水肥一體化技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展對策

王文剛，孟紛，李帥，趙士花，楊寧*

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

隨著國家農(nóng)村改革試驗區(qū)、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)和國家可持續(xù)發(fā)展試驗示范區(qū)建設的大力推進，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展亮點不斷涌現(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)展的主導方向[1-3]。

棗莊市作為全國唯一一個三區(qū)統(tǒng)籌推進發(fā)展的地級市，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發(fā)展，不斷助推農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的提升。以臺兒莊區(qū)為例，2016 年開始大力發(fā)展水肥一體化技術，2018 年實施了省、市水肥一體化示范工程項目，主要運用在特色蔬菜（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。本文主要分析了臺兒莊區(qū)水肥一體化技術的主要模式、發(fā)展情況，以期對新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體、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

水肥一體化技術是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術，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，通過可控管道系統(tǒng)均勻、定時、定量地向作物根系生長區(qū)域輸送[4-6]。

1.1 滴灌

水肥一體化滴灌技術由首部樞紐（包括水泵、動力機、過濾設備、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、壓力控制部件和測量儀等組成[7]。常用的過濾系統(tǒng)有網(wǎng)式過濾器，疊片式過濾器，含沙多的水源需加裝離心過濾器、含苔蘚或雜物多的水源需加裝介質(zhì)過濾器。滴灌技術在設施栽培、露地栽培方面都具有非常大的優(yōu)勢，具有安裝簡單、便于操作、成本低廉等優(yōu)點[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、根外追肥技術，一般安裝在設施內(nèi)作物的上部，將養(yǎng)分噴施到農(nóng)作物葉片表面，通過葉片氣孔吸收被利用，補充植物所需的營養(yǎng)元素，起到調(diào)節(jié)植物生長、補充所缺元素、防早衰和增加產(chǎn)量的作用。噴施的優(yōu)點在于能夠快速補充營養(yǎng)物質(zhì)，提高肥料利用率。噴灌的缺點是容易增加設施內(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)由營養(yǎng)液存儲裝置、循環(huán)裝置等部分組成。存儲罐內(nèi)存放的營養(yǎng)液，在作物栽植后，控制系統(tǒng)會按設定的時間段啟動、關閉澆灌系統(tǒng)。澆灌系統(tǒng)啟動后，營養(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，再流回到存儲裝置內(nèi)，在循環(huán)過程中，作物吸收水分和養(yǎng)分。該技術模式因技術含量較高、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，而是通過回收裝置回收后，再通過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)濟效益較高的作物，如草莓等，不過基質(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力的技術模式，一般在溫室一端安裝水罐支架，再安裝一個容積約2 m3的水罐，然后根據(jù)農(nóng)戶對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）安裝相應的設備。該模式對水源、水壓要求較為寬泛，不需要通過變頻調(diào)速滿足管路系統(tǒng)對水壓和水量的要求，因此，適合在不便于安裝常規(guī)滴灌設施的、規(guī)模較小的生產(chǎn)中。

2 水肥一體化實施中存在的主要問題

2.1 未形成規(guī)模集聚效應

雖然臺兒莊區(qū)土地流轉(zhuǎn)規(guī)模不斷擴大，新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體不斷壯大、創(chuàng)新，但是新型經(jīng)營主體發(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)還沒有形成針對特色作物、主推模式、關鍵技術等系統(tǒng)技術模式，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用水平相對較高，安裝施肥機、施肥罐、移動式微噴帶、滴箭等設備；而一般中、小拱棚應用偏少而且水平相對較低，多在泵前、泵后直接吸肥進行水肥一體化的應用。在設施蔬菜、果樹和花卉苗木上的應用水平差距也很大，多重視微滴灌而輕視施肥。

2.3 設備質(zhì)量和使用技術水平較低

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

2.4 設備投入資金大

水肥一體化技術是一次投入多年使用的設施裝備，一次性投入較大，很多農(nóng)戶很難獨立購置。每667 m2設施蔬菜基本設備投入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投入超過萬元，裝備水平高一些的投入達3 萬～5 萬元，成本投入較大。

3 發(fā)展水肥一體化具體措施

3.1 營造社會氛圍，加大宣傳

充分利用報刊、雜志、電臺、電視、網(wǎng)絡、微信公眾號等多種媒體形式，廣泛宣傳水肥一體化技術增產(chǎn)增效、資源節(jié)約的效果及典型經(jīng)驗，營造社會各界廣泛關注、共同支持水肥一體化技術發(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)境保護意識，自覺樹立科學用水用肥觀。

3.2 加強技術研究，開展示范推廣

發(fā)揮項目帶動作用，建立高標準示范區(qū)，集成膜下滴灌、測墑灌溉、水肥藥一體化、自動化控制、數(shù)字信息化應用等技術模式[10]。進行水溶性肥料品種、肥效篩選、測墑灌溉與長效肥料、有機肥水一體化、抗旱抗逆制劑、保水劑、測土配方與土壤調(diào)理劑等試驗研究和推廣，充分發(fā)揮先進典型的示范帶動作用[11]。

3.3 加大技術培訓力度，提升整體科技水平

結(jié)合臺兒莊區(qū)實際，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展服務中心、農(nóng)業(yè)廣播電視學校、農(nóng)業(yè)技術推廣部門等單位資源優(yōu)勢，制定推廣水肥一體化技術的技術方案，開展試驗、示范、培訓、指導、效果監(jiān)測等工作，加強技術指導和服務，解決蔬菜、果樹、花卉、藥材等作物生長發(fā)育中的突出難題，努力提高水肥一體化技術推廣的效果。