趙桂生

（北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京102442）

與發(fā)達(dá)國家相比，我國水肥一體化技術(shù)晚了近20年。從20世紀(jì)90年代開始，我國灌溉施肥的理論及應(yīng)用技術(shù)逐漸被重視，技術(shù)培訓(xùn)與研討才大量開展。目前，水肥一體化技術(shù)已經(jīng)由過去從局部試驗(yàn)示范發(fā)展為大面積推廣應(yīng)用輻射到干旱缺水的大部分地區(qū)。

水肥一體化技術(shù)因有節(jié)水、節(jié)肥、改善微生態(tài)環(huán)境、減輕病蟲害發(fā)生、增減產(chǎn)量、改善品質(zhì)、提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)勢(shì)，被越來越多的生產(chǎn)者認(rèn)可和推廣應(yīng)用。水肥一體化技術(shù)的推廣應(yīng)用是個(gè)系統(tǒng)工程，涉及灌溉設(shè)施、肥料設(shè)施、作物、土壤、水肥管理、用戶素質(zhì)及相關(guān)政策等諸多方面內(nèi)容，只有上述因素發(fā)揮綜合作用，才能使該項(xiàng)技術(shù)發(fā)揮最佳效果。

水肥一體化是發(fā)展農(nóng)業(yè)的重大技術(shù)，更是資源節(jié)約、環(huán)境友好現(xiàn)代化的一號(hào)技術(shù)。然而，在實(shí)際推廣該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，會(huì)遇到各種不同問題，筆者針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)實(shí)際推廣中遇到的問題，并提出解決對(duì)策，旨在為促進(jìn)水肥一體化發(fā)展提供借鑒。

1 水肥一體化技術(shù)

水肥一體化是利用管道灌溉系統(tǒng)將肥料溶解在水中，隨著灌溉進(jìn)行施肥，適時(shí)、適量地滿足作物對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，實(shí)現(xiàn)水肥同步管理和高效利用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了渠道灌溉向管道輸水、由澆地向澆作物、水肥分開向水肥一體化、土壤施肥向作物施肥、單一管理向綜合管理、傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。

1.1 水肥一體化系統(tǒng)的組成

壓力灌溉有噴灌和微灌等形式。目前，常用形式是微灌與施肥的結(jié)合，且以滴灌、微噴與施肥的結(jié)合居多。微灌施肥系統(tǒng)由水源、首部樞紐、輸配水管道、灌水器4部分組成。河流、水庫、機(jī)井、池塘等水質(zhì)好、符合微灌要求均可作為水源，并在已建設(shè)或有條件建設(shè)微灌設(shè)施的區(qū)域推廣應(yīng)用；電機(jī)、水泵、過濾器、施肥器、控制和量測(cè)設(shè)備、保護(hù)裝置等組成首部樞紐；輸配水管道包括主、干、支、毛管道及管道控制閥門等；灌水器包括滴頭或噴頭、滴灌帶等。水肥一體化技術(shù)主要適用于設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培、果園栽培和棉花等大田經(jīng)濟(jì)作物栽培，以及經(jīng)濟(jì)效益較好的其他作物。

1.2 水肥一體化技術(shù)要點(diǎn)

1.2.1 微灌施肥系統(tǒng)的選擇。根據(jù)水源的水質(zhì)情況、地形變化（溫室沒有這個(gè)問題）、種植面積、作物種類、施肥等因素，選擇不同的微灌施肥系統(tǒng)。溫室灌溉一般選擇滴灌或微噴形式，施肥裝置可選擇文丘里施肥器、壓差式施肥罐等，有條件的可選擇自動(dòng)灌溉施肥系統(tǒng)。

1.2.2 制定微灌施肥方案。根據(jù)溫室種植作物的需水量和作物生育期確定灌水定額，形成灌水制度；根據(jù)種植作物的需肥規(guī)律、現(xiàn)有土壤的肥力水平及目標(biāo)產(chǎn)量確定總施肥量、氮磷鉀比例及底、追肥的比例，形成施肥制度，微灌施肥系統(tǒng)施用底肥與傳統(tǒng)施肥方法相同，可包括多種有機(jī)肥和多種化肥，尤其復(fù)合化肥，推廣使用農(nóng)家肥作為底肥。彈藥注意微灌追肥必須是可溶性肥料。

1.2.3 配套技術(shù)。為發(fā)揮水肥一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在選擇作物優(yōu)良品種、加強(qiáng)田間管理的基礎(chǔ)上，還可采用地膜覆蓋技術(shù)，形成膜下微灌形式。實(shí)踐證明，膜下微灌水肥一體化技術(shù)對(duì)改善微環(huán)境、減少病蟲害的發(fā)生效果更明顯。

2 水肥一體化推廣中存在的問題

2.1 水肥浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重

實(shí)際日光溫室的實(shí)施作物種植過程常見如下幾種情況發(fā)生。

2.1.1 大水漫灌加人工施肥的生產(chǎn)模式。目前，在自采深井水源或自然河流水源生產(chǎn)的地方，常見的是在日光溫室中修建灌溉渠道，采用大水漫灌加人工手撒施肥的模式（圖1）。與節(jié)水灌溉相比，水資源浪費(fèi)20%以上，肥料浪費(fèi)且極不均勻，常見存水處秧苗因化肥過多而枯死，而另一些地方因水肥不夠、長(zhǎng)勢(shì)不好的現(xiàn)象，造成不必要的減產(chǎn)。產(chǎn)生這現(xiàn)象的主要原因是水費(fèi)低或者不用交水費(fèi)，經(jīng)營者不需要考慮水的成本。

圖1 棚內(nèi)大水漫灌渠道

圖2 管道過濾器含沙量

另一種模式是利用渠道灌溉，將溶解的肥料人工倒進(jìn)渠道，看似水肥一體化，實(shí)際沒有達(dá)到節(jié)水、節(jié)肥的目的，由于施肥是人工操作，造成施肥時(shí)間短且極不均勻。

2.1.2 管灌加人工施肥模式。有些溫室利用管道灌水加人工直接將肥料灑向地面的生產(chǎn)模式。這種灌溉方式在實(shí)際中非常多，主要是這種方式達(dá)到了節(jié)水的目的，且不像微灌水肥一體化那么易堵塞，容易被生產(chǎn)和管理者接受。這種模式實(shí)際上沒有達(dá)到節(jié)肥的目的，且施肥不均勻。

2.2 滴灌水肥一體化管道易堵塞

目前，因?yàn)樗床粷崈簟⒑沉扛?、肥料含有雜質(zhì)等因素的存在，使得滴灌這種非常好的灌溉方式加上施肥后變得不夠完美，堵塞現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生（圖2）。造成施肥不均勻，經(jīng)常見作物死亡的現(xiàn)象。通過對(duì)北京某園藝農(nóng)場(chǎng)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該農(nóng)場(chǎng)草莓溫室長(zhǎng)100 m，采用不分區(qū)的滴灌帶灌溉，草莓死亡率達(dá)到8%～10%，且隨著草莓的生長(zhǎng)，死亡率在緩慢增加。解決堵塞問題，無非降低水源含沙量、選擇可溶性高的肥料、清潔水源等措施，但實(shí)際效果均不理想，因?yàn)榈喂鄮ЫY(jié)構(gòu)的原因很容易堵塞，且不能沖洗。

2.3 水肥一體化技術(shù)設(shè)備不配套

水肥一體化技術(shù)灌溉、施肥同時(shí)進(jìn)行，要求肥料的水溶解性較高，加上前期一次性投資相對(duì)較大造成了該項(xiàng)技術(shù)的局限性，也是難以推廣的主要原因。目前，市場(chǎng)上的微灌施肥設(shè)備產(chǎn)品精確度偏低，灌溉、施肥設(shè)備配套性差，導(dǎo)致產(chǎn)品性能穩(wěn)定性不高。

由于水肥一體化技術(shù)發(fā)展過快，導(dǎo)致一些灌溉系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)不合理，安裝粗放，缺乏技術(shù)服務(wù)等問題。設(shè)計(jì)不合理，直接影響了灌溉系統(tǒng)的使用效果，表現(xiàn)為灌溉不均勻，過濾器選型不合理、灌溉和施肥設(shè)備不配套等，滴頭間距、灌溉水量、施肥量等也沒有根據(jù)現(xiàn)有土壤質(zhì)地及作物栽植規(guī)格選擇。

與常規(guī)肥料相比，水肥一體化技術(shù)的科技含量要求更高。體現(xiàn)在：肥料的水溶性要求高，需要嚴(yán)格控制不溶物的含量及顆粒大小；通過微灌系統(tǒng)進(jìn)行一體化施肥，要求設(shè)備配套、技術(shù)服務(wù)到位。

2.4 低水價(jià)或零水價(jià)阻礙了水肥一體化技術(shù)的推廣

農(nóng)業(yè)灌溉費(fèi)用中電費(fèi)所占比例較大，水資源價(jià)格偏低（甚至有些自己的深井不需要交水費(fèi)），低水價(jià)或零水價(jià)阻礙了水肥一體化技術(shù)的推廣。由于設(shè)施農(nóng)業(yè)效益相對(duì)偏低，農(nóng)民收入水平不高，水肥一體化一次性投資較大，沒有政府的政策支持和資金鼓勵(lì)，水肥一體化技術(shù)難以快速推廣。目前，水肥一體化配套設(shè)施產(chǎn)品精度相對(duì)較低，配套性差，系統(tǒng)性能不穩(wěn)定等限制了該項(xiàng)技術(shù)的推廣和普及。

2.5 盲目施肥現(xiàn)象嚴(yán)重

合理的施肥應(yīng)根據(jù)種植作物的需肥規(guī)律、現(xiàn)有土壤的肥力水平及目標(biāo)產(chǎn)量確定總施肥量，氮磷鉀比例及底、追肥的比例等。實(shí)施微灌施肥技術(shù)可使肥料利用率提高40%～50%，故微灌施肥的用肥量為常規(guī)施肥的50%～60%。以設(shè)施栽培番茄為例，每生產(chǎn)1 000 kg 番茄需要吸收 N 3.18 kg、P 0.74 kg、K 4.83 kg，目標(biāo)產(chǎn)量設(shè)定為15 000 kg/hm2，養(yǎng)分總需求量是N 47.70 kg、P 11.10 kg、K 72.45 kg；設(shè)施栽培條件下氮肥利用率57%～65%，磷肥為35%～42%，鉀肥為70%～80%；實(shí)現(xiàn)上述產(chǎn)量應(yīng)施 N 73.38～83.68 kg/hm2、P 26.43～31.71 kg/hm2，K 90.56～103.50 kg/hm2（未計(jì)算現(xiàn)有土壤的養(yǎng)分含量）。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)施番茄營養(yǎng)特點(diǎn)，擬定番茄各生育期施肥方案。

實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)單位往往忽略種植作物的需肥規(guī)律和現(xiàn)有土壤的肥力，根據(jù)自己的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)施底肥和追肥。如北京市房山區(qū)某園藝農(nóng)場(chǎng)的溫室經(jīng)過土壤檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)除N肥略低外，P、K肥和微量元素都非常高，但檢測(cè)前該農(nóng)場(chǎng)一直按照常規(guī)施底肥（雞糞），追肥為復(fù)合肥，造成了肥料使用上的浪費(fèi)。

3 水肥一體化推廣對(duì)策

3.1 改善水肥浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象

對(duì)大水漫灌加人工施肥的生產(chǎn)模式中水肥浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象應(yīng)該采取以下措施：首先，通過技術(shù)講座、技術(shù)服務(wù)等方式，提高管理者節(jié)水、節(jié)肥的意識(shí)。其次，經(jīng)過多方調(diào)查，采取有效的方法適當(dāng)提高水費(fèi)，督促生產(chǎn)者和管理者采用水肥一體化技術(shù)，達(dá)到節(jié)約成本、保護(hù)環(huán)境的目的。再次，行政管理者對(duì)節(jié)水、節(jié)肥的生產(chǎn)者適當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)造成不必要的水肥浪費(fèi)者進(jìn)行必要的處罰，會(huì)起到一定的推動(dòng)作用。

對(duì)管灌加人工施肥模式中水肥浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象，應(yīng)該采取以下措施：在管道上加一個(gè)施肥器即可解決問題，且費(fèi)用不高。施肥器種類很多，建議在管道中安裝文丘里施肥器，可定量、可控制施肥的量和速度。

3.2 防止管道堵塞

采用控制流量的微噴帶灌溉方式，能較好地解決堵塞問題。通過在北京某園藝農(nóng)場(chǎng)的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該方法非常好，因?yàn)樵撧r(nóng)場(chǎng)的水源除沙灌多年未清洗，含沙量很高，但采用了微噴帶后堵塞有明顯好轉(zhuǎn)。膜下微噴帶如果水量大可能造成沖刷薄膜和土地現(xiàn)象，采用一種微噴帶外裹無紡布倒用的方法，控制水頭，可有效解決滴灌帶堵塞的問題，對(duì)很多作物均適用。

3.3 完善水肥一體化配套設(shè)施

提高工廠的生產(chǎn)效率，降低材料的售價(jià)，政府鼓勵(lì)生產(chǎn)者使用水肥一體化技術(shù)，在政策和資金上給予一定的幫助。

3.4 大力推廣階梯式水價(jià)

對(duì)超過部分水價(jià)大幅提升，提高農(nóng)民和管理者的意識(shí)，將微觀效益和宏觀效益相結(jié)合，政府在政策和租金上給予一定的幫助，相信水肥一體化技術(shù)的推廣普及會(huì)迎來一個(gè)新的時(shí)期。

3.5 實(shí)行測(cè)土配方施肥

改變盲目施肥的現(xiàn)狀其實(shí)很簡(jiǎn)單，將土樣送到相關(guān)檢測(cè)部門進(jìn)行檢測(cè)，再根據(jù)設(shè)施作物的需肥規(guī)律、現(xiàn)有土壤的肥力綜合考慮進(jìn)行施肥量的確定。

4 發(fā)展前景

我國水肥一體化技術(shù)起步較晚，但該項(xiàng)技術(shù)確實(shí)是實(shí)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的好技術(shù)，解決成本，提高產(chǎn)量，增加收入是關(guān)鍵。我國又是水資源緊缺的國家，人均水資源占有量在世界排第109位，僅為世界平均水平的1/4。同時(shí)，我國還是肥料消耗大國，單位面積施肥量居世界前列，說明肥料利用率極度偏低，亟需提高。

我國大力發(fā)展水肥一體化技術(shù)的意義遠(yuǎn)不限于節(jié)水節(jié)肥本身，而是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)尤其設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。同時(shí)，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一次技術(shù)革命。

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