貴州果園水肥一體化技術應用現狀與發展對策

朱存洲, 王 虎, 韓 威, 鄒 瑋, 陳維榕, 李莉婕, 趙澤英

（貴州省農業科技信息研究所，貴州 貴陽 550006）

水肥一體化是利用管道灌溉系統，將肥料溶解在水中，同時進行灌溉與施肥，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。水肥一體化技術可將養分和水分在作物需求時期浸潤特定耕層，達到少量高效供給，在滿足作物營養需要的前提下，能給予作物最經濟有效的調控，做到節約水肥、高產高效的目的［1］，以實現資源節約、環境友好型農業。隨著農業發展對環保和可持續發展的重視，水肥一體化技術將成為農業發展的重要方向之一。

國外對水肥一體化技術的研究與應用較早，自20 世紀70 年代以來，國外著重發展集約化高效農業以及水肥一體化技術，用于提高農田用水的效率。目前，一些發達國家依靠完善的基礎設施體系、精準的管理控制系統以及現代化的節水灌溉設備，已實現較為精準高效的節水節肥灌溉。如以色列，其60%的土地屬于干旱或半干旱地區，耕地面積僅占其國土總面積的20%，同時人均淡水資源占有量不足370 m3［2］，在耕地和水資源嚴重缺乏的情況下，通過對水肥一體化技術的長期研究，目前以色列利用水肥一體化技術灌溉的土地覆蓋率已達80%，水肥利用率可達95%，高效利用了有限的土地資源與淡水資源。又如美國，其淡水資源總量達2.97億m3，人均水資源占有量居世界前列，但水資源呈現分布不均的特點［3］；為合理配置水資源，美國建立了完備的水肥一體化基礎設施和服務體系，成為世界上微灌技術推廣應用面積最大的國家［4］。此外，荷蘭、英國、德國等發達國家通過結合物聯網技術和無線傳感網絡，也通過對水肥一體化技術展開深入研究，并運用先進控制算法實現了對農作物的精確和高效節水灌溉［5］。國外的水肥一體化技術應用廣泛、發展迅速，且其商業模式應用已非常成熟，對我國水肥一體化技術的研究與推廣具有較大的借鑒意義。

我國淡水資源占世界總量的6%，居世界第四位，但農業用水占全國總用水量的60%左右，農田灌溉水利用率平均僅為0.565［6］，遠低于0.7～0.8 的世界先進水平。同時，我國以年施用量5 191.3 萬t 的化肥總量，成為全世界化肥使用量最多的國家，但化肥利用率僅30%～35%，遠低于發達國家［7］。20 世紀70年代，我國從墨西哥首次引入滴灌，但初步應用則始于20 世紀80 年代，且主要應用于果樹栽培。由于我國中、西部地區的淡水資源分布較少，為保證對蘋果、獼猴桃等果村進行高效的水肥管理，主要應用滴灌和微噴對果園進行灌溉施肥。目前國內的水肥一體化系統可根據水肥比例及EC/pH 值控制精準灌溉施肥，并結合物聯網、智能控制、無線傳輸等技術，實現監測作物生長環境、協助果農決策、精準灌溉施肥等功能。

貴州省屬于亞熱帶濕潤季風氣候區，大部分地區年均溫度高于15 ℃，有效積溫約為5 000 ℃，年日照時數在1 100℃以上，年降雨量超過1 000 mm，同時山地、丘陵占其國土總面積的92.5%，具有發展水果產業的生態、氣候、資源優勢，水果種植歷史悠久。近年來，隨著貴州省農作物種植結構的調整，貴州水果種植面積增長迅猛，全省水果種植面積由2000 年的7.55 萬hm2增加至2010 年的15.35萬hm2，2020年末進一步增至65.67萬hm2，果園面積從2015 年的全國第18 位迅速躍升至2020 年的第7 位，水果產業已成為貴州省十二大農業特色優勢產業之一，在助力山區產業結構調整和農民增收方面發揮重要作用。隨著種植規模的連年擴大，傳統零星種植已向規模化、集約化和標準化種植模式發展，但傳統的粗放管理模式成為制約果園優質高產和標準化生產的主要瓶頸。目前果農仍依靠傳統經驗進行種植，自動化與智能化程度低，果樹生長環境缺乏有效的監測監管，水肥投放缺乏合理的量化指標，致使勞動力投入大，易造成資源浪費和環境污染。因此，在貴州果園推廣應用水肥一體化技術，實現水肥同步管理和高效利用，對解決果園粗放管理問題，提升果園管理水平，進而促進水果產業發展具有積極意義。為加強貴州果園水肥一體化技術的推廣應用提供參考，通過問卷調查結合實地考察、半結構訪談等方式，對貴州果樹種植基地及采用水肥一體化技術果農進行調研，分析貴州果園水肥一體化技術應用現狀及其影響因素，并提出發展對策。

1 貴州果園水肥一體化技術推廣應用現狀

通過對貴州省果樹種植基地灌溉設施現狀和采用水肥一體化技術的果農進行調研發現，絕大多數獼猴桃種植基地都修建有水池，其中，僅修建水池的獼猴桃生產主體占比65.81%，安裝有管道設施的獼猴桃生產主體占比30.97%，僅修建水溝的獼猴桃生產主體占比0.32%，安裝有水肥一體化系統的獼猴桃生產主體占比2.90%，水肥一體化系統在獼猴桃種植上應用較少。在火龍果種植基地，未修建任何灌溉設施的生產主體占比48.36%，僅修建水池的火龍果生產主體占比18.03%，安裝有管道設施的火龍果生產主體占比22.95%，安裝有水肥一體化系統的火龍果生產主體占比10.66%，水肥一體化系統在火龍果種植上應用較少。未修建任何灌溉設施的百香果種植基地面積約532.71 hm2，占調查總面積的11.63%，僅修建水池的百香果生產主體占比3.10%，僅修建水溝的百香果生產主體占比0.10%，安裝有管道設施的百香果生產主體占比58.69%，安裝有水肥一體化系統的百香果生產主體占比26.47%，水肥一體化系統在百香果種植上應用較少。未修建任何灌溉設施的藍莓生產基地占比50.79%，僅修建水池的藍莓生產主體占比8.59%；安裝有管道設施的藍莓生產主體占比35.14%；安裝有其他灌溉設施的藍莓生產主體占比1.10%；安裝有水肥一體化系統的藍莓生產主體占比4.39%，水肥一體化系統在藍莓種植上的應用較少。綜合來看，水肥一體化技術在貴州省果園中的應用較少，仍需在全省大力推廣，并通過不斷完善其技術模式，更好發揮其經濟、社會和生態效益。

2 貴州果園水肥一體化技術推廣應用的影響因素

調研結果顯示，果農采用水肥一體化技術的意愿受年齡、受教育程度、家庭勞動力人口、技術改造面積、農業合作經濟組織參與情況等因素的影響。

2.1 年齡

受訪果農的年齡集中在35～55 歲，占受訪果農總人數的78%。隨著果農年齡增大，采用水肥一體化技術的意愿逐漸降低。原因可能是年齡較大的農戶觀念相對保守，對新技術接受能力較弱，更傾向于依賴自身多年生產經驗進行生產，而相對年輕的果農更關注新技術對提高農業生產效益所發揮的作用，選擇采用水肥一體化技術的意愿相對更高。

2.2 受教育程度

受教育程度在很大程度上反映了個人對事物的認知水平。受教育程度越高的果農能更全面把握農業生產的整體狀況，能夠考慮農業經營的長期收益及對土地和環境的影響，并較早準確地選擇適合的技術，且更有能力應對新技術可能帶來的風險。大部分受訪果農的學歷為初中水平，對其采用水肥一體化技術的意愿存在一定影響。

2.3 家庭勞動力人口

受訪果農主要利用家庭勞動力進行農業生產，并依靠農業收入滿足家庭成員生活需求和教育投資。其家庭勞動力人口數與水肥一體化技術接受度呈負相關關系，即家庭勞動力人口數越多，采用該技術的傾向越低。原因是水肥一體化生產是一種技術密集型生產方式，需要知識與資金的投入，且水肥一體化技術前期設備的投資要求過高，對具備充足家庭人力資源的果農而言，應用水肥一體化技術在經濟上的比較優勢不強，因而不太愿意采用該技術。

2.4 技術改造面積

生產規模對農戶的生產管理決策具有較大影響。大面積種植條件下，為保證產量和效益，果農會更加注重管理，因而會更加關注水肥一體化技術的應用。另外，隨著種植規模的增大，單位生產成本降低，有利于激勵果農采用水肥一體化技術。因此，技術改造面積對果農采用水肥一體化技術具有一定影響。

2.5 農業合作經濟組織參與情況

對果農個體而言，參加農業合作經濟組織可獲取更多的生產資源支持。在農業合作經濟組織中，果農可及時有效地獲取市場信息、技術和資金渠道等方面的支持和幫助，統一的組織管理可提升整體質量管控能力，同時經營的組織化程度越高，對產品的議價能力也相應提升。因此，參加農業合作經濟組織（如合作社）的果農更傾向于采用水肥一體化技術。

3 水肥一體化技術推廣應用的發展對策

3.1 加強政策引導

提高對水肥一體化技術模式的重視程度，做好水肥一體化新增面積調度統計，加大推廣力度。在積極介紹并宣傳該技術的同時，制定出臺扶持水肥一體化發展的相關政策，如設備資金補貼、購買優惠等。繼續爭取在部分農業項目設立時增加水肥一體化內容，引導各地建立多種模式集成的示范基地，做好技術模式篩選和集成創新，發揮示范帶動作用。另外，加大農業保險創新，豐富地方特色農業保險品種，探索新型生產責任保險機制，提高對新技術應用的風險保障，促進農民接受并實際應用水肥一體化技術。

3.2 加強科技創新

水肥一體化技術涉及多個領域，是控制技術、智能監測技術等多項技術的結合，對設備規格與性能具有一定要求。為實現更好的技術應用效果，針對水肥一體化作業中存在的施水量、施肥量監測不足、水肥比率控制不達標、水肥使用過剩或不足、設備部件壽命短等問題，加強科技創新，增強水肥一體化技術的設備性能，提高應用效果，促進水肥一體化技術的推廣應用。

3.3 強化技術培訓與示范帶動

充分發揮農業部門技術優勢和主體作用，開展以水肥一體化技術為重點的資源節約型生態農業發展技術培訓與推廣應用工作，組織專家和技術人員深入基層一線，對各級農業技術人員及廣大農民進行面對面的現場技術指導，及時解決水肥一體化技術推廣中出現的問題。優先對種植大戶、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。同時，在培育和推動新型農業經營主體發展過程中，可在果園標準化建園體系中設立水肥一體化示范試點，展示水肥一體化作業模式及其應用效果，引導農民進一步了解并接受水肥一體化作業模式。

4 小結

貴州省73%的國土面積為典型的喀斯特地貌區，山地較多而平地較少，果園主要分布在無灌溉條件的旱坡地上，土壤保水保肥能力較差。受配套灌溉設施條件的制約，果樹灌溉用水仍依賴自然降水。盡管貴州每年降雨量較多，但降雨集中，分布不均，季節性、區域性干旱和工程性缺水較為明顯，不利于果樹生長，影響果實品質。同時，貴州山地果園的管理水平相對較低，很多果農缺乏科學的管理技術，在灌溉和施肥等環節上多憑經驗進行操作，盲目施肥、不平衡施肥誘發土壤板結、酸化等問題，不僅影響果實的品質和產量，也增加果園管理的成本，灌溉和施肥技術的不足，共同制約貴州水果產業的健康發展。為解決水果生產在灌溉和施肥環節存在的突出問題，貴州已在獼猴桃、火龍果、百香果、藍莓種植中推廣應用水肥一體化技術，但選擇采用的生產主體數量和覆蓋的果園面積仍較小，整體效益發揮有限，推廣應用空間仍較大。未來，在推進水肥一體化技術應用過程中，需通過加強科技創新提高水肥一體化技術的實用性，同時加大扶持力度，加強政策引導、資金和技術支持，增強果農應用水肥一體化技術的積極性，并為其應用水肥一體化技術提供有力保障。通過多方面措施促進貴州果園水肥一體化技術的應用，進而推動貴州水果產業提質增效。