水肥一體化技術在蔬菜及農田種植中的推廣應用探討

隨著社會發展速度的加快，水肥一體化技術被大力推廣和應用到農業行業中。該技術不僅減少了水資源和化肥資源的消耗，在優化的過程中又將施肥技術和灌溉技術充分融合到一起，實現了持續受益的目標。這一技術從根源上克服了傳統灌溉和施肥存在的不足，推動我國種植業可持續發展。本文詳細闡述了山東省聊城市冠縣在設施蔬菜種植期間推廣水肥一體化技術的實況，從而提高了蔬菜的產量和質量，推動設施農業繼續往前發展。

一、水肥一體化技術概述

該技術主要是經由壓力系統的作用，將可溶性固體肥料或液體肥料按照種植作物品種和土壤養分實況的肥料需求特征和規律等因素，將其制成適宜的肥料溶液，再利用可控管道定時、均勻地追肥，能夠使植物根系發育更加旺盛，讓根部所在區域的土壤始終保持足夠的水分含量和灌溉狀態。此外，可根據種植農作物的生長需求、肥料需求規律和水需求規律來推廣水肥一體化技術，定時定量將作物生長所需的水分和養分輸送給作物。

二、設施蔬菜種植水肥一體化技術的優越性分析

1、提高水肥吸收轉化率，促使設施蔬菜生長更旺盛

水肥一體化技術不僅可以加快蔬菜成長的速度，還能解決設施蔬菜養分不足的問題，避免葉片變黃甚至枯萎。設施蔬菜對水肥的需求和要求均比較高。由于受地理條件和天氣狀況等綜合因素的合力影響，再加上傳統漫灌模式嚴重影響了蔬菜對水肥的吸收轉化率，因此設施蔬菜培育、開花和結果均受到了影響。該技術可有效減小天氣狀況和地理條件對設施蔬菜水肥吸收轉化率的不利影響，使其培育、開花和結果獲得生長所需的全部營養成分。

2、提升設施蔬菜品質

在設施蔬菜成長的全過程中推廣和應用了水肥一體化技術，這一技術為蔬菜打造了極為良好的成長環境，不僅能解決原有漫灌模式中水肥資源嚴重浪費的問題，還能避免生態環境和土壤被污染的風險，以免出現果實著色不均和掉落等問題。此外，這一技術還加快了蔬菜根系發育的速度，使其和土壤之間的接觸面變得更寬更廣，進而使設施蔬菜地表部分的植株長勢更為旺盛，提高了蔬菜防寒和防病蟲害的能力，提高設施蔬菜的生產質量和產量。

3、降低設施蔬菜種植成本

營養物質和水分對設施蔬菜的正常發育起著決定性的作用，最新研發的灌溉模式不僅有效節約了水肥資源，還能為蔬菜正常發育提供足夠的營養成分和水分，以免出現水肥不足或水肥過度浪費問題。管理員應嚴格按照蔬菜各時期的生長實況、發育特點和種植面積等來定時定向定量定點進行灌溉，從根源上解決傳統漫灌模式由于水肥沉淀和水分蒸發致使的轉換率低的問題，使水資源對培育蔬菜的影響降至最低，在降低管理員工作強度的同時，還提高了管理員的工作水平，取得良好的管理效果，推動設施蔬菜管理模式走向機械化和現代化，最終努力實現減少水肥和管理員等投入經費的目標。

三、設施農業中水肥一體化應用要點

1、基地選址

基地的水源應該確保干凈無污染，因為地面用水和循環用水并不符合灌溉標準，因此通常不會使用以上水資源直接進行灌溉，應積極推廣和應用凈化技術。一般情況下，配套蓄水池若存在雜質沉淀的問題，可在池中注入灌溉用水，待水體清澈之后即可用為灌溉水。灌溉水水質差、雜質多且污染嚴重，可在檢測污染物的種類、性質和污染程度后，再將適宜的凈化機放到水池內，便可溶解、沉淀和去除污染物。

2、灌溉模式的選擇及設計

（1）灌溉模式的選擇

水肥一體化灌溉主要分為澆灌、微噴灌、滴灌和膜下滴灌等多種灌溉形式，冠縣主要按照設施蔬菜栽種實況來因地制宜選擇了園藝地布膜下滴灌和滴灌這兩種灌溉形式。設施蔬菜種植園必須控制好園區的濕度，噴灌會使該種植區域的空氣濕度大幅度提高，再加上溫度和濕度較高的環境很容易發生和傳染真菌性病害，若該設施蔬菜種植密度較大，則不宜引用該技術。園藝地布覆蓋技術可有效減緩雜草生長的速度，并具有極好的保墑能力，若條件許可，設施蔬菜種植區域和種植戶可大面積運用兩種技術相結合的方式。

（2）水肥一體化系統

該系統一般由首部設備、水源和管道系統這三部分組成，首部系統主要包含了以下幾個方面：水源、過濾器、變頻裝置、排氣閥、施肥器、壓力表以及逆止閥等。水源對灌溉成本和灌溉規模有著決定性的作用，可按照該區域灌溉的條件來開展設計工作。首部樞紐作為水肥一體化系統運轉的核心部位，該系統的安全系統、監測系統、調節系統和動力系統全都設置在了首部樞紐所在的位置，因此需按照灌溉規模與用水數量來決定是否加設首部設備。

（3）水源及首部樞紐

①水源

水源必須按照當地的灌溉條件來加以抉擇，分為以下3種情況：一是井水水源，要按照全體灌溉系統輪灌區域的規模和單位時間用水數量來選擇水泵功率和水井，水泵輸水到地表的功率必須比真實灌溉用水量高一些，才能在一定壓力下開展灌溉作業。若灌溉規模較大，可在輪灌位置加設變頻設備，以調整水泵輸水數量與降低輸水管壓力。二是河水水源，若灌溉區域具有足夠的河水資源，可優先選擇使用河水進行灌溉，水泵輸水數量仍比實際的灌溉規模出水量稍微高一些。河水的質量必須符合灌溉用水標準，若存在較多雜質，必須在多處加設過濾裝置來進行凈化，延長灌溉系統的使用年限。三是蓄水水源，就沒有河水資源、井水資源或輪灌規模不大的區域，可通過設置水罐或修建蓄水池的方法來進行灌溉，每次滴灌用水數量在4～12t，蓄水池存儲水的容量至少為12t。

②首部樞紐

過濾器通常被加設在滴灌系統首部前端。這主要是為了將河水中存在的雜質、泥沙和有機物的完全消解，確保滴灌管、滴灌帶和管道處于暢通狀態，確保系統能夠正常運轉。水質好壞會對過濾器種類的抉擇產生影響，按照河水和井水不同的質量級別來選擇相匹配的過濾器，完整的過濾系統通常包含2～3層過濾設備，首層是用來對水源進行過濾，其使用較為簡易的濾網來充當過濾裝置，主要是為了將河中較大的垃圾和有機物完全去除，確保水泵通暢。第2層主要是為了過濾泥沙，若河水會從管道流過，就須二次對泥沙進行過濾，利用離心來篩除大質量大體積的泥沙。第3層通常會使用150～200目的碟片過濾器或篩網來過濾雜質，將直徑在105μm以上的泥沙或未能溶解完畢的肥料篩除。

③滴灌施肥模式的選擇

施肥器主要有比例式、重力自壓式、文丘里、泵吸肥法和泵注肥法等。先在施肥管道中將肥料完全溶解，并利用壓力差將其輸送到管道內，便可充分溶解到管道水中，混勻后的肥水即可輸送到蔬菜根部位置。肥水和水源水一般在管道中就已經完全融合，并被分散輸送到各支部管道內，施肥器通常會被加設在首部位置，或和下級分支管保持合適距離的區域，保證水肥均勻。

（4）水肥混合設備

①蓄水池

根據種植規模來確定修建后的水池面積，并根據水中含有的礦物質實況來設置水池修建數，水中礦物質成分越多，數量也應該隨之增多，確保取得較為良好的礦物質沉淀效果和效率。

②肥水池

一般設置2處即可，一個起到配制母液的作用，另一個則對母液進行稀釋，確保水肥濃淡合適。在主管上接通PVC管道，并根據種植規模來決定管道的尺寸。

③攪拌機

目的是拌和母液，使其完全溶解，攪拌機型號通常由蓄水池長寬高來決定。

④過濾設施

就各種灌溉用水而言，其間必定會有雜質物存在，為了避免管道體系發生淤塞，可選用疊片式過濾設施來全面篩除水中的雜質，設施精度必須超過125μm。在蓄水池至吸水管道和母液吸肥管道兩末端時，可使用尺寸為0.15mm的濾網來將其包裹，確保灌溉系統中沒有多余的雜質。在蓄水池吸水的位置加設超出池底30cm的給水管，便不會將淤泥吸出。

3、施肥

（1）基肥

在秸稈完全還田后，可追加有機肥并經由高溫悶棚方式來使有機肥充分腐熟后制成基肥。在7～8月后將蔬菜的秸稈粉碎到長度約7cm后，將其拌勻在羊糞和豬糞等禽類糞便中，使用1500kg/667m2，隨后進行深耕和關棚干悶處置，待太陽暴曬7d后，再開展淡水處理作業，隨后30d完全關閉大棚進行處理，之后打開大棚晾曬約10d，就會形成生物菌肥。

（2）追肥

①選用適宜的肥料

這類肥料具有較低的腐蝕性、較高的溶解性、較好的兼容性和對灌溉用水的pH值影響較小，嚴禁同一時間使用微量元素肥料和磷元素肥料，避免磷酸鹽沉積。為了使管節更通暢，可優先使用水溶性肥料或具有較好溶解性能的固體肥料。第一，固體肥料，可選擇追加符合國家標準和行業規定的氨水、硫酸銨、硫酸鎂、尿素、硝酸鈣、氯化銨和磷酸一銨等肥料。以上肥料具有較少的雜質，且純度較高，溶解在水中后也不會發生沉積問題，能夠很好地適應水肥一體化技術。第二，水溶性肥料，這種肥料是復合肥中的一類，可充分、快速地溶解在水中，使蔬菜吸收轉化率大幅度上升。一般來說，這類肥料中含有蔬菜生長所需的多類營養成分，且施肥便捷、快速，為蔬菜質量和產量提供了有力的保障。第三，有機肥料，選擇黃腐酸、氨基酸、腐殖酸和其余可溶解肥料。

②制作母液

在加制母液期間，嚴禁將各種鹽類化合物溶解在母液中，以免出現較為嚴重的沉淀效應，從而使營養成分損失。此外，嚴禁將硫酸鹽與碳酸鈣類溶解到母液中，以免產生鈣類沉淀反應。在此期間，還應和鹽類化合物相結合來判斷母液濃稠度，將不飽和作為判斷基準。肥料必須完全溶解且沒有多余的雜質，以無雜質和無懸浮物的母液為準。一般情況下，水溶性肥料可被稀釋為700倍液，也可制成1kg水和2kg水溶肥的濃度。

③追肥時間節點

應根據蔬菜生長實況、營養供給規律和天氣條件來進行施肥，可利用小鏟來深挖蔬菜根部位置，以便檢查土壤的水分含量，避免灌溉太久導致硝態氮下滲到根部以下位置。遵循輕施薄施的原則，在天氣較好和蔬菜長勢良好時，可減少水肥用量。

（3）施肥方法

利用泵吸施肥法來施肥，通過離心泵的作用可向輸肥管道中注入肥料溶液，并在吸水管所在區域加設逆止閥，以免溶液倒流。根據蔬菜生長特點、土塊肥力條件和預設產量等來確定用肥總量、用肥方式和基肥配比等，并在此基礎上選擇適宜的基肥類型、使用數量、施肥模式和頻次等。在實際生產中，掌握下述流程：第一，利用清水來進行滴灌，時長約10min。第二，使用肥料溶液。第三，在灌溉用肥后，再次灌溉約15min的清水，并全面清理灌溉系統，以免出現滴頭淤塞問題。

四、水肥一體化技術進一步推廣策略

1、健全完善管理機制

為了推動水肥一體化技術進一步發展，在增加研發經費和基礎設備建設經費的同時，還需著重從運行模式和管理系統兩方面下功夫，建立完善科學的管理制度。一是農戶不想進行流轉的種植區，在建設該系統時，首部系統無需再加配施肥罐，而是利用滴灌系統來一同進行灌溉，并將小型追肥設備加設在田塊進水口位置，農戶可自行開展追肥作業，確保用肥均勻。這一模式也被廣泛運用到設施蔬菜及其他林果栽種地區，以上區域很難使用整合方式來整合較小田塊，因此，可在維持原來田塊結構的基礎上打造水肥一體化系統。二是一些機井配套設施較差或井水無法灌溉的區域，可引導種植戶自發修建小型蓄水池，并由政府為其統一配置適用于一家一戶使用的系統，施工完畢后由農戶自行運用和養護。三是加大對該技術托管模式的研發力度，選擇實力技術較為強悍的農業服務組織，在尊重農戶意愿的前提條件下去推廣和應用這一模式，并將栽培、追肥、田塊管理和收獲等工作托付到運營能力強、誠信度高和技術過硬的組織手中，并將該種植地區的村委會當作中間人，讓農戶簽立托管合同，使收入分配確定下來，進而更好地提高水肥一體化技術的服務水平。

2、研究配套生產技術

一是改變耕作模式，選擇深耕超過30cm、秸稈完全還田腐熟和拉沙壓堿等方法，來避免土壤表層出現鹽分沉淀問題，使土壤鹽漬化問題有所改善。二是使用最先進的灌溉模式，根據作物發育周期來適當增加用水數量，可降低土壤鹽分的含量。而作物未處于生長發育期時，可在春冬兩季進行灌溉，如此便可沖刷去除土壤表面的鹽分。三是貫徹落實土壤改良技術，如追加有機肥則可使土壤有機質更加豐富，透氣能力和透水能力也會有所提高，減輕返鹽和土層板結問題；也可利用腐質酸類肥料和鹽堿改良劑來改良土層物理性狀，避免鹽分沉淀。

3、加大政策扶持力度

在示范區取得較為良好的種植效果后，可對后續的管理工作給予大力地支持。政府可出臺相應的補貼政策，為滴灌帶與將配套的管件裝置換新提供補貼，降低農戶購買成本和檢修經費，使示范區的模范作用更為突出。同時，可實行先建設后補貼的投資建設模式，主要是由建設單位發布一系列的補貼政策，種植戶自行申報并進行建設，驗收獲得審批后即可下發補貼。該模式最大的優勢即農戶自發建設，如此便可解決集中建設和實際需求相差過大的問題，同時也能增強用戶愛護設備的意識，有效延長設備的使用壽命。

4、探索可持續發展路徑

有關部門應加大對水肥一體化技術的扶持與補貼力度，有效提高農戶、農業企業、示范點和種植大戶推廣該技術的積極性和熱情，就運用該技術的農戶而言，須相關的扶持政策和補貼貫徹落實。一是肥料補貼，在使用該技術的示范點，若農戶使用的是水溶性肥料，其中部分可得到補貼。二是鹽堿改良補貼，在示范點農戶若使用了鹽堿改良劑來改良土壤質量，去除土壤中的鹽分，便可提供更多的物化補貼。三是對自發推廣水肥一體化技術的農戶來說，其所使用的水電費能夠得到部分補貼，并在各種惠農補貼方面給予大力的支持，尤其是改良土壤、檢修設備和換新設備等方面更為突出。

（作者單位：252526 山東省聊城市冠縣斜店鄉農業農村綜合服務中心）