王自強(qiáng)，王曉旭，段衛(wèi)力，劉東旭，周 偉，王寶杰，鄭雪松*

（1 中化化肥有限公司，北京 100031；2 中化（煙臺(tái)）作物營(yíng)養(yǎng)有限公司）

水肥一體化技術(shù)是指根據(jù)作物需求，對(duì)農(nóng)田水分和養(yǎng)分進(jìn)行綜合調(diào)控、一體化管理，以水促肥、以肥調(diào)水，實(shí)現(xiàn)水肥耦合[1]。具體做法是：借助壓力系統(tǒng)或者地形的自然落差情況，結(jié)合土壤養(yǎng)分含量以及作物營(yíng)養(yǎng)需求，將可溶性固體肥料或液體肥料配兌成肥液與灌溉水一起，通過(guò)管道系統(tǒng)向植物根部供水、供肥。

1 水肥一體化技術(shù)推廣現(xiàn)狀

2016 年4 月，農(nóng)業(yè)部辦公廳印發(fā)《推進(jìn)水肥一體化實(shí)施方案（2016-2020 年）》，到2020 年水肥一體化技術(shù)推廣面積達(dá)到0.1 億hm2，新增533.33 萬(wàn)hm2。根據(jù)水利部農(nóng)村水利水電司2018 年《農(nóng)村水利水電工作年度報(bào)告》數(shù)據(jù)，2016～2018 年我國(guó)新增具備水肥一體化技術(shù)應(yīng)用條件耕地面積為433.67 萬(wàn)hm2。2017 年中國(guó)企業(yè)代表團(tuán)在APEC 工商咨詢理事會(huì)上，向亞太合作組織提交《水肥一體化促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展》提案，其主要觀點(diǎn)寫(xiě)入提交APEC 經(jīng)濟(jì)體領(lǐng)導(dǎo)人信函及報(bào)告。得益于各國(guó)政府重視和市場(chǎng)推動(dòng)，水肥一體化應(yīng)用發(fā)展迅速，2013 年全球水肥一體化應(yīng)用面積101.9 萬(wàn)hm2已占耕地面積的20.6%[2]。但因肥料和水資源分布、規(guī)模種植程度、農(nóng)業(yè)服務(wù)水平、種植者知識(shí)結(jié)構(gòu)差異，不同地區(qū)水肥一體化應(yīng)用推廣并不均衡。

2 水肥一體化技術(shù)推廣的必要性

我國(guó)水資源總量約為2.8 萬(wàn)億m3，人均占有量?jī)H為2300m3，約為世界平均水平的1/4[3]。年際年內(nèi)分配不均導(dǎo)致水資源供給可靠性大大降低，氣候變化和極端氣候現(xiàn)象頻發(fā)使水資源時(shí)空分布更加不均[4]。如山東省所處的黃淮海地區(qū)受旱面積和成災(zāi)面積位居全國(guó)首位，1998～2015 年年均受損面積為242.13 萬(wàn)hm2[5]；云南省在20 世紀(jì)80 年代之后旱災(zāi)呈現(xiàn)明顯加重趨勢(shì)，平均3 年左右就有一大旱年[6]；東北地區(qū)干旱亦呈逐年加重趨勢(shì)[7]。我國(guó)農(nóng)業(yè)用水占比超過(guò)60%，且灌溉水利用率僅有46%，而美國(guó)已達(dá)54%，以色列更是達(dá)到87%。故我國(guó)農(nóng)業(yè)用水節(jié)水空間更大[8]。推廣水肥一體化技術(shù)，加快高效節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展，是緩解我國(guó)水資源緊缺的途徑之一，也是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必然選擇。

2017 年中國(guó)化肥使用量為5859 萬(wàn)t，耕地面積6781.5 萬(wàn)hm2，667m2均化肥用量遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際防止水體污染設(shè)置的安全上限；且中國(guó)水稻、玉米、小麥三大糧食作物氮肥、磷肥和鉀肥當(dāng)季平均利用率分別為33%、24%、42%，仍處于較低水平，還有很大提升空間[3]。水肥一體化應(yīng)用技術(shù)可減少肥料流失和土壤固定，可提高氮肥、鉀肥利用率到60%，磷肥到40%～50%[9]；該技術(shù)已經(jīng)成為提高肥料利用效率、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的關(guān)鍵措施。

最新統(tǒng)計(jì)我國(guó)新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體已達(dá)280 萬(wàn)個(gè)，其中家庭農(nóng)場(chǎng)87.7 萬(wàn)戶，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化組織超過(guò)38 萬(wàn)個(gè)，新型規(guī)模種植主體逐步成為中國(guó)農(nóng)業(yè)的主力軍。但新興農(nóng)業(yè)主體適應(yīng)生產(chǎn)力發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力明顯不足，大部分處于傳統(tǒng)種植模式，運(yùn)用先進(jìn)科技手段進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占比小。降本增效是每個(gè)規(guī)模種植農(nóng)場(chǎng)的普遍需求。水肥一體化能夠提高水、肥利用率，從而省水省肥[10-11]；能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作，從而省工；能夠滿足作物不同生長(zhǎng)階段水分、養(yǎng)分需求[12]，從而激發(fā)植物潛能增加產(chǎn)量并提升品質(zhì)。水肥一體化技術(shù)逐漸受到新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體青睞。

3 水肥一體化技術(shù)集成

水肥一體化技術(shù)是基于節(jié)水灌溉和植物營(yíng)養(yǎng)技術(shù)的綜合應(yīng)用：由高效節(jié)水灌溉設(shè)計(jì)與實(shí)施、水溶肥料、根據(jù)作物需水需肥規(guī)律擬合灌溉施肥方案組成。從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)母咝Ч?jié)水灌溉項(xiàng)目設(shè)計(jì)開(kāi)始，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的參數(shù)，安裝性價(jià)比高的灌溉施肥設(shè)備和選擇便于自動(dòng)化的水溶性肥料，輔以科學(xué)合理的微灌施肥方案，最終形成規(guī)模種植農(nóng)場(chǎng)定制化、科學(xué)的水肥綜合管理方案。

3.1 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓?jié)水灌溉項(xiàng)目設(shè)計(jì)

節(jié)水灌溉規(guī)劃應(yīng)包括基本資料搜集、技術(shù)參數(shù)初定、灌水器選型、管網(wǎng)布置與設(shè)計(jì)、管網(wǎng)水力計(jì)算和首部樞紐設(shè)計(jì)[13]。規(guī)劃成果應(yīng)繪制成設(shè)計(jì)圖紙，包括項(xiàng)目總體平面布置圖、典型工程布置圖、工程系統(tǒng)運(yùn)行方案圖、工程系統(tǒng)管網(wǎng)連接圖、系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)壓力分布圖、各類(lèi)建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖和材料設(shè)備用量統(tǒng)計(jì)表等[14]。

規(guī)劃設(shè)計(jì)之前需要搜集本地氣象、地形與土壤、水源水質(zhì)、待實(shí)施區(qū)種植作物資料和種植主體水肥管理要求。所需氣象資料包括降水量、蒸發(fā)量、凍土層深度等；地形與土壤資料包括海拔高度、土壤質(zhì)地、鹽堿情況等；水源水質(zhì)資料包括地表水或地下水資源選擇、水質(zhì)評(píng)價(jià)；待實(shí)施區(qū)種植作物資料包括作物種類(lèi)、種植行間距、作物根系深度、需水規(guī)律；農(nóng)場(chǎng)水肥管理要求包括輪灌計(jì)劃、自動(dòng)化水平需求。

根據(jù)搜集到的數(shù)據(jù)資料，推薦水肥一體化項(xiàng)目的設(shè)計(jì)灌溉保證率、灌溉水利用系數(shù)、土壤潤(rùn)濕比和灌溉水均勻系數(shù)。《微灌工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50485-2009）規(guī)定，微灌工程設(shè)計(jì)保證率應(yīng)根據(jù)自然和經(jīng)濟(jì)條件確定，但不應(yīng)低于85%：滴灌灌溉水利用系數(shù)不應(yīng)低于0.9，微噴灌、小管出流不應(yīng)低于0.85[15]。

灌水器的選擇關(guān)系到灌水質(zhì)量和項(xiàng)目造價(jià)。水肥一體化項(xiàng)目灌溉形式按所選灌水器可分為滴灌、微噴灌、小管出流、脈沖微噴灌、滲灌等[16]。灌水器類(lèi)型會(huì)影響土壤潤(rùn)濕比，但不同作物所要求土壤潤(rùn)濕比是不同的。通常根據(jù)種植作物種類(lèi)與種植模式、土壤性質(zhì)及灌水器本身適宜壓力范圍、流量、制造精度和抗堵性能決定灌水器應(yīng)用類(lèi)型。為保證灌水均勻，還需選用制造偏差小的灌水器，且穩(wěn)定其工作壓力。

管網(wǎng)是節(jié)水灌溉項(xiàng)目的主體，由干管、分干管、支管和毛管組成，且各級(jí)管道設(shè)計(jì)流量是根據(jù)輪灌方案確定后的輪灌組計(jì)算得出的。作物種植方向是以上管道布置的主導(dǎo)因素[17]。需要注意的是，毛管鋪設(shè)要順延作物種植方向，且鋪設(shè)長(zhǎng)度有限值[18]。管網(wǎng)布置形式包括樹(shù)狀管網(wǎng)和環(huán)狀管網(wǎng)，還可以根據(jù)項(xiàng)目要求進(jìn)行優(yōu)化[19]。管網(wǎng)設(shè)計(jì)要適應(yīng)作物種植結(jié)構(gòu)，滿足生長(zhǎng)期各階段適時(shí)、適量需水要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便操作，安全運(yùn)行。

田間管網(wǎng)水力計(jì)算是節(jié)水灌溉管網(wǎng)優(yōu)化的有力支撐。水力計(jì)算一般包括灌水小區(qū)水力設(shè)計(jì)、水頭損失計(jì)算、設(shè)計(jì)流量與設(shè)計(jì)水頭、節(jié)點(diǎn)壓力平衡和水錘壓力驗(yàn)算與防護(hù)[8]。通常田間管網(wǎng)造價(jià)占系統(tǒng)造價(jià)1/3 以上。因此，在保證灌水器平均流量和灌水均勻度前提下，通過(guò)水力計(jì)算合理分配田間管網(wǎng)允許水頭差，選擇合適的支管與毛管規(guī)格，可以使田間管網(wǎng)投資最小[20]。

首部樞紐是全系統(tǒng)調(diào)配中心。其作用是從水源取水加壓并注入肥料，經(jīng)凈化處理后按時(shí)按量輸進(jìn)管網(wǎng)、灌水器，擔(dān)負(fù)整個(gè)灌溉系統(tǒng)加壓、供水、過(guò)濾、量測(cè)和調(diào)控任務(wù)[21]。首部樞紐設(shè)計(jì)內(nèi)容為確定動(dòng)力系統(tǒng)流量與揚(yáng)程參數(shù)、過(guò)濾設(shè)備精度與類(lèi)型、制定水肥量測(cè)與安全防護(hù)措施。過(guò)濾系統(tǒng)應(yīng)滿足灌水器對(duì)水質(zhì)處理的要求；且壓力損失較小，便于清洗維護(hù)；并根據(jù)自動(dòng)化需要設(shè)計(jì)自清洗過(guò)濾功能[22]。還需要視過(guò)濾器自動(dòng)反沖洗、壓力瞬間過(guò)大保護(hù)需要增加各種功能閥門(mén)。系統(tǒng)工作壓力或流量變幅較大的微灌系統(tǒng)，宜選配變頻調(diào)速設(shè)備[23]。

3.2 性價(jià)比高的節(jié)水灌溉、施肥設(shè)備

3.2.1 灌溉首部選型。水泵選型原則為額定揚(yáng)程與流量滿足灌溉設(shè)計(jì)要求。距離地表水源較近宜選擇離心泵，距離水源較遠(yuǎn)或采用地下水灌溉宜選用潛水泵[24]。長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，水泵平均效率要高，而且經(jīng)常在最高效率點(diǎn)的右側(cè)。

從河道或渠道中取水時(shí)，取水口應(yīng)設(shè)置攔污柵。從多泥沙水源取水時(shí)，應(yīng)修建沉淀池。根據(jù)水源雜質(zhì)類(lèi)型選擇離心、砂石介質(zhì)、網(wǎng)式過(guò)濾器或疊片過(guò)濾器中一種或多種[25]。砂石過(guò)濾器以均質(zhì)等粒徑石英砂形成砂床作為過(guò)濾載體進(jìn)行立體深層過(guò)濾，是去除水中有機(jī)質(zhì)的常見(jiàn)過(guò)濾設(shè)備。當(dāng)水中有機(jī)物含量超過(guò)10mg/L 時(shí)，砂石過(guò)濾器是最好的選擇[26]。離心過(guò)濾器一般成柱狀或錐狀，以離心力和旋流作用進(jìn)行過(guò)濾，適合處理一些雜質(zhì)單一或者沙子、石塊較多的水源。網(wǎng)式過(guò)濾器是利用濾網(wǎng)將水中雜質(zhì)與水分離，適合沙?；蚍哿橹饕s質(zhì)水源過(guò)濾。疊片過(guò)濾器內(nèi)有數(shù)量眾多帶有溝槽的塑料環(huán)形盤(pán)鎖緊疊在一起形成的濾芯，過(guò)濾精度高、深層過(guò)濾攔污能力強(qiáng)。水肥一體化項(xiàng)目中過(guò)濾系統(tǒng)往往根據(jù)水源、水質(zhì)選擇以上一種或多種過(guò)濾器組合使用。

配施肥機(jī)是水肥一體化設(shè)備設(shè)施的大腦，決定施肥工效，并影響農(nóng)業(yè)種植標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)；是高效節(jié)水灌溉首部重要組成部分。與壓差溶肥罐、文丘里注肥機(jī)、電動(dòng)注肥泵、比例注肥泵等施肥裝置相比，自動(dòng)灌溉施肥機(jī)更適合自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、精準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)[27]。根據(jù)作物灌溉施肥指標(biāo)或閾值設(shè)定肥料配比程序，采用模糊控制器控制電動(dòng)閥開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)短，通過(guò)EC 傳感器控制文丘里或施肥泵施肥，滿足不同農(nóng)作物需肥要求，是全自動(dòng)施肥機(jī)設(shè)計(jì)原理[28]。但由于所用肥料種類(lèi)、種植者素質(zhì)、水肥習(xí)慣傳承，這種施肥機(jī)在中國(guó)的用戶體驗(yàn)并不好。近來(lái)，一款根據(jù)中國(guó)高含量、高密度、高粘度、可含有機(jī)質(zhì)水溶肥特性，通過(guò)泵和電磁閥控制、軟件設(shè)定施肥面積，自動(dòng)完成所需高氮、高磷、高鉀、有機(jī)水溶肥定量桶混，形成母液并將母液按比例或定量添加到灌溉水中的施肥機(jī)受到行業(yè)關(guān)注，被越來(lái)越多規(guī)模種植農(nóng)場(chǎng)選擇。

水表的選擇要考慮水頭損失值在可接受范圍內(nèi)，測(cè)量范圍比系統(tǒng)實(shí)際水頭略大的壓力表，以提高測(cè)量精度并配置于肥料注入口上游，防止肥料腐蝕水表。同時(shí)在過(guò)濾器前后均設(shè)置壓力表，以便根據(jù)壓差確定清洗時(shí)機(jī)。過(guò)濾器頂部和下游各設(shè)一個(gè)進(jìn)排氣閥，其作用為系統(tǒng)開(kāi)啟充水時(shí)排除空氣，系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)向管網(wǎng)補(bǔ)氣，以防止負(fù)壓產(chǎn)生[29]。

3.2.2 田間管網(wǎng)。管道是灌溉輸水項(xiàng)目重要組成部分。管道選材、選型直接影響到項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量和造價(jià)。灌溉項(xiàng)目中常用塑料管道、金屬管道和復(fù)合管道，其中塑料管道用量最大。塑料管道中三大主流管道為：聚氯乙烯（PVC）管、聚乙烯（PE）管和聚丙烯（PP）管[30]。

PVC 管道是以氯乙烯樹(shù)脂單體為主，加入必要添加劑，用擠出成型法制成的熱塑性塑料圓管。具有一定耐腐蝕性能，一般用于常溫介質(zhì)輸送。在水肥一體化項(xiàng)目中常作為干管、分干管地埋使用。聚乙烯塑料（PE）管是以聚乙烯樹(shù)脂單體為主，加入必要添加劑，用擠出成型法制成的熱塑性塑料圓管。PE 管具有良好耐低溫性能和韌性，可以在凍土層中使用。根據(jù)加工時(shí)壓力和密度不同，聚乙烯塑料管可分為低密度PE（LDPE）管、中密度PE（MDPE）管和高密度PE（HDPE）管。高密度PE 管耐高溫和機(jī)械性能好，常用于丘陵或低溫地區(qū)，作為干管、分干管使用。低密度PE 管柔性更優(yōu)，常用做連接滴灌管的支管[31]。

3.2.3 田間首部。田間首部具有二級(jí)調(diào)壓、過(guò)濾，預(yù)防虹吸和水錘功能。由二級(jí)疊片過(guò)濾器、電磁減壓閥、空氣閥與真空閥組成。

為保證每個(gè)灌水小區(qū)灌水均勻度，各灌水小區(qū)的首部安裝具有調(diào)壓（減壓）功能的閥門(mén)，可以預(yù)先設(shè)定所有灌水小區(qū)首部所需壓力[32]。疊片過(guò)濾器精度為120目，可以進(jìn)一步對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化，以保證滴灌管線經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用而不會(huì)發(fā)生堵塞。田間首部中的空氣閥，可以排出系統(tǒng)中的空氣，消除氣阻保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備；真空閥可以向系統(tǒng)中補(bǔ)充空氣，防止真空破壞。

3.2.4 灌水器。灌水器的作用是把末級(jí)管道中壓力水流均勻而又穩(wěn)定地分配到植物根部[33]。按消能方式分類(lèi)有彈性膜片消能和長(zhǎng)流道消能；按功能分為壓力補(bǔ)償型和非壓力補(bǔ)償型。壓力補(bǔ)償式灌水器主要用于長(zhǎng)距離或者存在高差地方鋪設(shè)，非壓力補(bǔ)償式用于短距離鋪設(shè)。國(guó)內(nèi)廣泛使用滴頭、滴灌管或滴灌帶、薄壁滴灌帶等[34]。滴頭流量一般為2、4、8L/h，主要用于株距不統(tǒng)一、地形起伏較大、用水量大的果樹(shù)。內(nèi)鑲貼片式或柱式滴灌管或滴灌帶流量一般為1～8L/h，主要用于設(shè)施栽培或高端經(jīng)濟(jì)作物。相對(duì)滴灌帶，滴灌管壽命稍長(zhǎng)。薄壁滴灌帶俗稱(chēng)邊縫式滴灌帶，主要應(yīng)用于1 年生大田作物（棉花、玉米、加工番茄）及大面積栽培露地蔬菜、甜西瓜等。

3.3 便于自動(dòng)化使用的水溶性肥料

根據(jù)肥料物理化學(xué)特性，很多固體或液體水溶性肥料都適用于水肥一體化系統(tǒng)。水溶肥具有高純度、高溶解度和低含鹽量等特點(diǎn)[35]。水溶肥尤其是液體水溶肥更適合水肥一體自動(dòng)化系統(tǒng)。

水溶肥是指能夠完全溶解于水的多元素復(fù)合型、速效性肥料?？砂串a(chǎn)品形態(tài)、組分、作用功能進(jìn)行分類(lèi)。按產(chǎn)品形態(tài)可分為顆粒、粉劑、水劑3 種；按組分可以分為大量元素水溶肥、中量元素水溶肥、微量元素水溶肥、含腐植酸水溶肥、含氨基酸水溶肥、有機(jī)水溶肥料。按添加中量、微量營(yíng)養(yǎng)元素類(lèi)型可將大量元素水溶肥料和含氨基酸水溶肥料細(xì)分為中量元素型和微量元素型。按添加大量、微量營(yíng)養(yǎng)元素可將含腐植酸水溶肥料分為大量元素型和微量元素型。含腐植酸水溶肥大量元素型產(chǎn)品可分為固體或液體2 種劑型；微量元素僅有固體劑型。

液體水溶肥是含有一種或一種以上作物所需營(yíng)養(yǎng)元素的液體產(chǎn)品，這些營(yíng)養(yǎng)元素作為溶質(zhì)溶解于水中成為溶液，或借助懸浮劑作用懸浮于水中成為懸濁液。其中清液型液體復(fù)合肥料由于其各種營(yíng)養(yǎng)成分均勻地溶解在水中，使其在機(jī)械施肥中能夠發(fā)揮出固體復(fù)混肥料所沒(méi)有的優(yōu)越性。清液型液體復(fù)合肥可以直接通過(guò)滴灌及噴灌系統(tǒng)施用，具有施肥成本低、施肥準(zhǔn)確度高、均勻性高、自動(dòng)化程度高、肥料利用率高等優(yōu)點(diǎn)[36]。

氮、磷、鉀肥是作物生產(chǎn)中最為重要的三大營(yíng)養(yǎng)元素，合理施氮、有效施磷、高效施鉀是實(shí)現(xiàn)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵。大量元素水溶肥施于作物葉片表面或作物根部后，各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以快速進(jìn)入作物體內(nèi)，及時(shí)補(bǔ)充作物所需大量元素養(yǎng)分?？筛鶕?jù)作物需肥規(guī)律設(shè)計(jì)大量元素水溶肥中氮、磷、鉀含量。其所用原料與常規(guī)復(fù)合肥料略有不同，磷源主要有工業(yè)級(jí)磷酸一銨或二銨、磷酸二氫鉀、磷酸脲、聚磷酸銨；氮源主要是銨、硝酸鹽，分別提供銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，不足部分用尿素補(bǔ)足；硝酸鉀、磷酸二氫鉀是主要的鉀源[37]。

含氨基酸水溶肥是指以游離氨基酸為主體，按植物生長(zhǎng)所需比例添加適量鈣、鎂中量元素或銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬微量元素形成的液體或固體水溶肥料。含氨基酸水溶肥屬于速效肥，其中氨基酸分子可以被植物快速吸收，直接利用[38]。合理使用氨基酸水溶肥，可以提高植株光合速率和氣孔導(dǎo)度，促進(jìn)光合作用；提高根系活力、增加葉面積，促進(jìn)作物生長(zhǎng)；降低植物體內(nèi)MDA 含量，有利于作物產(chǎn)量形成。

從泥炭、褐煤或風(fēng)化煤提取而得的，由動(dòng)植物殘?bào)w經(jīng)過(guò)微生物分解、轉(zhuǎn)化及化學(xué)作用等形成，含苯核、羧基和酚羥基等無(wú)定形高分子化合物的混合物為礦物源腐植酸。腐植酸分子同時(shí)存在親水集團(tuán)和疏水基團(tuán)，具有兩性分子特性；具有較強(qiáng)氧化還原能力；還可以和金屬陽(yáng)離子形成絡(luò)合物。在適合植物生長(zhǎng)所需比例的礦物源腐植酸中，添加適量氮、磷、鉀大量元素或銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬微量元素而制成的液體或固體水溶肥料即為含腐植酸水溶肥。腐植酸水溶肥可以提高作物抗旱、抗寒、抗病能力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育[39]。

水肥一體化項(xiàng)目中，選擇水溶肥時(shí)應(yīng)考慮作物品種和生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期、土壤質(zhì)地、灌溉水質(zhì)，并注意肥料的使用方法。不同作物具有不同需肥規(guī)律，在作物不同生長(zhǎng)時(shí)期，需肥規(guī)律也不同。滿足作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的不同需求，合理調(diào)整作物根部土壤微環(huán)境，適當(dāng)添加植物可吸收的氨基酸是保證施肥效果、提高肥料利用率的關(guān)鍵措施。

3.4 科學(xué)合理的微灌施肥方案

作物的水肥耦合效應(yīng)指在以作物為主體構(gòu)建的生態(tài)體系中，作物周?chē)帧⒎柿线@兩類(lèi)物質(zhì)相互作用而對(duì)作物產(chǎn)生影響。通過(guò)科學(xué)合理的微灌施肥方案，可以實(shí)現(xiàn)水分和養(yǎng)分在時(shí)空上的耦合，可按照作物長(zhǎng)勢(shì)和需水需肥規(guī)律控制肥、水配比，一定程度上改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中水肥供應(yīng)不協(xié)調(diào)的弊端。

農(nóng)作物生長(zhǎng)中60%養(yǎng)分需要從土壤中攝取。根據(jù)作物對(duì)養(yǎng)分需求規(guī)律、土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力和肥料效應(yīng)特點(diǎn)，在合理使用有機(jī)肥基礎(chǔ)上，提出氮、磷、鉀及中微量元素肥料的施用量、施用時(shí)期和施用方法的一套施肥技術(shù)體系，即為施肥制度。制定施肥制度時(shí)，應(yīng)注意肥料間的拮抗反應(yīng)，分開(kāi)施用具有拮抗反應(yīng)的肥料；根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境溫度，選擇耐不同低溫的液體水溶肥產(chǎn)品。

一般作物生育前期和后期需水較少，中期生長(zhǎng)旺盛，需水較多。需水關(guān)鍵期多在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)過(guò)渡階段。根據(jù)作物需水規(guī)律進(jìn)行合理灌溉，才能擬合成灌溉制度。灌溉制度是指種植前及全生育期內(nèi)灌水次數(shù)、灌水周期、一次灌水延續(xù)時(shí)間、灌水定額以及灌水總額，且需水總量和每次灌水量因作物種類(lèi)和土壤干旱程度而異。制定灌溉制度時(shí)，還應(yīng)注意灌溉水硬度，避免與含磷水溶肥反應(yīng)生成沉淀而堵塞管道。

因此，通過(guò)測(cè)土對(duì)土壤肥力狀況作出明確判斷，獲悉土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)是規(guī)模種植主體應(yīng)用水肥一體化技術(shù)的必要環(huán)節(jié)。根據(jù)作物目標(biāo)產(chǎn)量、需水和需肥特點(diǎn)，分別建立灌溉制度和施肥方案，進(jìn)一步整合成微灌施肥制度，才能形成科學(xué)合理的水肥一體化技術(shù)方案。

4 展望

水和肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)資源。水是肥效發(fā)揮的關(guān)鍵，而肥是打開(kāi)水土系統(tǒng)生產(chǎn)效能的鑰匙。水肥一體應(yīng)是爭(zhēng)取作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的必由之路，是在現(xiàn)有條件下不增加施肥量獲取最大經(jīng)濟(jì)效益的一門(mén)實(shí)用技術(shù)；也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)《到2020 年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》重要舉措之一，對(duì)我國(guó)做好農(nóng)業(yè)節(jié)水、促進(jìn)水資源可持續(xù)利用，加快發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有重要意義。

水肥一體化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生產(chǎn)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化、商品化的最佳模式，但在推廣中也面臨諸多挑戰(zhàn)。最突出的就是安裝水肥一體化設(shè)施的用戶缺乏水、肥管理專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)，沒(méi)有根據(jù)土壤和作物需肥規(guī)律制定施肥方案，產(chǎn)生養(yǎng)分配比、用量不當(dāng)及施肥不合理等問(wèn)題。不僅沒(méi)有達(dá)到節(jié)水節(jié)肥目的，反而造成資源的浪費(fèi)。隨著水肥一體化技術(shù)的深入推廣，規(guī)模種植主體必將綜合灌水、施肥及其他農(nóng)藝管理，提升作物種植管理水平，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降本增效。