德州市水肥一體化技術的應用推廣現狀及建議

李玉紅 姚海軍 劉洪蓬

摘要 分析了德州市水肥資源利用現狀及水肥一體化發展現狀，闡述了水肥一體化推廣的具體做法，總結了其取得的成效，分析了當前面臨的問題，提出了發展水肥一體化的建議，以期為水肥一體化工作的開展提供參考。

關鍵詞 水肥一體化；現狀；做法；成效；問題；建議；山東德州

中圖分類號 S365 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）19-0242-03

德州市位于魯西北平原地區，現轄2個區、2個市、7個縣和2個國家級開發區，土地總面積10 356.32 km2，人口576萬人，耕地總面積64.4萬hm2，人均耕地1 120 m2，是全國重要的優質糧棉生產基地和肉、蛋、奶、蔬菜等農產品供應基地，也是全國首個整建制的噸糧市，糧食產量已連續多年位居全省首位。德州市是產糧大市，農業是用水大戶，農業用水量占用水總量的83%，德州市水資源緊缺，年平均降水量約585 mm，多年平均水資源總量為13.71億m3，人均占有量為211 m3，是全國平均水平的1/10、全省平均水平的61%。水肥一體化技術有較大發展空間。

1 水肥資源利用現狀

1.1 水資源緊缺

德州市現有耕地64.4萬hm2，人均耕地1 120 m2。年平均降水量約585 mm，低于全省年平均降水量（680 mm）。水資源總量13.7億m3，人均占有量239 m3，低于全省308 m3的人均占有量，平均水資源占有量2 130 m3/hm2，遠低于全省3 975 m3/hm2的平均水資源占有量，也低于水源嚴重緊缺的以色列（4 260 m3/hm2）；地下水開發利用率高達90%以上，淺層地下水超采面積達到1 221 km2，水資源短缺已嚴重制約了農業的可持續發展。

1.2 農業用水利用率不高

德州市農田灌溉設施與現代節水農業要求差距較大，以畦灌、溝灌等地面大水漫灌為主，灌水技術落后，灌溉水有效利用率較低，影響了農田灌溉效益的發揮。目前，德州市農田灌溉水有效利用系數為0.625，低于全省平均水平（0.650）；平均水分生產率僅為1 kg/m3左右。蔬菜灌水量達到3 000～6 000 m3/hm2，水分利用率更低。

1.3 化肥用量大，利用率低

2015年，德州市施用化肥總量達117萬t左右（實物量），占全省化肥施用量的8%，氮肥利用率為35%左右。耕地平均化肥用量約為1 815 kg/hm2（實物量），高于全國平均化肥用量（約300 kg/hm2）。蔬菜的過量施肥現象尤其突出，化肥利用率僅20%左右。過量施肥不僅破壞了生態環境，還造成了土壤板結、設施菜地土壤退化和次生鹽漬化等問題，嚴重影響了農產品質量和農業可持續發展。

水資源短缺、化肥用量比重大已嚴重制約了農業的可持續發展。應通過發展水肥一體化，加快農業用水用肥方式由粗放型向集約型轉變，由大水漫灌向精準灌溉轉變，擴大水肥一體化面積，實現增產增效不增水，緩解水資源短缺的矛盾。

2 水肥一體化發展現狀

水肥一體化技術是借助低壓灌溉系統，將肥料溶解在水中，在灌溉的同時進行施肥，適時、適量地滿足農作物對水分和養分的需求，實現水肥同步管理和高效利用的節水農業技術[1]。水肥一體化技術，是發展現代農業的重大技術，是建設資源節約型、環境友好型現代農業的“一號技術”，是發展現代農業的重要途徑。水肥一體化技術，實現了由渠道輸水向管道輸水的轉變，實現了由土壤施肥向作物施肥的轉變，實現了由傳統農業向現代農業的轉變。現代化離不開自動化，沒有自動化就沒有現代化。德州市水肥一體化技術應用既有自動伸縮噴桿裝置的高端設備，也有簡易壓差式施肥灌溉設備，呈現簡易設備與高端技術并存的特點，適宜于不同種地規模的農戶。

2.1 發展面積

德州市水肥一體化技術從2009年開始在設施蔬菜上試驗示范，面積不斷擴大，到2015年底全市水肥一體化面積約有1 333.33 hm2，其中設施蔬菜占水肥一體化總面積的90%以上，露地蔬菜占比很少，大田作物僅剛剛起步。截至2017年年底，全市發展水肥一體化面積7 026.67 hm2。水肥一體化技術主要應用于糧田以及設施蔬菜和露地蔬菜生產。

2.2 應用模式

根據不同種植作物、不同生產方式，采取了不同的水肥一體化技術模式，既有小面積、分散經營蔬菜大棚農戶單井單棚滴灌施肥模式，又有集中連片、組織管理健全的大棚蔬菜種植區一井供多棚、恒壓變頻滴灌施肥模式；大田作物采用的有噴水帶施肥模式、可移動立式噴灌施肥模式和地埋式自動伸縮噴灌模式。

2.2.1 大田應用模式。德州市樂陵市西段鄉西崔村面積為33.33 hm2大田水肥一體化技術，首部采用了自動反沖洗過濾系統、智能化施肥機、電磁閥等組件，末端采用地埋式自動伸縮系統等先進設備，設備操作簡單，運行實現自動化。末端噴頭為自動伸縮，灌溉后自動縮到地下40 cm以下，不影響機械化耕作。應用水肥一體化技術，33.33 hm2良田1～2人1 d即可完成灌溉施肥工作，同時可節約肥料30%，節約用水50%，節約耕地5%左右，減少人工70%，極大地促進了農業生產，尤其是規模化經營解決了勞動力束縛問題，實現了“6.67 hm2良田1人即可輕松管理，農業灌溉1 d即可完成”。

德州市甘薯生產大縣夏津縣333.33 hm2大田甘薯生產全部都應用了地埋式自動伸縮噴灌水肥一體化技術，臨邑縣666.67 hm2露地蔬菜應用了噴水帶施肥水肥一體化技術，且都已具規模化，取得了良好的經濟效益、社會效益和生態效益。

2.2.2 智慧大棚模式。德州市臨邑縣臨南鎮的凱盛浩豐智慧農業大棚由中國建材國際工程集團有限公司和青島浩豐食品有限公司共同建設，投資1.7億元，占地7 hm2，是目前國內單體占地面積最大的現代化農業設施。大棚采用溫度控制和灌溉控制，溫度控制采用5段控制法對每天不同時間段的溫度進行控制，通過智能環控系統，能夠根據植物需要的最佳溫度自動調整溫度；灌溉控制通過自動化控制和肥水一體化系統，實現精準灌溉和施肥，灌溉用水采用的深井水經過RO水處理系統處理后，將原水EC值降到0.1以下，然后按照配方施肥進行配肥灌溉。灌溉回液會被回收再利用，回收的回液經過多層殺菌處理，但不過濾掉肥料，將肥料和干凈的回水重新配肥循環利用，實現節水節肥和水肥的最大利用效率。大棚投產后年產量將達5 100 t，是普通大棚的3～4倍，產值達8 000萬元，效益顯著，是農業綠色高產高效的先行者和引領者。

3 具體做法

3.1 明確目標任務

編制了具體實施方案，明確了水肥一體化技術年度推廣計劃，確定了技術路線、技術模式和技術要點，制定了時間表、路線圖，確保了水肥一體技術的推廣應用。

3.2 強化技術服務

一是開展了針對不同層次農技人員、設備經銷商及廣大農民的技術培訓，對種植大戶、家庭農場、專業合作社和農業龍頭企業等新型農業經營主體進行全程指導；二是組織專家和技術人員深入到村、到戶，面對面地進行現場技術指導，及時解決技術推廣中出現的問題；三是注重技術模式篩選，在實際工作中探索節水節肥技術參數、效果評價、土壤墑情監測、測土配方施肥等基礎性技術工作，以便更好地應用于實踐。

3.3 打造核心示范區

在樂陵市、臨邑縣等地建立了水肥一體化技術示范區，讓農民可復制、可操作，充分發揮了示范帶動效應。結合各類項目召開現場會，推動水肥一體化技術快速發展。

3.4 強化技術宣傳培訓

充分利用廣播、電視、報刊、網絡等各種媒體的作用，采用制作水肥一體化宣傳片、公益廣告、發放明白紙等方式，大力普及農業節水節肥知識和先進實用技術，宣傳水肥一體化的重要性、緊迫性，營造全社會關注、重視和支持水肥一體化技術的良好氛圍。

4 水肥一體化推廣取得的成效

2017年全市推廣水肥一體化面積5 880 hm2，全市水肥一體化共投資6 651.24萬元，其中省財政投資1 901.98萬元，市級財政投資10.00萬元，縣財政投資202.80萬元，自（統）籌資金4 536.46萬元。其中，蔬菜面積2 720 hm2，糧田作物2 533.33 hm2，果樹花卉626.67 hm2。根據測算，年可節水600萬m3，節肥逾2 000 t，節本增效約8 000萬元。

采用水肥一體化設施的大棚，滴灌施肥與常規畦灌施肥相比，一是明顯降低了棚內空氣濕度，空氣濕度可降低8.5～15.0個百分點；二是棚內溫度得到保持，滴灌施肥減少了通風降濕次數，棚內溫度一般較常規畦灌高2～4 ℃，有利于增強微生物活性，促進作物對養分的吸收；三是改善了土壤理化性狀，克服了因灌溉造成的土壤板結，減少了土壤養分淋失以及對地下水的污染[2-3]。

4.1 經濟效益

4.1.1 節肥。實現了平衡施肥和集中施肥，減少了肥料揮發和流失以及養分過剩造成的損失，具有施肥簡便、供肥及時、作物易于吸收、肥料利用率提高等優點[4]。在作物產量相近或相同的情況下，水肥一體化施肥較傳統技術施肥節省化肥40%～50%。

4.1.2 減輕病蟲害發生。空氣濕度降低，在很大程度上抑制了作物病害的發生，減少了農藥的投入和病害防治勞動力的投入，滴灌施肥農藥用量減少15%～30%，節省勞動力225～300個/hm2。

4.1.3 增加產量，改善品質。可促進作物產量的提高和產品質量的改善，設施栽培增產17%～28%。

4.1.4 節本增效。水肥一體化設備經濟效益包括增產、改善品質獲得的效益和節省投入的效益。設施栽培一般節省投入6 000～10 500元/hm2，其中節水電1 275～1 950元/hm2、節肥1 950～3 750元/hm2、節農藥1 200～1 500元/hm2、節省勞動力2 250～3 000元/hm2；增產增收1.5萬～3.6萬元/hm2。

4.2 社會效益

水肥一體化技術有效提升了農民科學施肥水平，減輕了灌溉和施肥的勞動強度，有利于農村集約化生產和適度規模經營發展，促進了農業增產、農民增收和節能減排。

4.3 生態效益

水肥一體化技術有效緩解了地下水超采和農業面源污染問題，水肥和農藥的用量明顯減少，水肥利用效率顯著提高；實現了能源節約、環境優化，農田生態環境得到顯著改善。可見，水肥一體化技術對發展生態、綠色和可持續農業具有十分重要的意義[4-5]。

5 存在的問題

5.1 財政資金投入不足

財政資金投入不足，限制了水肥一體化試驗示范的規模范圍和推廣應用面積，輻射帶動作用有限。德州市水肥一體化技術的應用多是在支農惠農項目資金的支持下發展起來的，農民自籌資金應用水肥一體化的比例很低；且水肥一體化技術應用實施單位有水利、國土、農開辦、農業等多個部門，分散實施，沒有形成合力和影響力；政府、農民和社會等各方面的積極性沒有充分調動起來。德州市是農業大市，是京津冀糧食、蔬菜等農產品供應基地，適合推廣水肥一體化技術的日光溫室大棚和大拱棚面積約有2.67萬hm2，但水肥一體化的實際應用面積僅占20%，在小麥、玉米等糧食作物上的應用才剛剛起步，需投入更多的資金用于帶動水肥一體化技術的推廣。

5.2 設備性能要求高

設備采購多樣化，質量參差不齊，企業安裝設計不夠規范，影響了使用效果和設備的使用年限。德州市水源、水質復雜多樣，首部設備一次性投入較大，多數農民意識不到其一次投入后可以多年使用的好處。無論是設備造價、配套基礎設施建設，還是當前規模化經營程度均制約著大田水肥一體化的發展。

5.3 技術要求高

水肥一體化技術要求高，若缺乏系統的培訓，則無法充分發揮水肥一體化技術的作用。許多農戶難以詳細了解全部環節，只是根據廠家要求簡單使用，缺乏技術指導；部分企業重銷售、輕服務，尤其是低價中標后企業售后服務更難以保障。另外，大部分農民沒有親身體驗到水肥一體化技術的效果，對新設備、新技術的認可度不高。

5.4 農業生產集約化程度低

農業生產集約化程度低、分散經營限制了自動化精準灌溉施肥設備的發展。尤其是大田水肥一體化設備適合規模化經營的地塊，面積大，對設備性能要求高，一般還需有配套的水、電、泵房和附屬設備用地。

6 建議

6.1 加強組織領導，確保責任落實

政府要高度重視，切實加強對此項工作的領導和組織協調，統籌安排以水肥一體化為中心的節水農業發展大局。建立節水農業和水肥一體化領導機制，及時研究解決工作中存在的困難和問題。各有關部門要加強溝通配合，形成合力，共同做好水肥一體化工作；農業技術人員要深入基層，強化技術指導服務，把推廣水肥一體化技術各項工作落到實處。

6.2 加大扶持力度，引導多方參與

水肥一體化技術應用涉及面廣、任務量大，且前期投入和建后維護保養等費用較高，要實現目標任務，需政府出臺有關政策，以財政投入為主導，引導農民積極參與，鼓勵社會資金投入。各地政府要整合涉水涉地涉農項目資金，建立并完善水源和主管道工程，鼓勵農民和新型農業經營主體、節水農業相關企業參與水肥一體化的田間設施建設，充分調動社會各界力量推廣水肥一體化技術。

6.3 強化宣傳指導，營造社會氛圍

充分利用廣播、電視、報刊、網絡等各種媒體的作用，采用制作水肥一體化宣傳片、公益廣告、發放明白紙等群眾喜聞樂見的方式，大力普及農業節水節肥知識和先進實用技術，宣傳水肥一體化的重要性、緊迫性，營造全社會重視水肥一體化技術的良好氛圍，使廣大群眾牢固樹立資源憂患意識和環境保護意識，樹立科學用水用肥觀。

7 參考文獻

[1] 高祥照，杜森，鐘永紅，等.水肥一體化發展現狀與展望[J].中國農業信息，2015（4）：14-19.

[2] 李友麗，李銀坤，郭文忠，等.有機栽培水肥一體化系統設計與試驗[J].農業機械學報，2016，47（增刊1）：273-279.

[3] 閆振興.水肥一體化節水灌溉對夏玉米水分利用的影響[D].泰安：山東農業大學，2017.

[4] 王銳，孫權.基于水肥一體化的釀酒葡萄高效栽培與效益分析[J].農業機械學報，2016，47（10）：115-121.

[5] 路永莉，白鳳華，楊憲龍，等.水肥一體化技術對不同生態區果園蘋果生產的影響[J].中國生態農業學報，2014，22（11）：1281-1288.