都市現代農業區可率先實現水肥一體化

趙永志

（北京市土肥工作站，北京 100029）

1 發展現代節水農業亟需破解缺水難題

據專業統計顯示，農業是我國的用水大戶，用水總量4000億m3，占全國總用水量的70%，其中農田灌溉用水量3600億～3800億m3，占農業用水量的90%～95%，農業用水中的浪費現象相當嚴重。首先是農田灌溉水的利用率低，灌溉水的利用率只有30%～40%，而先進發達國家達到70%～80%；其次是農田對自然降水的利用率低，僅達到56%；再者是農業用水的效率不高，其中農田灌溉單方水的糧食產出僅為1kg左右，而先進發達國家則為2kg，以色列達到2.35kg。據測算，在不增加現有農田灌溉用水量的情況下，2030年全國缺水高達1300億～2600億m3，其中農業缺水500億～700億m3。若將農田灌溉水的利用率由目前的45%提高到發達國家的水平70%，則可節水900億～950億m3，如同時提高水的利用效率，農業節水后不僅可以滿足7億t左右的食物生產用水，還能節約出400億～500億m3的水量，二者總節約量可達1/3。

2 水肥一體化是實現農業大幅節水高效途徑

水肥一體化技術是一種將灌溉與施肥融為一體的農業技術，其借助灌溉系統，將可溶性固體肥料或液體肥料配兌而成的肥液與灌溉水一起，均勻、準確地輸送到作物根部土壤。水肥一體化技術應用具有多重優勢，為現代農業發展的關鍵技術成就。

首先，具有 “三節、一省、四提”優勢。 “三節”即可實現節水、節肥和節藥，可謂低碳農業技術。該項技術可由管道及時定量地向作物根層供水，可根據作物需要對局部進行定量灌溉與施肥，大大提高水的利用效率，實現農業水資源大幅節約。以北京為例，粗略估算大田應用該技術，年公頃可減少用水量900m3，與傳統大水漫灌相比，可節水30%以上。同時，由于實現局部精準施肥，減少了肥料土壤固定和環境損失，提高了肥效，因此可以減少肥料用量，節約肥料投入。另外，在溫室大棚中實施水肥一體化技術與常規的溝灌施肥技術相比，棚室的溫度、濕度明顯降低，在很大程度上抑制了作物病害的發生，從而顯著減少了農藥的投入。 “一省”是指省工，由于采用灌溉設備實現自動施肥澆水，可以大量減少以往灌水施肥的勞動投入和勞動強度。 “四提”是指該技術可提高水資源利用效率，提高肥料利用效率，同時由于水肥適時合理供給，可顯著增加作物產量，提高單位耕地的產出效率，因此也提高了耕地資源利用效率。

此外，該技術有利于面源污染控制，發展清潔生產。由于水肥一體化技術應用可以實現肥料利用效率的提高，因此，可以減輕甚至避免農業施肥對土壤、水體面源污染的風險。同時，由于水肥的合理使用可以減少病蟲害的發生，減少農藥使用，提高農產品生產安全水平和農業生態水平，減輕農藥殘留對環境污染和對人體的危害。

同時，水肥一體化技術可以防止耕地土壤質量退化。過量施用化肥往往造成土壤板結，同時由于過量養分不斷在耕層富集，容易導致土壤鹽漬化，造成土壤質量不斷退化。而水肥一體化技術由于提高了肥料利用效率，可以降低化肥使用，能有效避免土壤退化，有效改變土壤生態環境，有利于土壤健康。

3 水肥一體化亟待解決的問題

我國近些年來十分重視水肥一體化技術的推廣應用，有關政策措施不斷出臺，各級政府投入和扶持的力度逐年加大。但總體上處于起步階段，存在多方面的推廣應用障礙問題。

3.1 對水肥一體化的認識不足，研究不夠

采用大水漫灌是中國農民成百上千年來的傳統，灌水不用付費或水費很低，導致灌溉用水隨意，廣大農民節水省水意識淡薄，發展節水灌溉設施投入積極性不高，阻礙了以灌溉設施為主要依托的水肥一體化技術推廣應用。同時，不少農民在施肥管理上習慣于傳統的憑個人經驗施肥，沒有將施肥和灌水合理搭配結合的意識，一般僅單一考慮作物對水或肥的需要而進行水肥管理，沒有充分認識到水肥配合使用所帶來的各種好處。另一方面，水肥一體化技術在國內尚處于起步階段，針對不同區域、不同作物的水肥搭配技術方法研究還比較缺乏，或者不夠深入，技術產品也不夠成熟。今后亟待加強水肥一體化技術產品的研究與開發，為水肥一體化技術廣泛推廣應用打下堅實基礎。

3.2 設備成本高是水肥一體化技術應用的重要障礙

水肥一體化技術主要依靠灌溉設備來實現，首次設備投入成本仍較高，多數農戶接受起來都有一定困難。因此亟待重視相關技術產品的研發，研發應特別注重簡單實用、成本低廉、易于技術維護配套。

3.3 技術不配套，缺少高效運行的社會化服務體系

目前絕大多數地區還沒有專業的部門提供水肥一體化知識培訓和技術指導服務，掌握水肥一體化技術的人才也十分缺乏，水肥一體化的技術相關的社會化服務體系尚未建立，不同機構、部門和企業服務內容較為單一，缺乏系統性整合，與施肥質量密切的水溶肥料產品也因為標準不嚴謹，導致各種品牌肥料魚龍混雜，市場混亂，高質量針對性的水溶肥料相對較少，針對不同地區和作物開發的水溶肥品種可選擇空間也較小。此外，由于灌溉設施企業與肥料行業溝通渠道少、理念存在差異、銜接問題多，導致當前二者結合程度仍較低，灌溉系統和施肥一時難以很好融合，這些都造成了水肥一體融合的困難。

3.4 示范推廣力度不夠，總體投資不足

根據報道2010年中國化肥年度銷售金額在5000億元以上，其中水溶性肥料的市場規模僅為300億元左右。與傳統大水漫灌比，水肥一體化技術雖然經濟實惠，但初始投資太大，一般農民和生產企業實在用不起，零散發展，工程建設困難，因此這一領域的投資必須依靠政府投入。但是地方財政資金不足，而中央財政資金落實困難，使國內水肥一體化技術發展應用一直無法獲得突破性發展。

3.5 缺少有效的節水制度，亟待建立針對性的激勵機制

制度和機制是確保技術效果長效發揮的根本保證，盡管政府、企業、個人也開展了大量工作，采取了各種措施，但目前尚未建立起有效的農業節水制度，亟待研究建立符合當地實際的農業用水限額目標，科學設計不同用量的水價政策。對于積極開展農業節水的個人、企業應予以相應的優惠政策甚至經濟補貼，通過類似的激勵機制，推動更大范圍采用節水技術措施，形成常態化的社會節水政策與機制。

4 水肥一體化加速農業節水，可先行

盡管在推廣上尚存在諸多困難，但有條件地區，如都市農業區可全面推行應先行先試，探索模式、方法和長效機制，為更大范圍的普及推廣積累經驗。以北京市為例，伴隨著北京城市快速發展，水資源短缺已經成為北京發展的最大瓶頸。北京市從1999年以來連續經歷枯水期，由于遭遇連續干旱，北京市平均降水量475mm，僅為多年平均的81%，而同期北京城市人口快速增加，二者共同作用導致北京市人均水資源量減少到不足100m3，不到全國的1/20，世界人均水量的1/80，遠低于國際人均1000m3的缺水下限。因此，充分認識北京水資源緊缺的嚴峻形勢，開源節流是必然選項。

首先，北京農業必須加快轉型發展。水資源極為緊張的北京，必須轉型產業和用水發展方式，培育適應北京水資源特點的生產生活方式，調整產業結構和用水結構，要特別限制高耗水產業，關停高耗水企業。京郊農業作為首都城市的菜籃子、休閑空間、多元文化載體，必須加強其空間的科學合理布局，促進其生態循環、低碳環保水平，不斷增強發展活力和可持續力，特別應按照習總書記對現代農業的 “三個導向”以及北京都市型現代農業必須加強節水和生態建設的最新要求，加快向集約化、精準化、標準化現代農業發展方式轉變，走高端精品化、品牌化發展道路。

其次，北京農業應在全國做出表率引領。北京擁有較強的水資源危機意識，同時其在水資源節約利用所需資金條件、政策探索能力和可持續發展迫切意愿等方面具有相對較強的優勢。北京有條件有能力在全國率先實現經濟發展方式轉型，發展理念和機制的創新，積極構建水肥一體化技術研究、推廣與應用體系，全面推行普及水肥一體化技術，并通過建立國家級示范展示區，引領華北地區技術推廣應用，并逐步推向全國。

實踐證明，北京農業完全可以實現高效節水。近些年北京市積極推行該項技術，逐步在蔬菜、瓜果種植上已實踐探索出運用精量滴灌施肥、環繞滴灌施肥、微噴灌溉施肥、覆膜溝灌施肥和膜面集雨滴灌施肥等多種水肥一體化技術模式，大田作物上推行雨養旱作技術，并推行隨機灌溉管理、墑情自動監測等管理節水技術，取得了良好的推廣應用效果。如北京市昌平區鑫城緣草莓基地通過滴灌施肥技術的應用，由之前大水漫灌300m3減少到120m3，節水幅度高達60%。

針對北京實際，特提出幾點建議。一要強化意識。應強化節水意識宣傳，使節水成為普通市民的一種文化和一種生活方式。二要合理布局作物種植。應規劃做好農作物的合理空間布局，優化不同耗水類型作物的空間分布，將有限耕地和水資源集中在打造高端精品上。三要加大科技投資力度。重視對水肥一體化技術的研究，加大在軟硬件產品和服務上的研發資金投入。四應推行綜合措施。應重視包括工程節水、農藝節水、管理節水等多元化的農業節水方式和方法的整合集成應用，實現農業綜合節水效果。五須加強政策引導。重視農業節水政策、節水制度的研究與推行，探索長效化激勵模式，逐步培育社會自覺性的節水機制。