水肥一體化技術(shù)是將灌溉與施肥融為一體的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。水肥一體化是借助壓力系統(tǒng)（或地形自然落差），將可溶性固體或液體肥料，按土壤養(yǎng)分含量和作物種類的需肥規(guī)律和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)水肥同步管理和高效利用。廣泛應(yīng)用于設(shè)施栽培、大田生產(chǎn)和糧食、蔬菜、花卉、果樹等作物。

我國(guó)僅有全球9%的耕地資源和6%的淡水資源，從這個(gè)角度講缺水比缺地更可怕，尤其在北方干旱和半干旱地區(qū)形象的比喻為水如油。與傳統(tǒng)灌溉技術(shù)相比，水肥一體化技術(shù)可減少肥料的揮發(fā)和流失，肥料的利用率可提高30%～50%，水資源利用率可提高40%～60%。由于應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行肥水一體管理，可以節(jié)約大量的勞動(dòng)力。近年來，通過大面積實(shí)踐示范表明，糧食作物應(yīng)用膜下灌溉技術(shù)單產(chǎn)可提高20%～50%，最高可以提高1倍。因此，水肥一體化技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然選擇。

1.水肥一體化技術(shù)實(shí)施的模式主要有

1.1.滴灌水肥一體化模式

滴灌水肥一體化技術(shù)是指按照需水需肥要求，通過低壓管道系統(tǒng)與安裝在毛管上的滴頭，將溶液以水滴的形式均勻而緩慢地滴入作物根區(qū)土壤延長(zhǎng)了灌溉時(shí)間，可以較好的控制水量。以滴灌技術(shù)施肥不會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，土壤內(nèi)部水肥氣熱適宜作物生長(zhǎng)的狀態(tài)滲漏損失小。

滴灌水肥一體化技術(shù)應(yīng)用廣泛，不受地形限制，即使在有一定坡度的坡地上使用也不會(huì)產(chǎn)生徑流影響，不論是密植作物還是寬行作物都可以應(yīng)用。但滴灌系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格，所以選擇好灌溉水源、肥料和過濾設(shè)備是保證系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的關(guān)鍵。常用的過濾器主要有篩網(wǎng)式過濾器和碟片式過濾器，過濾網(wǎng)規(guī)格一般為100～150目。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，滴灌技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟了。在美國(guó)滴灌技術(shù)應(yīng)應(yīng)用到馬鈴薯、玉米、棉花、蔬菜、果樹等30多種作物的灌溉中。

滴灌水肥一體化技術(shù)系統(tǒng)示意圖

1.2.微噴灌水肥一體化模式

噴灌技術(shù)是以高壓把水噴到空中，然后落到植株和土壤上的植株和土壤上來的進(jìn)行灌溉，該技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)比較成熟。但水滴在空中飛行會(huì)受到空氣阻力和大氣蒸發(fā)以及飄移等因素引起的水分損失，在光照較強(qiáng)，溫度高且濕度小的情況下，噴灌水量蒸發(fā)可達(dá)42%，而且落到植物冠層的水分也很難吸收。于是微噴灌技術(shù)應(yīng)用而生。

微噴灌技術(shù)是低壓管道系統(tǒng)，以較小的流量將灌溉液通過微噴頭或微噴帶，噴灑到植株和土壤表面進(jìn)行灌溉，是一種局部灌溉技術(shù)。它可以在降低水分蒸發(fā)的同時(shí)減小滴灌系統(tǒng)的堵塞概率。該技術(shù)在果園、綠化帶工廠化育苗中廣泛應(yīng)用，常見的微噴灌技術(shù)可以分為地面和懸空兩種。與滴灌技術(shù)相比，微噴灌技術(shù)對(duì)對(duì)過濾器的要求比較低，過濾網(wǎng)規(guī)格一般在60～100目。值得注意的是，微噴灌系統(tǒng)易受田間雜草和作物秸稈的阻擋，進(jìn)而影響灌溉效果。應(yīng)根據(jù)地形、作物的條件選擇合適的灌溉系統(tǒng)。

微噴灌工程實(shí)例 （一）

微噴灌工程實(shí)例（二）

1.3.膜下滴灌水肥一體化模式

膜下滴灌技術(shù)是把滴管技術(shù)與覆膜技術(shù)相結(jié)合，即在滴灌帶或滴灌管之上覆一層薄膜。覆膜可以在滴灌節(jié)水的基礎(chǔ)上減少了蒸發(fā)損失，還可以提高地?zé)嵊欣诔雒?，黑色薄膜還可以抑制雜草的生長(zhǎng)。膜下滴灌最成功的例子是新疆地區(qū)的棉花，與溝灌相比可節(jié)水53.96%，可增產(chǎn)18%～39%。該技術(shù)主要應(yīng)用于灌溉水源比較少的區(qū)域。

膜下滴灌技術(shù)工程實(shí)例

2.水肥一體化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

2.1.灌溉施肥的肥效快，養(yǎng)分利用率提高，可以避免肥料施在較干的表土層易引起的揮發(fā)損失、溶解慢，最終肥效發(fā)揮慢的問題。尤其避免了銨態(tài)和尿素態(tài)氮肥施在地表揮發(fā)損失的問題，既節(jié)約氮肥又有利于環(huán)境保護(hù)。

2.2.大大降低了設(shè)施蔬菜和果園中因過量施肥而造成的水體污染問題。由于水肥一體化技術(shù)通過人為定量調(diào)控，滿足作物在關(guān)健生育期“吃飽喝足”的需要，杜絕了任何缺素癥狀，因而在生產(chǎn)上可達(dá)到作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均良好的目標(biāo)。

2.3.實(shí)現(xiàn)了七個(gè)轉(zhuǎn)變：渠道輸水向管道輸水轉(zhuǎn)變；被動(dòng)灌溉向主動(dòng)灌溉轉(zhuǎn)變；澆地向澆莊稼轉(zhuǎn)變；土壤施肥向作物施肥轉(zhuǎn)變；水肥分開向水肥一體轉(zhuǎn)變；單一管理向綜合管理轉(zhuǎn)變；傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。

3.水肥一體化技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下方面

3.1.初始成本過高。由于水肥一體化需要整體設(shè)計(jì)和安裝，從而使得首次配備水肥一體化技術(shù)所需的成本花費(fèi)高。每畝大田投資600～800元，經(jīng)濟(jì)作物投資1000～2000元。

3.2.水質(zhì)和水溶肥料成為水肥一體化技術(shù)推廣的限制因子。鹽堿水或者過濾不完善的水會(huì)導(dǎo)致水肥一體化技術(shù)在應(yīng)用過程造成鹽漬化或者阻塞排水孔。如水溶肥料的水不溶物過高，則很容易導(dǎo)致滴灌系統(tǒng)中過濾器堵塞。

3.3.水量控制不準(zhǔn)確。對(duì)于地下滴灌的灌溉者無法看到所應(yīng)用的水，這可能導(dǎo)致農(nóng)民或施加太多的水（效率低）或一定量的水不足。

4.總結(jié)

水肥一體化技術(shù)的運(yùn)用必須與“符合作物生長(zhǎng)需求規(guī)律”相結(jié)合，才能做到真正意義上的節(jié)水節(jié)肥。水肥一體化技術(shù)涉及農(nóng)田水利、灌溉水平、肥料、栽培、土壤等眾多學(xué)科，由于多學(xué)科的交叉限制了整體技術(shù)的推進(jìn)?？蒲袉螒?yīng)注重肥料增效，灌溉設(shè)備的自動(dòng)化、智能化的研究，使水肥一體化技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中得到更廣的應(yīng)用。