大田作物水肥一體化技術可行性研究及推廣策略

摘 要：隨著時代的高速發展，人民群眾對糧食的需求越來越高，在此背景下，水肥一體化技術應運而生。該技術具有諸多優點，如節約水資源、節約化肥及節省人力成本等，因此受到種植戶的青睞。我國的水肥一體化技術發展速度較快，并且種植面積呈上升趨勢。本文將結合實際詳細探討大田作物水肥一體化技術應用、可行性研究及相關的推廣策略。

關鍵詞：大田作物；水肥一體化；種植技術

1大田作物水肥一體化技術應用

1.1初步研究階段

水肥一體化技術最早被以色列應用。在二十世紀六十年代，由于中東地區水資源較為匱乏，因此開始研究滴灌技術，將施肥與灌溉結合在一起。根據灌溉形式的區別，水肥一體化技術主要可分為噴灌、微灌兩種。滴灌具有節水效果顯著、適用范圍廣的優點，因此被廣泛應用。具體而言，水肥一體化技術可以最大限度地滿足農作物的生長發育。根據我國農業部分的定義：通過管道灌溉技術，在水中溶解肥料，以滿足農作物對水分及營養物質的需求，實現水肥一體化管理，是一種全新的節水節肥農業技術。在應用水肥一體化技術過程中，種植戶要充分考慮本地的地理條件、作物種類、氣候變化等自然條件，制定科學的灌溉施肥方案。在農作物生長過程中，離不開合適的水肥一體化模式及科學的滴灌管道系統，依次為農作物提供生長發育所需的養分和水分，最終實現增產增效。

早在1974年，我國就已經著手水肥一體化技術的研究，由國外引進了三套設備，并且在三個試驗點建立了超過五千平方米的試驗田，最終取得了較好的效果。1975年，我國開始在部分省份推廣滴灌技術，并將其列為重點科研項目。1974至1980年，我國的水肥一體化技術處于起步階段。

1.2規模化應用階段

到了二十世紀九十年代，水肥一體化技術的應用已經十分廣泛，并輻射到全國各地，涵蓋了諸多大田經濟作物。現如今，政府相關部門正在大力推廣水肥一體化技術，并在全國范圍內建立示范區，促進了這項技術的推廣應用。在2020年，水肥一體化推廣面積已經超過一千萬公頃，有效緩解了水資源緊缺地區的糧食問題，為我國的糧食自主戰略做出了卓越的貢獻。根據區域類型的不同，可以將水肥一體化技術劃分為以下幾類：干旱區滴灌型、丘陵山區重力滴灌型、平原微噴型。根據設備類型的不同可分為：移動式微灌型、全自動智能型、小型簡易自主型。根據設施條件可劃分為：普通大田型、溫室保鮮膜型。

整體而言，我國的水肥一體化技術仍處于起步階段，但是發展勢頭良好。在物聯網技術高速發展的大背景下，在農業領域的應用也變得愈加廣泛，也標志著水肥一體化技術步入了全新的發展階段。

1.3應用案例

例如，在種植大田馬鈴薯過程中，應充分考慮本地的實際情況，選擇已經脫毒的馬鈴薯品種，性狀良好，沒有攜帶病菌，注意不要選擇年齡過大的出芽馬鈴薯作為種薯。在正式播種馬鈴薯之前若干天，需要進行切種處理，準備切刀及濃度較低的高錳酸鉀溶液。如果切到了感染病菌的馬鈴薯種子，需要使用高錳酸鉀進行消毒處理，切塊大小以五十克左右最為適宜。切種環節十分重要，直接決定了馬鈴薯最終的產量和品質。應確保每個切塊都具備芽眼，在切頂芽過程中，應使用縱刀，以此多切馬鈴薯塊。在上述工作完成后，需要進行拌種。相較于傳統的化學藥劑拌種，微生物拌種劑對環境的污染較小，因此十分受到青睞。拌種工作不僅可以起到保護種薯的作用，還能夠提升母薯的生根速度，使得出苗更加整齊、莖稈更加粗壯。

對于大田馬鈴薯的生長發育而言，施肥和澆水工作重要，直接決定其品質與產量。在此過程中，可以應用水肥一體化技術。具體操作如下：將農機肥與化肥結合在一起使用，在確保主要元素的基礎上，也要注重微量元素的攝取。施肥主要分為以下環節：第一，底肥。主要以農家有機肥為主，發酵禽畜糞便及農作物秸稈等，每畝地使用適當的底肥，還需要在每畝地摻入適量的金緘一號，以此調節土壤酸堿值，避免大田馬鈴薯染上瘡痂病。在進行整地之前，種植人員應撒施地表，使用農用機械進行攪拌，以此提升地表的平整性，將待播狀態恢復到最佳水平。第二，化肥。可以選擇配方化肥。農戶應充分了解土壤中各種有機質的所占比例，并制定科學、合理的施肥方案，最大限度地避免浪費肥料及水資源，還能夠提高馬鈴薯的產量與品質。每畝地施加八百至一千千克的氮磷鉀配方混合肥。水肥管理一體化是滴灌追肥的核心技術，需要根據后續葉片營養診斷結果來追加施肥。該工作的關鍵在于平衡好大量與微量元素的配比。大田馬鈴薯在發育過程中具有一定的生長規律，在大田需要滴灌八至十次水肥。只有實現水肥管理一體化，才能夠最大限度地規避水土流失風險，使得馬鈴薯在生長關鍵時期可以吸收充足的養分和水分。

2大田作物水肥一體化技術的可行性研究

2.1德州市水肥一體化技術應用現狀

德州市位于我國華北平原，隸屬于山東省。由于降水量較大且旱地較多，因此適合種植大田作物。德州市是我國第一個畝產過噸、總產過百億的地級市，糧食播種面積常年接近2000萬畝，總產量超過75億千克，使用全國百分之一的耕地產出了很多的小麥和玉米。為了更進一步發展農業技術，提高糧食產量，德州政府部門正在積極地推廣節水農業種植技術，將高效、節水作為基本原則，推進大田標準化的建設，逐步使用灌溉模式取代傳統的大水漫灌模式，提倡精準噴灌及滴灌。現如今，全市已經建成標準化農田超過700萬畝，超過500萬畝高效節水灌溉工程，并成為高標準農田建設試點。政府已經投資將近7億元，在潘莊、李家岸等區域建設大型灌溉改造工程，經過不懈努力，輸水效率已經超過85%，每年節約水資源接近4400萬立方米。通過對水肥一體化技術的大范圍推廣，將“少量多次、分段應用”的原則貫徹落實，不斷完善滴灌系統，促進化肥及水資源利用率的提升。截至2023年9月，全市共新增3萬畝水肥一體化農田，并大力推廣耐旱農作物，極大地提高了農戶的經濟收益。

2.2水肥一體化技術的應用優勢

水肥一體化技術指的是將灌溉和施肥兩項工作結合在一起進行，屬于全新的農業種植技術。通過專業設備將可溶性化肥、液態化肥根據大田土壤的養分含量及農作物生長所需的物質進行科學配比。在完全溶解后與水一起通過滴灌方式進入到管道之中，最終為農作物提供養料及水分供給。

水肥一體化具有以下應用優勢：第一，節約水資源和化肥。根據權威部門研究可知，合理應用水肥一體化技術可以節約百分之六十以上的水資源和百分之二十以上的化肥。此外，還可以起到調節大田土壤溫度及濕度的作用，確保土壤結構不會輕易發生改變，促進每畝地農作物產量的提升。第二，節約人力成本。對于傳統的大水漫灌方式而言，每五畝地需要兩個成年人進行管理，而滴灌方式則可以每兩個成年人管理五十畝地。通過這種灌溉方式，人力成本大大降低。第三，降低勞作時間。以小麥灌溉為例，傳統的大水漫灌方式，每畝地需要耗時兩個小時，而采用滴灌每二十畝地僅需三小時。如果是一千畝地，滴灌相較于傳統漫灌可以節省十四天左右。對于缺水地區而言，滴灌的意義不言而喻，能夠最大限度地提高農作物的產量及品質，為其生長發育提供必要的支持。除了滴灌以外，噴灌的應用也較為廣泛，分為管道噴灌、機組噴灌兩種，主要被應用于小麥種植領域。微噴帶是全新的設備，可以節約水資源，具有安裝便捷、適用性強的優點，濕潤土壤所需時間較短，因此被廣泛應用于水果和蔬菜種植領域，并且開始在大田玉米上進行試用。

2.3水肥一體化技術的應用局限

需要注意的是，水肥一體化技術除了具有上述優點以外，也存在些許局限性。在應用水肥一體化技術過程中，每畝農作物需要超過兩百元的基礎設施成本。滴灌雖然能夠節約水資源和化肥，但是相較于傳統漫灌，前期投資仍然較大，導致收益受到影響。除此之外，設備問題也需要解決。滴灌作業容易發生堵塞，通常而言，一套滴灌設備的使用壽命不會超過兩年，因此在使用過程中，大量的維護工作在所難免。由于各地區的地形存在差別，因此在設計管道路線時需要充分地進行考量，遵循因地制宜的基本原則，也有可能會由于壓力因素而對出水造成影響。在安裝滴灌設備過程中，每個工人在一天時間內只能鋪設三畝地，一百畝地則需要五個工人花費一周時間來完成，再加上調試設備的時間，至少需要十天以上才能夠投入使用。由于水肥一體化技術存在上述局限性，因此農戶在使用時應充分考慮各項因素，謹慎選擇大田作物種植技術。

3大田作物水肥一體化技術的推廣策略

3.1水肥一體化技術基礎性研究

為了更好地應用水肥一體化技術，應充分考慮地區條件、作物類型、基礎設施建設情況等不同因素，并詳細研究大田土壤的養分、水分、灌溉技術、施肥技術等參數。綜合考量以上信息，制定科學、合理的灌溉施肥方案，并且提前準備好相關設備，建立并完善水肥一體化技術體系，將這項技術的作用最大限度地發揮出來。

在進行農業關鍵核心技術攻關過程中，德州市先后掛牌成立了山東農業大學小麥研究院、耕地保育重點實驗室、技術示范應用基地、研究生實踐基地、技術集成示范基地等。農業大數據平臺也逐步被建立起來，為德州市的農業環境監控、農業信息管理及農產品質量監管工作提供了助力。在全市已經建成了多個智慧園區，為了農業生產提供了諸如智能化感知、智能化預警、智能化分析、智能化決策等不同功能，全市認證的智慧應用基地多達十六個。

3.2加大財政扶持力度

政府部門應加大對節水節肥農業的扶持力度，尤其是先進灌溉設備及相關政策。地方財政預算需要為水肥一體化技術的推廣和應用提供充足的經費，擴大招商引資，將先進的技術和設備納入到財政補貼之中，還可以制定一些能夠吸引外部資金的優惠政策，如研發節水節肥灌溉設備的企業可以適當的減稅。通過種植戶、農村合作社等形式，建立并完善水肥一體化技術的長效機制，設立技術示范點，向農戶展現出該項技術的優越性，將示范帶頭作用最大限度地發揮出來，提高農戶應用水肥一體化技術積極性。

為了加強農業園區的建設力度，山東省政府主持修建了德州農產品創新產業園，并于四月份開園，規劃占地超過一萬畝，并且總投資五百多億元。同步推進十二個縣級食品加工產業園區的建設，形成“一地多園”的嶄新格局。為了更好地建設農產品供應體系，德州市向中央爭取了將近4000萬元的扶持專項資金，其中一部分用于推廣水肥一體化技術，實現本地農業的標準化、智能化及集成化，全面提高德州市的農業現代化水平。

3.3加速土地流轉承包

在推廣和應用現代機械化技術過程中，土地的分散經營起到了較為嚴重的負面作用。為了解決上述問題，政府相關部門應根據實際情況制定有效的扶持政策，鼓勵農戶承包大面積土地，使之成為農作物種植大戶，將過于分散的土地集中在一起，促進農業集約化、產業化的進步，將水肥一體化技術的作用最大限度地發揮出來。

3.4研發先進的水肥一體化設備設備

為了提高施肥一體化技術的應用效果，該領域的科研人員應繼續加強研發力度，爭取盡早攻克技術難關。可以重點研發具有實用性的灌溉設備、施肥裝置、過濾裝置，對結構進行優化，以提升其精度，延長使用年限，并將生產維護成本降至最低。還可以通過物聯網技術實現設備的微型化、智能化及信息化。要想解決水溶性化肥產品種類繁雜多樣的問題，就需要在確保高端產品不間斷研發的基礎上，根據實際情況制定水溶化肥標準，為市場發展提供明確的方向。

第一，需要對農業機械技術所能起到的積極作用有深刻認識，并掌握其中操作要點。第二，建立并完善農用機械安全監管制度，通過“以點帶面”來推廣水肥一體化技術。對于升級該項技術而言，制造、發明及購買高質量的機械設備是可行的辦法。現如今，我國農業技術的主要發展方向仍是人力與機械相互結合。要想最大限度地提升基層農業機械應用力度，就需要制定科學、合理的推廣方案，提升技術研發速度，制造出更多實用性強的灌溉設備。為了將先進機械技術的研發成果轉化為農業機械化的具體應用，政府相關部門可以制定機械化精確操作規程，例如精確地播種、施工及施肥等，以此提高水資源、種子、化肥、農藥等農業資源使用效果。

3.5培養綜合性人才

水肥一體化技術綜合了多學科的內容，相關技術人員掌握的知識技能愈全面系統，其服務能力愈強。該項技術的推廣過程中，應注重對相關技術人員的技術培訓，不斷更新其知識庫和提高其應用技能。從事產品研發的工程設計人員應加強農業栽培、施肥、灌溉等技術的學習，使設計出的產品更符合農業生產實際要求；從事農業技術推廣的人員也應加強對設備的設計和應用原理的學習，以熟練使用相關裝備與設置，更好地推廣應用水肥一體化技術。

綜上所述，為了更加高效地利用水資源及化肥，應大力推廣水肥一體化技術，將其作為農業技術發展中的重點扶持項目。對于缺水地區而言，應用水肥一體化技術勢在必行。在種植大田作物過程中，合理應用該項技術可以起到事半功倍的效果，最大限度地提高種植戶的經濟效益。除此之外，政府相關部門也要積極推廣水肥一體化技術，并制定適當的扶持政策，為了大田作物種植提供有利條件。

參考文獻：

[1]袁念念，劉鳳麗，李亞龍，等.水肥一體化對土壤和作物水氮利用影響研究進展[A]. 中國水利學會2021學術年會，2021（8）：23.

[2]李書茵.水肥一體化和化肥減量技術的推廣應用研究[A]. 2022社會發展論壇（貴陽論壇），2022（11）：29.

[3]張麗華，王登社，楊進才，等.智能水肥一體化對馬鈴薯規模化種植影響[A]. 2020年中國馬鈴薯大會，2020（8）：35.