水肥一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策

王文剛，孟紛，李帥，趙士花，楊寧*

（1.棗莊市臺(tái)兒莊區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東臺(tái)兒莊 277400；2.棗莊市農(nóng)業(yè)農(nóng)機(jī)技術(shù)推廣中心，山東棗莊 277800）

隨著國(guó)家農(nóng)村改革試驗(yàn)區(qū)、國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)和國(guó)家可持續(xù)發(fā)展試驗(yàn)示范區(qū)建設(shè)的大力推進(jìn)，我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展亮點(diǎn)不斷涌現(xiàn)，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提升，智慧化、智能化日益成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向[1-3]。

棗莊市作為全國(guó)唯一一個(gè)三區(qū)統(tǒng)籌推進(jìn)發(fā)展的地級(jí)市，農(nóng)村改革力度不斷加大，把農(nóng)業(yè)智能裝備水平提升放在突出的位置，尤其是水肥一體化技術(shù)發(fā)展，不斷助推農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的提升。以臺(tái)兒莊區(qū)為例，2016 年開始大力發(fā)展水肥一體化技術(shù)，2018 年實(shí)施了省、市水肥一體化示范工程項(xiàng)目，主要運(yùn)用在特色蔬菜（櫻桃西紅柿、薄皮辣椒、茄子等）、果樹（火龍果、獼猴桃、葡萄等）、花卉（桂花、玫瑰等）、苗木盆景等作物上。截至2018 年，全區(qū)共推廣水肥一體化面積2 150 hm2，其中蔬菜1 270 hm2、果樹4 60 hm2、花卉苗木0.5 hm2、大田作物350 hm2，全區(qū)果蔬智能裝備水平不斷提升。本文主要分析了臺(tái)兒莊區(qū)水肥一體化技術(shù)的主要模式、發(fā)展情況，以期對(duì)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體、種植大戶、新型職業(yè)農(nóng)民等有所啟發(fā)。

1 水肥一體化的主要模式

水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)，是借助壓力系統(tǒng)（或地形自然落差）將可溶性固體或液體肥料配兌成水肥，按土壤養(yǎng)分含量和作物的需肥規(guī)律、特點(diǎn)，通過(guò)可控管道系統(tǒng)均勻、定時(shí)、定量地向作物根系生長(zhǎng)區(qū)域輸送[4-6]。

1.1 滴灌

水肥一體化滴灌技術(shù)由首部樞紐（包括水泵、動(dòng)力機(jī)、過(guò)濾設(shè)備、施肥系統(tǒng)、控制閥等）、輸配水管網(wǎng)（包括干管、支管、毛管三級(jí)管道）、灌水器（分為滴頭、滴灌管等）以及流量、壓力控制部件和測(cè)量?jī)x等組成[7]。常用的過(guò)濾系統(tǒng)有網(wǎng)式過(guò)濾器，疊片式過(guò)濾器，含沙多的水源需加裝離心過(guò)濾器、含苔蘚或雜物多的水源需加裝介質(zhì)過(guò)濾器。滴灌技術(shù)在設(shè)施栽培、露地栽培方面都具有非常大的優(yōu)勢(shì)，具有安裝簡(jiǎn)單、便于操作、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)[8]，因此，滴灌是很多作物灌溉的首選。

1.2 噴灌

噴灌又稱葉面施肥技術(shù)、根外追肥技術(shù)，一般安裝在設(shè)施內(nèi)作物的上部，將養(yǎng)分噴施到農(nóng)作物葉片表面，通過(guò)葉片氣孔吸收被利用，補(bǔ)充植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，起到調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)、補(bǔ)充所缺元素、防早衰和增加產(chǎn)量的作用。噴施的優(yōu)點(diǎn)在于能夠快速補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高肥料利用率。噴灌的缺點(diǎn)是容易增加設(shè)施內(nèi)部濕度，加重病害的發(fā)生。

1.3 循環(huán)式

循環(huán)式是目前節(jié)水節(jié)肥效果最好的技術(shù)模式，由栽植系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、澆灌系統(tǒng)三部分組成。栽植系統(tǒng)由PVC 管道和固定架等構(gòu)成，PVC 管道臥式固定在固定架上；PVC 管道的上方鉆出等距離的圓孔。澆灌系統(tǒng)由營(yíng)養(yǎng)液存儲(chǔ)裝置、循環(huán)裝置等部分組成。存儲(chǔ)罐內(nèi)存放的營(yíng)養(yǎng)液，在作物栽植后，控制系統(tǒng)會(huì)按設(shè)定的時(shí)間段啟動(dòng)、關(guān)閉澆灌系統(tǒng)。澆灌系統(tǒng)啟動(dòng)后，營(yíng)養(yǎng)液在循環(huán)裝置的控制下，不間斷地從PVC 管的前端流向末端，再流回到存儲(chǔ)裝置內(nèi)，在循環(huán)過(guò)程中，作物吸收水分和養(yǎng)分。該技術(shù)模式因技術(shù)含量較高、投資成本高，適合在現(xiàn)代智能溫室觀光園區(qū)應(yīng)用。

1.4 基質(zhì)式

該模式的灌溉和施肥方式與循環(huán)式技術(shù)模式基本相同，作物吸收后剩余的水和養(yǎng)分不是循環(huán)利用，而是通過(guò)回收裝置回收后，再通過(guò)輸送裝置輸送到固定部位，供其他作物繼續(xù)利用。該模式適合于經(jīng)濟(jì)效益較高的作物，如草莓等，不過(guò)基質(zhì)式需要的成本較高。

1.5 重力式

重力式亦稱為微型式水肥一體化栽培技術(shù)模式，是安裝在距地面1.5～2 m 高處水罐內(nèi)的肥料溶液以自身重力為動(dòng)力的技術(shù)模式，一般在溫室一端安裝水罐支架，再安裝一個(gè)容積約2 m3的水罐，然后根據(jù)農(nóng)戶對(duì)灌溉方式的需求情況（如滴灌、微噴、膜下溝灌、膜上溝灌等節(jié)水技術(shù)）安裝相應(yīng)的設(shè)備。該模式對(duì)水源、水壓要求較為寬泛，不需要通過(guò)變頻調(diào)速滿足管路系統(tǒng)對(duì)水壓和水量的要求，因此，適合在不便于安裝常規(guī)滴灌設(shè)施的、規(guī)模較小的生產(chǎn)中。

2 水肥一體化實(shí)施中存在的主要問(wèn)題

2.1 未形成規(guī)模集聚效應(yīng)

雖然臺(tái)兒莊區(qū)土地流轉(zhuǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體不斷壯大、創(chuàng)新，但是新型經(jīng)營(yíng)主體發(fā)展依然不平衡，管理制度有待完善。水肥一體化總體上缺乏集中連片的設(shè)施規(guī)模，大而優(yōu)的精品特色園區(qū)就更少。在典型示范區(qū)還沒有形成針對(duì)特色作物、主推模式、關(guān)鍵技術(shù)等系統(tǒng)技術(shù)模式，示范帶頭作用不明顯。

2.2 智能裝備水平欠缺

水肥一體化技術(shù)主要集中在日光溫室、溫室大棚、中小拱棚和露地栽培，日光溫室水肥一體化的應(yīng)用水平相對(duì)較高，安裝施肥機(jī)、施肥罐、移動(dòng)式微噴帶、滴箭等設(shè)備；而一般中、小拱棚應(yīng)用偏少而且水平相對(duì)較低，多在泵前、泵后直接吸肥進(jìn)行水肥一體化的應(yīng)用。在設(shè)施蔬菜、果樹和花卉苗木上的應(yīng)用水平差距也很大，多重視微滴灌而輕視施肥。

2.3 設(shè)備質(zhì)量和使用技術(shù)水平較低

臺(tái)兒莊區(qū)水肥一體化設(shè)備大多自己購(gòu)買安裝，大部分購(gòu)買于臨沂、蘭陵艾曲、壽光等地，少部分網(wǎng)上購(gòu)買，整體上沒有質(zhì)量保障，缺乏專業(yè)的維護(hù)技術(shù)，滴頭容易堵塞，施肥器、水泵類型、過(guò)濾器、輸水管網(wǎng)等設(shè)備不配套，降低了設(shè)備的使用年限，節(jié)水節(jié)肥達(dá)不到理想的效果。

2.4 設(shè)備投入資金大

水肥一體化技術(shù)是一次投入多年使用的設(shè)施裝備，一次性投入較大，很多農(nóng)戶很難獨(dú)立購(gòu)置。每667 m2設(shè)施蔬菜基本設(shè)備投入1 500 元左右，果園1 200 元左右，麥田500 元左右，再加上施肥系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，每667 m2投入超過(guò)萬(wàn)元，裝備水平高一些的投入達(dá)3 萬(wàn)～5 萬(wàn)元，成本投入較大。

3 發(fā)展水肥一體化具體措施

3.1 營(yíng)造社會(huì)氛圍，加大宣傳

充分利用報(bào)刊、雜志、電臺(tái)、電視、網(wǎng)絡(luò)、微信公眾號(hào)等多種媒體形式，廣泛宣傳水肥一體化技術(shù)增產(chǎn)增效、資源節(jié)約的效果及典型經(jīng)驗(yàn)，營(yíng)造社會(huì)各界廣泛關(guān)注、共同支持水肥一體化技術(shù)發(fā)展的良好氛圍[9]，使廣大種植戶牢固樹立資源憂患和環(huán)境保護(hù)意識(shí)，自覺樹立科學(xué)用水用肥觀。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)研究，開展示范推廣

發(fā)揮項(xiàng)目帶動(dòng)作用，建立高標(biāo)準(zhǔn)示范區(qū)，集成膜下滴灌、測(cè)墑灌溉、水肥藥一體化、自動(dòng)化控制、數(shù)字信息化應(yīng)用等技術(shù)模式[10]。進(jìn)行水溶性肥料品種、肥效篩選、測(cè)墑灌溉與長(zhǎng)效肥料、有機(jī)肥水一體化、抗旱抗逆制劑、保水劑、測(cè)土配方與土壤調(diào)理劑等試驗(yàn)研究和推廣，充分發(fā)揮先進(jìn)典型的示范帶動(dòng)作用[11]。

3.3 加大技術(shù)培訓(xùn)力度，提升整體科技水平

結(jié)合臺(tái)兒莊區(qū)實(shí)際，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心、農(nóng)業(yè)廣播電視學(xué)校、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門等單位資源優(yōu)勢(shì)，制定推廣水肥一體化技術(shù)的技術(shù)方案，開展試驗(yàn)、示范、培訓(xùn)、指導(dǎo)、效果監(jiān)測(cè)等工作，加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)，解決蔬菜、果樹、花卉、藥材等作物生長(zhǎng)發(fā)育中的突出難題，努力提高水肥一體化技術(shù)推廣的效果。