王茂林 馬德新

（青島農(nóng)業(yè)大學，山東 青島 266109）

水肥一體化技術(shù)是一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)，做到了節(jié)水灌溉技術(shù)與高效施肥技術(shù)的結(jié)合。從狹義上講，水肥一體化技術(shù)是將肥料按比例溶解于水中，通過田間供水系統(tǒng)將肥料和水均勻地輸送到作物的根部區(qū)域［1］。從廣義上講，就是將水和肥料同時供應給農(nóng)作物。

1 水肥一體化技術(shù)的主要特點

1.1 節(jié)約水資源

在溫室大棚中使用水肥一體化技術(shù)可以有效減少水分的流失和蒸發(fā)，從而提高水資源利用率。采用傳統(tǒng)的灌溉方式，水資源利用率為45%左右，浪費了大部分水資源。在水肥一體化技術(shù)在的滴灌方式，水資源利用率為95%左右［2］，節(jié)水效果非常明顯，有利于緩解我國水資源稀缺現(xiàn)狀。

1.2 提高肥料的利用率

在溫室大棚中使用水肥一體化技術(shù)便于控制各種肥料的比例、肥液的濃度和灌溉時間。使用滴灌的方式進行灌溉施肥，肥料可直接作用于作物的根區(qū)，加速作物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。傳統(tǒng)的肥料利用率約為35%，而滴灌的肥料利用率在75%以上，節(jié)肥效果明顯［3］，提高了肥料利用率。采用水肥一體化技術(shù)可以有效避免人工施肥對肥料的濫用，從而保護環(huán)境。

1.3 節(jié)約時間和生產(chǎn)成本

水肥一體化設備操作簡便，利用溫室大棚中鋪設的管網(wǎng)供水，可以做到自動化灌溉施肥，免去了人工挖溝、人工撒肥等過程，節(jié)約了人工施肥時間，同時節(jié)省了生產(chǎn)成本。

2 水肥一體化系統(tǒng)簡介

溫室大棚中的水肥一體化系統(tǒng)主要由灌溉用水源、首部樞紐工程、輸水管網(wǎng)及灌水器4部分構(gòu)成［4］。

2.1 灌溉用水源

溫室大棚水肥一體化系統(tǒng)中常用的灌溉水源有池塘水、井水、水庫和河水等水源，也可以根據(jù)實際需要在溫室大棚周圍建設人工蓄水工程，灌溉用水源在蓄水量和水質(zhì)方面要滿足灌溉要求。水源要充足，水質(zhì)要潔凈，沒有受到污染［5］。

2.2 首部樞紐工程

溫室大棚中的首部樞紐工程（見圖1）是灌溉系統(tǒng)的重要一環(huán)，主要包括為整個系統(tǒng)提供動力的水泵、過濾設備、肥料罐、吸肥裝置、控制設備及量測裝置等。首部樞紐的作用是對輸送過來的水進行過濾、加壓。在控制設備的控制下按農(nóng)戶提前預設的比例和濃度進行混肥，最后把混合好的肥液輸送到輸水管網(wǎng)中，量測裝置可以監(jiān)測設備的運行情況并記錄相關(guān)流量。

圖1 水肥一體化首部樞紐工程

2.3 輸水管網(wǎng)

輸水管網(wǎng)在溫室大棚中的作用是將首部樞紐輸送過來的水按照作物的需要輸送到每個灌水器中。溫室大棚的輸水管網(wǎng)由干管、支管和毛管3級管道構(gòu)成。具體的鋪設需要根據(jù)溫室大棚中作物的種植情況而定，毛管作為整個輸水管網(wǎng)的末級管道直接連接灌水器。

2.4 灌水器

灌水器的作用是對輸水管網(wǎng)里的水減壓，最后以水滴的形式施入作物根部區(qū)域。溫室大棚的灌水器主要是滴頭、滴管帶等。

3 水肥一體化技術(shù)在農(nóng)業(yè)大棚中的應用

3.1 應用的必要性

雖然中國水資源總量居世界第六位，但水資源分布不均，中國許多地區(qū)水資源稀缺，人均擁有量低。傳統(tǒng)的灌溉和施肥技術(shù)水資源浪費嚴重，化肥的不合理使用污染了環(huán)境。因此，非常有必要推廣節(jié)水節(jié)肥技術(shù)，水肥一體化技術(shù)的應用實現(xiàn)了節(jié)水和節(jié)肥的目的，非常值得推廣。

3.2 應用存在的問題

水肥一體化技術(shù)在溫室大棚中的推廣和應用效果良好，但也存在一些不可忽視的問題。首先，我國水肥一體化技術(shù)的推廣和應用還處于起步階段，相關(guān)的配套設施不完善，如水源和供電等基礎(chǔ)設施不健全。水肥一體化設備需要一定的空間，傳統(tǒng)的溫室大棚在建設之初沒考慮這一問題，所以可能需要改造或重建。其次，與水肥一體化設備配套的肥料較為缺乏，我國液體肥的研發(fā)還處于發(fā)展階段，液體肥在國內(nèi)的市場份額較小，市面上仍以傳統(tǒng)的肥料為主。最后，農(nóng)業(yè)收入相對較低，加之人們只關(guān)注短期效益，而水肥綜合設備的一次性投資相對較高。因此，農(nóng)民對實施新技術(shù)缺乏積極性。

3.3 應用前景

在溫室大棚中應用水肥一體化技術(shù)可以實現(xiàn)節(jié)水和節(jié)肥，有利于我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。隨著國家政策的不斷出臺，水肥一體化設備會逐漸普及，相關(guān)的配套設施也會更加完善。隨著國家有關(guān)標準的制定，水肥一體化也會越來越規(guī)范。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)的不斷成熟，融合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水肥一體化系統(tǒng)會越來越智能。水肥一體化系統(tǒng)可以根據(jù)傳感器收集到的數(shù)據(jù)，為農(nóng)戶提供更加科學的施肥建議。農(nóng)戶可以利用手機等終端得到水肥一體化設備的運行狀態(tài)以及溫室大棚中實時的環(huán)境數(shù)據(jù)，并遠程操作水肥一體化設備，融合了信息化的水肥一體化系統(tǒng)會越來越受歡迎。水肥一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，可加速我國從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。