水肥一体化智能技术在玉米高产技术中的应用

摘要：水肥一体化智能技术是一种先进的农作物水肥管理技术，可解决传统方式水肥资源利用率低、环境污染严重等问题。水肥一体化智能技术集传感器、远程监测、自动控制等先进技术于一体，提供监测、分析及管理功能，农作物水肥管理精细化水平高，资源浪费量少，对生态环境友好，具有研究与

水肥一体化智能技术是一种先进的农作物水肥管理技术，可解决传统方式水肥资源利用率低、环境污染严重等问题。水肥一体化智能技术集传感器、远程监测、自动控制等先进技术于一体，提供监测、分析及管理功能，农作物水肥管理精细化水平高，资源浪费量少，对生态环境友好，具有研究与推广价值。基于此，本文阐述玉米高产栽培领域的水肥一体化智能技术应用策略，旨在给玉米栽培提供技术参考。

1水肥一体化智能技术原理及优势

农作物生长发育水平受水分、肥力等因素影响，水肥一体化智能技术提供监测、信息传输、远程控制等功能，由智能控制系统分析农作物在不同生长发育时期对水分和养分的需求，结合土壤条件，确定灌溉量和施肥量，制备水肥溶液，采用滴灌系统将水肥输送至植株根系附近，精准提供水分和营养。水肥一体化智能技术动态管控农作物水肥条件，智能化水平高，水肥管理高效、精准。水肥一体化智能技术在农作物栽培中的应用优势，主要体现在如下几方面：

在施用效率方面，传统管理方式每亩地平均施肥量为300 kg，灌溉量为500 m3，肥料利用率仅为30%～40%。而采用水肥一体化技术后，每亩施肥量减少到200 kg，灌溉量降至300 m3，肥料利用率则提高到70%～80%。这表明水肥一体化技术在资源利用上更加高效。

在作物产量与品质上，以玉米为例，传统方式每亩产量为500 kg，质量评分为70分（满分100分）。而水肥一体化技术的应用使亩产量提升至650 kg，质量评分提高至85分，产量提升幅度达到30%（150 kg/667 m2）。这充分展示了水肥一体化技术对作物生长的积极影响。

在成本效益方面，传统管理方式每亩的肥料费用约为600元，水费约为150元，总成本为750元。采用水肥一体化技术后，肥料费用减少到400元，水费降至100元，总成本降至500元，每亩地节省成本250元，显示出良好的经济效益。

在环境影响方面，传统方式因施肥过量导致土壤和水源的污染，土壤中氮磷含量超标，水体富营养化现象严重。而水肥一体化技术通过精准施肥，减少了氮磷流失，土壤和水质得到有效改善，氮磷流失量减少约50%，有助于保护生态环境。

2水肥一体化智能技术应用

基于水肥一体化智能技术的水肥管理具有精准性，监测植株需肥规律、土壤水分含量及养分含量，根据监测信息确定每棵植株对水分和养分的需求，调配肥料溶液，利用滴灌系统输送至植株根部。通过水肥一体化智能技术的应用，实现精细化水肥管理，满足每棵植株对水肥的需求，同时避免传统方式导致的肥料浪费。

2.1 滴灌系统的安装

2.1.1管道的选择

播种后及时铺设主管道及支管道，如果地里有地埋管的可以利用地埋管道，没有地埋管道的需在地面铺设主管道，主管道的选择要根据井的情况而定，机电井需采用直径为110 mm的水带做为主管道，柴油机井需采用直径为75 mm的水带做为主管道，支管道一般采用直径为63 mm的水带。

2.1.2管道铺设

管道布置方式可由设计人员根据地块、地形、井、泵等因素设计。对于浅埋式滴灌系统，一般将滴灌带埋在土壤表层或稍微深一点，建议将滴灌带埋在地面以下10～15 cm的深度。这样做可以保护滴灌带免受外界损害，并确保水分能够直接供应给植株根部。滴水孔间距一般宜选用20～30 cm之间。滴灌带的布置行距取决于玉米的栽培密度和水分需求。一般而言，可以将滴灌带行距设置为玉米行间距的1～2倍之间。具体间距需要根据当地的土壤类型、降雨量等因素进行调整。一般滴灌带布置行距60 cm，铺设长度一般50～80 m，首尾流量偏差率须小于10%。播种结束后，及时的将主管道与支管道、支管道与滴灌带连接，及时浇水，一次浇透。

2.2 水肥管理

水分管理的关键期为出苗期、拔节期、大喇叭口期、灌浆期、乳熟期，依据玉米不同生育阶段、不同土壤深度、土壤相对含水量确定补水量。当土壤相对含水量低于下限时，应及时补水。

出苗水，灌水时期：播种后。灌水量：150～250 m3/hm2，土壤水分为田间持水量的70%左右。作用：保证苗齐、苗足。

拔节水，同时施拔节肥：（9片叶左右），灌水时期：拔节期（在靠近地面的地方用手可以摸得到有2～3 cm的茎节时期）。补水：200～300 m3/hm2，土壤水分以保持在田间持水量的70%～75%为宜。施肥：N 30～50 kg/hm2。水肥作用：决定穗数的多少、穗的大小。玉米进入拔节期，营养生长加快，正在进行雄穗分化，将要开始雌穗分化，日渐迫切要求营养物质和水分要跟上，因此及时补充拔节水、追施拔节肥，增产效果明显。土地瘠薄、基肥量少，植株瘦弱情况下应多施、早施。

大喇叭口水，同时施穗肥：灌水时期：大喇叭口期（玉米11～12片叶），在玉米“棒三叶”开始抽出而未展开之时，玉米心叶丛生，上平中空，形状如同喇叭一样，此时为玉米大喇叭口期。在玉米最上部展出叶与未展出叶之间的叶鞘部位，能摸到软而有弹性的雄穗。补水：300～450 m3/hm2，土壤水分保持在田间持水量的80%～85%为宜。施肥：N 50～70 kg/hm2。水肥作用：决定穗数多少、穗的大小、穗粒数多少。玉米在大喇叭口期，内部雄穗、雌穗正处于分化关键时期，此时是肥水需求高峰期，也是肥水敏感期，是重要的施肥灌溉时期。

花期水，同时施攻粒肥：灌水时期：玉米抽雄吐丝期。补水：250～350 m3/hm2，土壤水分保持在田间持水量的70%～80%为宜。施肥：N 102～20 kg/hm2。水肥作用：决定粒数和粒质量，可以促进玉米粒大、粒多、粒饱满。玉米抽雄到完熟需有充足的无机营养。玉米攻粒肥的追施，不仅能延长玉米中上部叶片的功能期，光合积累增加，而且还能有效防止后期因玉米脱肥而造成的茎叶早衰，影响产量。

玉米结粒期视土壤墒情酌情补水：灌水时期：玉米授粉结实至完熟。补水：200～300 m3/hm2，土壤水分保持在田间持水量的75%左右。施肥：N 8～10 kg/hm2。作用：防止脱肥造成粒少、粒轻。玉米结粒期田间水分不足会减弱叶片光合作用，造成玉米粒的有机物质合成受阻，使得正在灌浆的玉米粒容积收缩，灌浆速度下降，最后造成玉米粒空粒、粒少、粒小率较高。如果在玉米结粒期田间干旱严重，会造成玉米粒的养分、水分都逆转到叶片中，最终导致灌浆结粒失败，发生严重减产。

2.3 适时收获

智能监测系统根据玉米籽粒饱满度、植株生长情况等评价玉米是否达到收获标准，根据监测数据选择合适时机收获。传统方式下，主要由种植人员观察玉米成熟程度，确定收获时间，具有主观性，收获时间可能不合适。通过水肥一体化智能技术的应用，准确反映玉米成熟程度，农户根据监测信息确定收获时间，避免过早或过迟收获影响玉米质量和产量。

3水肥一体化智能技术前景展望

水肥一体化智能技术在现代农业中展现出广阔的应用前景，但要充分发挥其潜力，需要制定明确的发展规划和实施步骤。在技术研发与创新方面，应加强基础研究，推动关键技术的突破。可以设立专项研究基金，支持高校和科研机构在水肥监测和智能调控等领域的研究，并开展多学科合作，吸引农业、环境和信息技术等领域的专家共同参与。在示范推广与应用上，选择典型农业基地进行试点，评估技术应用效果，积累经验是关键。

同时，组织农民培训和技术交流，提升农民对水肥一体化技术的认知和应用能力，确保技术能够在实际生产中得到有效利用。可以通过开发基于物联网的监测系统，实时采集土壤和作物信息，并引入人工智能算法进行数据分析，为农民提供精准的施水施肥建议。这不仅能提高资源利用效率，还能降低农业生产成本。在市场机制与合作方面，促进农业合作社和企业间的合作，共同开发和推广水肥一体化产品，建立技术认证体系，可以提升市场认知度和接受度，进一步推动技术普及。