水肥一體化發展現狀與展望

高祥照，杜 森，鐘永紅，吳 勇，張 賡

（全國農業技術推廣服務中心，北京 100125）

1 水肥一體化的基本概念與面臨的機遇

1.1 基本概念

廣義的水肥一體化 （integrated management of water and fertilizer）是指根據作物需求，對農田水分和養分進行綜合調控和一體化管理，以水促肥、以肥調水，實現水肥耦合，全面提升農田水肥利用效率。

狹義的水肥一體化是指灌溉施肥 （fertigation），即將肥料溶解在水中，借助管道灌溉系統，灌溉與施肥同時進行，適時適量地滿足作物對水分和養分的需求，實現水肥一體化管理和高效利用。

與傳統模式相比，水肥一體化實現了水肥管理的革命性轉變，即渠道輸水向管道輸水轉變、澆地向澆莊稼轉變、土壤施肥向作物施肥轉變、水肥分開向水肥一體轉變。

1.2 技術優勢

相比傳統地面灌溉和土施肥料，水肥一體化優勢非常明顯。

1.2.1 提高水肥利用率

傳統土施肥料，氮肥常因淋溶、反硝化等而損失，磷肥和中微量元素容易被土壤固定，肥料利用率只有30%左右，浪費嚴重的同時作物養分供應不足。在水肥一體化模式下，肥料溶解于水中通過管道以微灌的形式直接輸送到作物根部，大幅減少了肥料淋失和土壤固定，磷肥利用率可提高到40%-50%，氮肥鉀肥可提高到60%以上，作物養分供應更加全面高效。根據多年大面積示范結果，在玉米、小麥、馬鈴薯、棉花等大田作物和設施蔬菜、果園上應用水肥一體化技術可節約用水40%以上，節約肥料20%以上，大幅度提高肥料利用率。

1.2.2 節省勞動力

在農業生產中，水肥管理需要耗費大量的人工。如在華南地區的香蕉生產中，有些產地的年施肥次數達18次。每次施肥要挖穴或開淺溝，施肥后要灌水，需要耗費大量勞動力。南方很多果園、茶園及經濟作物位于丘陵山地，灌溉和施肥非常困難，采用水肥一體化技術，可以大幅度減輕勞動強度。以廣西南寧市一個5.33hm2的砂糖橘園為例，常規澆水施肥每次需要8個人6天才能干完，總用工48個。采用水肥一體化技術后，每次澆水施肥僅兩個人兩天就可干完，總用工4個，不到原來的1/10。每667m2每季平均節省約10個用工，比常規省工90%。

1.2.3 提高土地利用率

沙地、河灘地、坡薄地、濱海鹽土、鹽堿土、甚至沙漠等傳統種植模式難以利用的土地，只要應用水肥一體化技術解決水肥問題，就能成為高產高效的好地。以色列在南部沙漠地帶廣泛應用水肥一體化技術生產甜椒、番茄、花卉等，成為冬季歐洲著名的 “菜籃子”和鮮花供應基地。河北省藁城市在滹沱河河灘地上利用水肥一體化技術種植馬鈴薯，單產達到2 000kg，昔日沒人愿意種的低產田變成了高產田。由于田間全部采用管道輸水，代替了地面灌溉時需要的農渠及田間灌水毛渠及田埂，可節省土地5%～7%。

1.2.4 保證養分均衡供應

傳統種植注重前期忽視中后期，注重底墑水和底肥，作物中后期的灌溉和施肥操作難以進行，如小麥拔節期后，玉米大喇叭口期后，田間封行封壟基本不再進行灌水和施肥。采用水肥一體化，人員無需進入田間，即便封行封壟也可通過管道很方便地進行灌水施肥。因為水肥一體化能提供全面高效的水肥供應，尤其是能滿足作物中后期對水肥的旺盛需求，非常有利于作物產量要素的形成，進而大幅提高糧食單產。近年試驗示范表明，與常規相比，應用水肥一體化，冬小麥成穗率提高，每667m2有效穗數由40萬增加到50萬，且穗大穗勻，單穗粒數增加 2～3粒，千粒重增加 3～5g，增產 100～150kg/667m2，增幅15%～20%。玉米密度由每667m24 000株增加到5 000株，很少出現空桿、凸尖等現象，棒子大、長且均勻，夏玉米增產200kg/667m2，春玉米增產300kg/667m2，增幅 30%～50%。

1.2.5 利于保護環境

水肥一體化條件下，設施蔬菜土壤濕潤比通常為60%～80%，降低了土壤和空氣濕度，能有效減輕病蟲害發生，從而減少了農藥用量，降低了農藥殘留，提高了農產品安全性。我國目前單位面積的施肥量居世界前列，肥料的利用率較低，大量肥料沒有被作物吸收利用而進入環境，特別是水體，從而造成江河湖泊的富營養化。在水肥一體化環境下，蔬菜濕潤深度為0.2～0.3m，果樹濕潤深度為0.8～1.2m，水肥全部集中在根層，利用率高，避免了深層滲漏，從而減輕了對環境的負面影響，既生態又環保。

1.2.6 改善土壤狀況

微灌灌水均勻度可達90%以上，克服了畦灌可能造成的土壤板結。微灌可以保持土壤良好的水氣狀況，基本不破壞原有的土壤結構。由于土壤蒸發量小。保持土壤濕度的時間長，土壤微生物生長旺盛，有利于土壤養分轉化。

1.2.7 提高農產品產量和品質

Alva通過對柑橘屬果樹上的試驗總結發現，不同年齡段的果樹對水肥一體化和傳統土施肥料的反應是不一樣的。新種植的果樹由于對養分汲取量不是很多，所以上述兩種技術并沒有多大差別，但是7、8年樹齡的果樹應用水肥一體化技術不僅會提高產量，果實總可溶性固形物含量等指標都要優于土施顆粒肥料；Schumann在他的試驗中通過不同施氮量的對比發現，兩種施肥方式最佳施氮量分別為145和180kg/hm2，采用水肥一體化措施可以在減少35kg/hm2純氮施用的同時有著5t/hm2產量的提升。下表是國外一些蔬菜類作物在使用灌溉施肥條件下的產量的增長率 （表1）。

因此，有專家指出，水肥一體化技術是發展高產、優質、高效、生態、安全現代農業的重大技術，更是建設“資源節約型、環境友好型”現代農業的 “一號技術”。

表1 一些蔬菜使用灌溉施肥技術的增產情況

1.3 面臨的發展機遇

1.3.1 水肥一體化是轉變農業發展方式的需要

中國要以僅占世界9%的耕地、6%的淡水資源生產出占世界25%的農產品，養活占世界20%的人口，水土資源約束越來越大，缺水比缺地更加嚴峻。農業生產水資源消耗巨大，我國每年農業灌溉用水約3 600億m3，占總用水量的60%左右，每年缺口達300億m3以上。同時，我國化肥年用量超過5 800萬t（折純），居世界首位，利用率平均只有30%左右，低于發達國家20個百分點以上。因此，發展現代農業首先要轉變農業發展方式，努力提高水肥資源利用效率，變資源消耗型農業為資源高效型農業，才能突破水肥資源約束，實現可持續發展。

1.3.2 水肥一體化是提高農業綜合生產能力的需要

水資源總量不足，節水農業基礎設施薄弱，水資源利用效率不高，是我國農業生產，尤其是糧食生產的主要制約因素。目前，灌溉水平均水分生產效率約1kg/m3，低于發達國家水平50%以上，相當于在水資源上浪費了一半的糧食生產能力。據近年大面積示范表明，在玉米、小麥、馬鈴薯等作物上采用膜下滴灌水肥一體化技術，水分生產效率可以提高到2kg/方以上，糧食單產大幅提高20%～50%，最高增產1倍。如在吉林玉米增產300kg/667m2，內蒙古馬鈴薯增產1 500kg/667m2，新疆春小麥增產150kg/667m2，西北棉花增產 （籽棉）30kg/667m2，在華北蔬菜增產500kg/667m2，果樹增產200kg/667m2。尤其近兩年水肥一體化技術在冬小麥上取得突破，2009年春播開始連續兩年在河北冬小麥上示范水肥一體化技術，在灌溉水量少一半的情況下，普遍增產20%以上。據專家測算，如果應用膜下滴灌水肥一體化技術，合理利用好現有的水資源，解決好水的問題，三江平原可新增糧食生產能力175億kg，新疆北部可新增100億kg，東北西部可新增30億kg以上。可見，大力發展水肥一體化技術，解決水資源瓶頸問題，對于提高糧食綜合生產能力，保障國家糧食安全意義重大。

1.3.3 水肥一體化是提升農業抗旱減災能力的需要

隨著氣候變化加劇，干旱發生頻率越來越高、范圍越來越廣、程度越來越重。據統計，近10年來全國平均每年旱災發生面積0.27億hm2左右，是20世紀50年代的兩倍以上，平均每年成災面積0.13億hm2，因旱損失糧食300億kg以上。旱災已經成為所有自然災害中對糧食生產影響最大的災種，應對干旱成為農業生產的常態。2006年我國經歷了川渝大旱，全年損失糧食224.5億kg；2007年東北地區發生夏伏旱，全年損失糧食333.5億kg；2009年華北地區春旱、東北地區夏伏旱，全年旱災發生面積0.29億hm2，損失糧食333億kg。2011年春季，我國冬小麥主產區8個省發生干旱，全年旱災發生面積0.16億hm2。2013年，西南西北春旱、夏季南方罕見高溫干旱，全年旱災發生面積0.14億hm2。干旱發生的頻率在增加，對農業生產的影響在加重。大力發展水肥一體化，用現代節水灌溉設備裝備農業，以現有的農業灌溉水量可以擴大灌溉面積0.2億～0.27億hm2，有效提高農業抗旱減災能力。

1.3.4 水肥一體化是發展農業標準化、信息化、規模化和集約化的需要

中國現有0.6億hm2灌溉面積，基本都是傳統的渠道輸水、地面灌溉模式，農田水資源的分配、灌溉操作和灌溉系統的控制都靠人工到田間勞作，不但費時費力，而且浪費嚴重，效率低下。在水肥一體化模式下，農田輸水實現管道化，田間灌溉通過噴滴灌實現高效灌溉。水肥一體化模式還可以十分方便的配備土壤水分自動監測、電磁閥自動控制、遠程信息傳輸等現代設備，實現農田灌溉和施肥的自動控制，提高灌溉和施肥均勻性、及時性和簡便性，進而促進農業生產的標準化、信息化和集約化發展。

2 國內外水肥一體化發展情況

2.1 國外水肥一體化發展情況

水肥一體化起源于無土栽培，并伴隨高效灌溉技術的發展得以發展。18世紀末，英國的John Woodward將植物種植在土壤的提取液中，這是最早的水肥一體化栽培。

世界上第一個關于細流灌溉技術的試驗可以追溯到19世紀，但是真正的開始應該起源于20世紀50年代和60年代初期 （Keller and Bliesner，1990）。在70年代，由于便宜的塑料管道大量生產，極大地促進了細流灌溉的發展，推動了細流灌或微灌系統包括滴灌、微噴霧灌以及微噴灌等技術的進步，并在過去的40多年里，水肥一體化技術在全世界得到了迅猛的發展。

美國1913年建成了第一個滴灌工程，是目前世界上微灌面積最大的國家，在灌溉農業中60%的馬鈴薯、25%的玉米、33%的果樹均采用水肥一體化技術。開發應用了新型的水溶肥料、農藥注入控制裝置，用于水肥一體化的專用肥料占肥料總量的38%。現在加利福利亞已建立了完善的水肥一體化設施及服務體系，加州的果樹生產均采用了滴管、滲灌等水肥一體化技術，成為世界高價值農產品現代農業生產體系的典型。

德國于1920年在水出流方面實現了一次突破，使水從孔眼流入土壤。20世紀50年代塑料工業興起后，高效灌溉技術得到了迅速發展，而且灌水與施肥很快被結合進行，發展成為一種高精度控制土壤水分、養分的一種農業新技術。

荷蘭從20世紀50年代初以來，溫室數量大幅增加，通過灌溉系統施用的液體肥料數量也大幅增加，水泵和用于實現養分精確供應的肥料混合罐也得到研制和開發。

澳大利亞近年來水肥一體化技術發展迅速，2006～2007年設立總額100億澳元的國家水安全計劃，用于發展灌溉設施和水肥一體化技術，并建立了系統的墑情監測體系，用于指導灌溉施肥。

以色列國土面積僅有2.1萬km2，其中20%是可用耕地面積，約為4 370km2。自20世紀60年代初起，以色列開始普及灌溉施肥技術，1964年建成了用于灌溉施肥的全國輸水系統 （National Water Carrier），全國耕地中大約有一半以上應用加壓灌溉施肥系統，包括果樹、花卉、溫室作物、大田蔬菜和大田作物。20世紀80年代初，以色列的灌溉施肥技術開始應用到自動推進機械灌溉系統，施肥系統也由過去單一的肥料罐，發展為肥料罐、文丘里真空泵和水壓驅動肥料注射器等多種模式并存，并且引入電腦控制技術及設備，養分分布的均勻度得到顯著的提高。在以色列將近80%的灌溉耕地采用的是灌溉施肥的方法 （IPI）。以色列全國農民平均1hm2使用肥料量為 115kg的氮、46kg的 P2O5，57.5kg的 K2O，超過50%的氮和磷以及65%的鉀都是以灌溉施肥的方法施用的 （Tarchitzky and Magen， 1997）。

此外，水肥一體化技術發展較快的還有西班牙、意大利、法國、印度、日本、南非等國家。據第六次國際微灌大會資料，從1981～2000年的19年間世界微灌面積增加了633%，平均每年增加33%，達到373.33萬hm2，大部分采用水肥一體化技術。進入新世紀，水肥一體化技術發展更加迅速，應用面積進一步擴大，另外，與水肥一體相配套的水溶肥研制和生產取得了長足的進步，一些發達國家已經形成了完善的設備生產、肥料配置、推廣服務體系。

2.2 國內水肥一體化發展現狀

中國作為農業大國，在糧食作物、經濟作物、園藝作物生產上均存在著水資源匱乏和肥料利用率不高的問題。中國人均水資源占有量僅為世界人均占有量的1/4，在全部耕地中，灌溉面積達到0.6億hm2，但由于水資源緊缺，每年有0.07億hm2左右得不到有效灌溉。而中國的農業灌溉水利用率也僅為50%左右。多年以來，灌溉與施肥在我國農業生產中一直占有特殊的重要地位。目前，在約占全國耕地面積50%的灌溉面積上，生產了約占總產量70%的糧食、80%的棉花和90%的蔬菜 （陳雷1998）。中國是世界上最大的肥料生產國和消費國。目前，我國化肥的年消費量達5 800萬t，總量和單位面積施肥量均居世界前列，但化肥的平均利用率只有30%左右，與發達國家相比低約20個百分點。長期以來，我國氮肥的施用量一直偏高，高產地塊每公頃耕地年施氮量高達300～450kg，加上氮、磷、鉀肥料種類的配比不合理，習慣大水漫灌等，造成大量的氮肥淋失，帶來一系列的環境問題。

我國水肥一體化技術的研究是從1975開始的。當時引進了墨西哥的滴灌設備，建立了3個試驗點，面積5.3hm2，試驗取得了顯著的增產和節水效果。1977年，新疆農墾科學院學習以色列經驗，購置部分滴灌器材，利用飲用水源，在蔬菜、瓜果等園藝作物開展了滴灌技術的試驗研究，進行了5.33hm2的試驗示范，取得了顯著的節水、增產、省工效果。1980年我國第一代成套滴灌設備研制生產成功。1981年后，在引進國外先進生產工藝的基礎上，我國灌溉設備的規模化生產基礎逐步形成，在由試驗、示范逐步發展到大面積推廣。

大田作物灌溉施肥最早成功的例子是新疆的棉花膜下滴灌。自1996年，新疆引進了滴灌技術，經過3年的試驗研究，成功地研究開發了適合于大面積農田應用的低成本滴灌帶。1998年開展了干旱區棉花膜下滴灌綜合配套技術研究與示范，成功地研究了與滴灌技術相配套的施肥和栽培管理技術。利用大馬力拖拉機，將開溝、施肥、播種、鋪設滴灌帶和覆膜一次性完成，在棉花生長過程中，通過滴灌控制系統，適時完成灌溉和追肥。

滴灌施肥技術最初主要應用于大棚蔬菜，適用于單個大棚中的施肥設施有施肥罐、文丘里施肥器等，大面積滴灌施肥則是應用加壓式的泵注施肥系統，一個大中型滴灌系統可以控制10～50hm2的面積。滴灌施肥技術在大棚蔬菜種植中應用，可以改善棚內生態環境，提高棚內溫度2～4℃，降低空氣濕度8.5～15個百分點。

根據不同的地形和水質，果樹作物的微灌設備有滴灌、微噴和小管出流3種模式。根據各地的試驗和示范，果樹滴灌施肥可以提高抗旱能力，調整樹勢，提高果樹小年的產量，提高果品的商品率。果樹作物灌溉施肥已在南方的荔枝、芒果、香蕉、柑橘上成功應用，果實產量提高10%；在北方蘋果、梨、桃、葡萄上成功應用，果實產量提高15%以上。

從20世紀90年代中期開始，灌溉施肥的理論及應用技術日益被重視。2002年農業部開始組織實施旱作節水農業項目，建立水肥一體化技術核心示范區，集中開展試驗示范和技術集成。2012年，國務院印發 《國家農業節水綱要 （2012-2020）》，強調積極發展水肥一體化。農業部下發 《關于推進農田節水工作的意見》和 《全國農田節水示范活動工作方案》，將水肥一體化列為主推技術，強化技術集成和示范展示。農業部還印發了 《水肥一體化技術指導意見》， 提出到2015年，水肥一體化技術推廣總面積達到533.3萬hm2以上，實現節水50%以上，節肥30%，糧食作物增產20%，經濟作物節本增收600元以上的目標。各級黨委政府高度重視，把發展水肥一體化放在重要位置。如新疆、甘肅、內蒙古、吉林、遼寧、黑龍江等地由政府領導牽頭，成立領導小組，制定規劃、下發文件，整合多方資金，加大投入力度，有力地推動了水肥一體化技術的推廣普及，形成了蓬勃發展的良好局面，取得了顯著成效。

2.2.1 應用規模不斷擴大

2002年以來，農業部組織實施國家旱作節水農業項目，中央財政累計投資超過1億元，在全國20多個省（區、市）建立水肥一體化技術核心示范區3.33萬hm2，集中開展試驗示范和技術集成，覆蓋20多種作物，有效帶動了各地水肥一體化技術的推廣應用。目前，該項技術已在近30個省 （區、市）推廣應用，由棉花、果樹、蔬菜等經濟作物擴展到小麥、玉米、馬鈴薯、大豆等糧食作物，每年推廣應用面積266.7萬hm2。

2.2.2 技術模式不斷創新

按照因地制宜的原則，針對作物需水規律、水資源條件和設備特點，全國農技中心組織開展技術集成，形成了系列水肥一體化技術模式。按區域劃分，有干旱半干旱區膜下滴灌、丘陵山區重力滴灌水肥一體化、平原微噴水肥一體化等模式；按設備劃分，有移動式微灌水肥一體化模式、全自動智能水肥一體化模式、小型簡易自助式水肥一體化模式等；按設施條件分，有普通大田水肥一體化模式、溫室膜面集雨水肥一體化模式等。

2.2.3 技術產品不斷完善

隨著水肥一體化技術的推廣應用，基礎工作不斷夯實，相關技術產品不斷完善。研發了土壤墑情快速監測方法和儀器設備，能夠迅速、快捷地掌握土壤水分狀況，為農田水分精確化管理奠定了基礎；通過在不同區域、不同作物開展系列試驗研究，取得大量微灌條件下灌溉和施肥技術參數，優化相關技術模式，編制技術資料，為水肥一體化技術推廣應用提供科學依據；各種噴滴灌管 （帶）、過濾、施肥等設備產品日趨成熟，適用范圍擴大，耐用性不斷提高，有力地支撐了水肥一體化發展。水溶肥料研發方面取得突破，面向微灌的水溶肥料品種不斷涌現，為水肥一體化技術推廣應用提供了配套農資。

2.2.4 推廣機制不斷優化

在多年的試驗示范推廣工作中，探索了水肥一體化技術系列推廣機制。政府推動模式，通過政府立項投入和技術補貼推動推廣應用。技術驅動模式，通過技術推廣部門開展技術展示示范與培訓交流驅動推廣應用。企業拉動模式，通過相關企業開展設備產品經銷活動，為農民提供產品服務，技物結合拉動推廣應用；農民專業合作組織帶動模式，以各類農民專業合作社為載體，推行組織化和規范化生產，帶動技術推廣應用。

2.2.5 投入成本大幅降低

通過集中攻關相關設備，優化水肥一體化系統設計，開發微灌用水溶肥料，基本實現水肥一體化相關設施、設備和產品的國產化，大幅降低了投入成本。設施設備投入已從 2 000～3 000元/667m2大幅降低到800～1 000元/667m2，高效水溶肥料從2萬元/t降低到1萬元/t，水肥一體化開始由高端貴族技術向平民應用發展，從設施農業走向大田應用，從蔬菜、果樹、棉花等經濟作物發展到小麥、玉米、馬鈴薯等糧食作物。

2.3 存在的問題

近年來水肥一體化技術雖然取得了很好的進展，但仍然存在一些問題。

2.3.1 技術產品不夠配套

水肥一體化是將灌水與施肥緊密結合的高新技術，需要灌溉設備、水溶肥料與灌溉施肥制度有機結合。但目前技術與產品結合不夠緊密，一些地方只注重灌溉施肥設備配備，忽略了灌溉施肥制度優化和水溶肥料應用。

2.3.2 技術服務不到位

灌溉設備企業往往只看重產品生產和銷售，對農民的技術指導和售后服務不到位；水肥一體化所用的水溶肥料生產規模較小，價格偏高，市場比較混亂。

2.3.3 地區發展不平衡

仍然有部分地方對發展水肥一體化的重要性認識不夠，發展速度較慢。

2.3.4 支持政策不夠全面

財政補貼機制沒有完全建立，技術推廣經費不足，補貼標準偏低。標準體系不健全，部分標準不完全符合水肥一體化的技術要求。

3 推進水肥一體化發展的途徑

3.1 發展潛力

進入21世紀以來，我國農村空心化、農民老齡化、農業兼職化趨勢十分明顯，大力推廣應用以 “節本、降耗、增效”為核心的輕型農業生產技術勢在必行，水肥一體化技術因其 “省工、省力、省心”等諸多優點，是推行輕型農業生產的核心技術。2012年雖然我國水肥一體化技術應用面積已超過266.7萬hm2，但也僅占我國灌溉總面積的4.3%，和美國25%的玉米、60%馬鈴薯、32.8%的果樹應用現狀以及以色列90%的應用范圍相比還有相當大的差距。我國0.11億hm2果園中約18.1%的果園有灌溉條件，完全可以發展水肥一體化。蔬菜種植面積0.18億hm2，大部分有灌溉條件，也可以發展水肥一體化。另外，我國還有0.27億hm2玉米、0.11億hm2馬鈴薯、0.017億hm2甘蔗，這些大田作物也都適宜推廣水肥一體化，水肥一體化技術應用在我國具有巨大的市場潛力。

3.2 主要技術模式

根據不同地區氣候特點、水資源現狀、農業種植方式及水肥耦合技術要求，分區域、分作物推廣以下4種水肥一體化技術模式。

3.2.1 西北、東北西部玉米、馬鈴薯、棉花膜下滴灌水肥一體化技術模式

膜下滴灌水肥一體化技術是集地膜覆蓋、微灌、施肥為一體的灌溉施肥模式。借助新型微灌系統，在灌溉的同時將肥料配對成肥液一起輸送到作物根部土壤，確保水分養分均勻、準確、定時定量地供應，為作物生長創造良好的水、肥、氣、熱環境，具有明顯的節水、節肥、增產、增效作用。可根據實際情況確定是否覆蓋地膜。與常規相比，采用膜下滴灌水肥一體化技術，平均增產糧食 200～300kg/667m2，節水 150方/667m2。

該技術適用于水資源緊缺，有一定灌溉條件且蒸發量較大的干旱半干旱地區，重點是西北和東北西部，主要優勢作物為玉米、馬鈴薯、棉花和果蔬等。

3.2.2 華北、長江中下游小麥、玉米微噴水肥一體化技術模式

通過定期監測土壤墑情，建立灌溉指標體系，根據作物需水規律、土壤墑情和降水狀況確定灌水時間、灌水周期和灌水量。在灌溉時，采用管道輸水，微噴帶進行灌溉，結合水溶性肥料的應用，滿足作物對水分養分的需求。試驗示范表明，采用微噴水肥一體化技術，小麥、玉米平均增產10%～20%，一年兩季節水110方/667m2以上。

該技術適用于水資源緊缺，有灌溉條件但地下水超采嚴重的半干旱、半濕潤地區，以及季節性干旱嚴重的濕潤地區，主要優勢作物是小麥、玉米等，適宜面積超過 0.13 億 hm2。

3.2.3 設施農業蔬菜、水果滴灌水肥一體化技術模式

設施農業水肥一體化技術是利用機井或地表水為水源，借助滴灌進行灌溉和施肥，集微灌和施肥為一體，通過建立新型微灌系統，在灌溉的同時將肥料配兌成肥液一起輸送到作物根部土壤，確保水分養分均勻、準確、定時定量供應，為作物生長創造良好的水、肥、氣、熱環境，具有明顯的抗旱、節水、節肥、增產、增效作用。設施蔬菜水果平均節水100方/667m2，節本增收800元667m2以上。

該技術模式適用于全國范圍內的設施農業應用，主要優勢作物是蔬菜、瓜果和花卉等經濟作物。

3.2.4 果園滴灌、微噴灌水肥一體化技術模式

果園滴灌、微噴灌水肥一體化技術是集微灌和施肥為一體的灌溉施肥模式，每行果樹沿樹行布置一條灌溉支管，借助微灌系統，在灌溉的同時將肥料配兌成肥液一起輸送到作物根部土壤，確保水分養分均勻、準確、定時定量地供應，為作物生長創造良好的水、肥、氣、熱環境，具有明顯的節水、節肥、增產、增效作用。果樹節水80～100方/667m2，節本增收800元/667m2以上。

該技術適用于全國有水源條件的果園，主要優勢作物是蘋果、葡萄、香蕉、菠蘿等水果。在沒有水源的地區需要在配備集雨設施設備的基礎上，實現滴灌、微噴灌水肥一體化。

3.3 主要工作

3.3.1 熟化關鍵技術產品

根據生產實際和農民需求，組織研發關鍵技術和配套產品。微灌用肥要水溶性好、配方科學、價格適宜；灌溉施肥制度要針對性強、簡便易行；土壤墑情監測要實時自動、方便快速；微灌和施肥設備要使用方便、防堵性好。

3.3.2 完善區域技術模式

在重點區域和重點作物上繼續搞好技術集成創新，開展不同技術模式、水溶肥料、灌溉設備、監測儀器等對比試驗，摸索技術參數，建立覆膜與露地結合、固定與移動互補、加壓與自流配套的多種水肥一體化模式，提高針對性和實用性。

3.3.3 強化技術示范培訓

建立全方位、多層次的水肥一體化技術示范展示網絡，形成國家級萬畝示范片，省級千畝示范片，縣鄉級百畝示范片的示范展示基地。依托示范展示基地，通過技術講座、田間學校、入戶指導等形式，逐級開展培訓，為大規模推廣應用奠定人才基礎。

3.3.4 優化合作推廣機制

協調各方力量，形成科研、推廣、企業、合作組織四位一體的推廣機制。加強水肥一體化技術研發和示范推廣，提供有效的科技支撐和技術指導；充分發揮農民專業合作組織的作用，推進水肥一體化技術推廣的規模化和標準化；企業建立以技術服務帶動產品銷售的市場營銷模式，為農民提供系統維護、技術咨詢等增值服務。

3.3.5 強化相關基礎研究

針對水肥一體化對作物栽培、土肥水管理、病蟲害防治、農業機械等方面的新要求，開展集成研究，形成以水肥一體化為核心的農業種植新模式。進一步加強土壤墑情監測，掌握土壤水分供應和作物缺水狀況，科學制定灌溉制度，全面推進測墑灌溉。