主產區，精準施肥是提高甘蔗產量和品質的重要手段。根據甘蔗的養分需求規律和當地土壤養分狀況，選擇適宜的肥料種類和配比，實現養分的精準供給。在肥料選擇上，優先考慮含有氮、磷、鉀等主要營養元素的可溶性固體或液體肥料。這些肥料不僅養分含量高，而且易于通過管道系統輸送，與節水灌溉系統相結合，實現了水肥一體化的精準管理。在具體實施過程中，根據每畝地甘蔗的生長情況和土壤養分測試結果，確定具體的肥料用量、次數及搭配比例。例如，苗期主要施用含有適量氮元素的肥料，如尿素等。通常每畝地施用尿素5～10千克，或者等效的其他氮素肥料。分蘗期，此階段應增加磷、鉀元素的施用比例，同時保持適量的氮素供應。可以用氮磷鉀復合肥，每畝地施用氮磷鉀復合肥20～30千克，或者根據土壤養分測試結果調整氮、磷、鉀的比例和用量。伸長期是甘蔗快速生長和糖分積累的關鍵時期，應繼續增加氮、磷、鉀的施用比例，特別是氮肥的施用量，每畝地可以施用高氮復合肥30～40千克[5]。同時，根據甘蔗生長周期中的關鍵養分需求時段，制訂詳細的施肥計劃。通常，在甘蔗的生長周期內，進行多次施肥，每次施肥的量和種類都會根據甘蔗的生長情況和土壤養分狀況進行調整。通過這種精準的施肥方式，確保甘蔗在生長過程中能夠獲得充足且均衡的養分供應。此外，定期對土壤進行養分測試，了解土壤養分的動態變化，并根據測試結果對施肥計劃進行適時調整和優化。上林縣明亮鎮糖料蔗高產高糖示范基地羅勘村一帶占地面積達405畝。這片肥沃的土地上種植著粵糖93159、桂柳05136等一系列經過精心選育的高產高糖甘蔗品種，不僅具有強大的生長能力和抗逆性，而且糖分含量高，是糖料蔗生產的優選。為了進一步提升甘蔗的產量和品質，示范基地積極引入先進的節水灌溉技術。其中，節水灌溉水肥一體化技術成為該基地的一大亮點。通過建設完善的灌溉網絡和控制系統，實現了對甘蔗生長環境的精準調控。3.4管理與維護3.4.1設備檢查與維護在甘蔗種植示范基地中，灌溉系統的穩定運行是確保甘蔗高產高糖的關鍵因素之一。因此，定期對灌溉系統進行檢查與維護，包括對管道、滴灌帶、噴灌設備及控制設備等關鍵組件的全面檢查。在檢查過程中，仔細查看管道的連接是否緊密，是否存在漏水或堵塞的情況。對于滴灌帶，檢查其是否完好無損，出水是否均勻，以及是否存在被作物根系纏繞或破損的風險。同時，對噴灌設備的噴頭和支架也要逐一檢查，確保其能夠正常旋轉、噴灑均勻，并且沒有生銹或損壞的跡象。對于控制設備，重點檢查其運行狀態是否穩定、傳感器是否準確，以及是否存在程序錯誤或通信故障等問題。一旦發現任何異常，立即進行處理，確保灌溉系統的正常運行。此外，定期對灌溉系統進行清洗和保養，去除積累的污垢和雜質，延長設備的使用壽命。3.4.2土壤與水質監測為了確保甘蔗生長環境的穩定與優化，對土壤與水質定期進行墑情監測和養分分析。通過采集土壤樣本，利用先進的實驗室設備對土壤中的氮、磷、鉀等主要營養元素及微量元素進行定量分析，從而準確了解土壤的養分狀況。同時，通過專業的土壤墑情監測設備，實時監測土壤的水分含量、溫度及酸堿度等關鍵指標，為灌溉和施肥提供科學依據。除了土壤監測，還要對灌溉水質進行嚴格的監測。灌溉水質的好壞直接關系到甘蔗的生