第五節　水肥一體化技術應用前景

水肥一體化具有鮮明的有點，也具有一定的缺點，但水肥一體化技術是將施肥與微灌結合起來并使水肥得到同步控制的一項技術，它利用灌溉設施將作物所需的養分、水分以最精確的用量供給，以此更好地節約水資源。因而，水肥一體化技術必將得到國家的大力扶植和推廣，發展前景十分廣闊。

一、推廣水肥一體化技術的必要性

1.我國水資源匱乏且分布不均

我國水資源總量居世界第六位，人均占有量更低，而且分布不均勻，水土資源不相匹配，淮河流域及其以北地區國土面積占全國的63.5％，水資源量卻僅占全國的19％。平原地區地下水儲存量減少，地下水下降呈降落漏斗的面積不斷擴大，我國可耕種的土地面積越來越少。在可耕種的土地中有43％的土地是灌溉耕地，也就是說靠自然降水的耕地達57％，但是我國雨水的季節性分布不均，大部分地區年內夏秋季節連續4個月降水量占全年的70％以上，連續豐水或連續枯水年較為常見，旱災發生率很高。再加上我國農業用水比較粗放，耗水量大，灌溉水有效利用系數僅為0.5左右。水資源缺乏，農業用水效率低不僅制約著現代農業的發展，也限制著經濟社會的發展，因此，有必要大力發展節水技術，水肥一體技術可有效地節約灌溉用水，如果利用合理可大大緩解我國的水資源匱乏的壓力。

2.化肥的過度施用

我國是世界化肥消耗大國，不足世界10％的耕地卻施用了世界化肥總施用量的1/3。化肥泛濫施用而利用率低，全國各地的耕地均有不同程度的次生鹽漬化現象。長期大量施用化肥造成農田中的氮、磷向水體轉移，造成地表水污染，使水體富營養化。肥料的利用率是衡量肥料發揮效益的一個重要的參數。研究發現，我國的氮肥當季利用率只有30％～40％，磷肥的當季利用率為10％～25％，鉀肥的當季利用率為45％左右，這不僅造成嚴重的資源浪費，還會引發農田及水環境的污染問題?；史簽E施用造成了嚴重的土壤污染、水體污染、大氣污染、食品污染。因此，長期施用化肥促進作物增產的同時，也給農業生產的可持續發展帶來了挑戰。而水肥一體化技術的肥料利用率達80％以上，如在田間滴灌施肥系統下種植番茄，氮肥利用率可達90％以上、磷肥利用率達到70％、鉀肥利用率達到95％。

3.勞動力成本高

我國勞動力匱乏且勞動力價格越來越高，使水肥一體化技術節省勞動力的優點更加突出。目前，年輕人種地的越來越少，進城做工的越來越多，這導致勞動力群體結構極為不合理，年齡斷層嚴重。在現有的農業生產中，真正在生產一線從事勞動的年齡大部分在40歲以上，在若干年以后，這部分人沒有能力干活了將很難有人來替代他們的工作。勞動力短缺致使勞動力人價格高漲，現在的勞動力價格是5年前的2倍甚至更高，單憑傳統的灌溉、施肥技術，農民僅勞動力成本就很難承擔。

通過以上因素的分析，讓我們看到了水肥一體化技術在我國發展、推廣的必要性和重大意義。水肥一體化技術這種“現代集約化灌溉施肥技術”是應時代之需，是我國傳統的“精耕細作”農業向“集約化農業”轉型的必要產物。它的應用和推廣有利于從根本上改變傳統的農業用水方式，提高水分利用率和肥料利用率；有利于改變農業的生產方式，提高農業綜合生產能力；有利于從根本上改變傳統農業結構，大力促進生態環境保護和建設。

二、水肥一體化技術推廣應用存在的問題

目前一些發達國家水肥一體化應用比例較高，其中像以色列這樣的缺水國家，更是將水肥一體化技術發揮到極致，他們水肥一體化應用比例高達90％以上。在美國25％的玉米、60％的馬鈴薯、32％的果樹也都采用了水肥一體化技術。近年來，我國水肥一體化技術發展迅速，已逐步由棉花、果樹、蔬菜等經濟作物擴展到小麥、玉米、馬鈴薯等糧食作物，每年推廣應用面積3000多萬畝。但與發達國家相比，我國水肥一體化技術推廣和應用水平差距還比較大。主要原因如下。

1.我國設施灌溉技術的推廣應用還處于起步階段

設施灌溉面積不足總灌溉面積的3％，與經濟發達國家相比存在巨大差異，在設施灌溉的有限面積中，大部分沒有考慮通過灌溉系統施肥。即使在最適宜用灌溉施肥技術的設施栽培中，灌溉施肥面積也僅占20％左右，水肥一體化技術的經濟和社會效益尚未得到足夠重視。

2.灌溉技術和施肥技術脫離

由于管理體制所造成的水利與農業部門的分割，使技術推廣中灌溉技術與施肥技術脫離，缺乏行業間的協作和交流。懂灌溉的不懂農藝、不懂施肥，而懂得施肥的又不懂灌溉設計和應用。目前灌溉施肥面積僅占微灌總面積的30％，遠遠落后于以色列的90％、美國的65％。

3.灌溉施肥工程管理水平低

目前我國節水農業中存在著“重硬件（設備）、輕軟件（管理）”問題。特別是政府投資的節水示范項目，花費很多資金購買先進設備，但建好后由于缺乏科學管理或權責利不明而不能發揮應有的示范作用。灌溉制度和施肥方案的執行受人為因素影響巨大，除了裝備先進的大型溫室和科技示范園外，大部分的灌溉施肥工程并沒有采用科學方法對土壤水分和養分含量、作物營養狀況實施即時檢測，多數情況下還是依據人為經驗進行管理，特別是施肥方面存在很大的隨意性，系統操作不規范，設備保養差，運行年限短。

4.生產技術裝備落后，技術研發與培訓不足

我國微灌設備目前依然存在微灌設備產品品種及規格少、材質差、加工粗糙、品位低等問題。其主要原因是設備研究與生產企業聯系不緊密，企業生產規模小，專業化程度低。特別是施肥及配套設備產品品種規格少，形式比較單一，技術含量低；大型過濾器、大容積施肥罐、精密施肥設備等開發研究不足。由于灌溉施肥技術設計農田水利、灌溉工程、作物、土壤、肥料等多門學科，需要綜合知識，應用性很強?，F有的農業從業人員的專業背景存在較大差異，農業研究與推廣部門缺乏專業水肥一體化技術推廣隊伍，研究方面人力物力投入少，對農業技術推廣人員和農民缺乏灌溉施肥專門的知識培訓，同時也缺乏通俗易懂的教材和宣傳資料。

5.缺乏專業公司的參與

雖然在設備生產上我國已達到先進水平，國產設備可以滿足市場需要，但技術服務公司非常少，而在水肥一體化技術普及的國家，則有許多公司提供灌溉施肥技術服務。水肥一體化技術是一項綜合管理技術，不僅需要專業公司負責規劃、設計、安裝，還需要相關的技術培訓、專用的肥料供應、農化服務等。

6.投資成本高、產品價格低，成為技術推廣的最大障礙

水肥一體化技術涉及多項成本：設備成本、水源工程、作物種類、地形與土壤條件、地理位置、系統規劃設計、系統所覆蓋的種植區域面積、肥料、施肥設備和施肥質量要求、設備公司利潤、銷售公司利潤、安裝公司利潤等，根據測算，大田采用水肥一體化技術每畝投資在400～1500元，而溫室的投資比大田更高。而目前農產品價格較低，造成投資大、產出低，也成為水肥一體化技術推廣的最大障礙。在目前情況下，主要用在經濟效益好的作物上，如花卉、果樹、設施蔬菜、茶葉等。

三、水肥一體化技術的發展方向

1.水肥一體化技術向著科學化方向發展

水肥一體化技術向著精準農業、配方施肥的方向發展。我國幅員遼闊，各地農業生產發展水平、土壤結構及養分間有很大的差別。因此，在未來規劃設計水肥一體化進程中，在選取配料前，應該根據不同作物種類、不同作物的生長期、不同土壤類型，分別采樣化驗得出土壤的肥力特性以及作物的需肥規律，從而有針對性地進行配方設計，選取合適的肥料進行灌溉施肥。

2.水肥一體化技術將向信息化發展

信息化是當今世界經濟和社會發展的大趨勢，也是我國產業優化升級和實現工業化、現代化的關鍵環節。在水肥一體化方面，我們不僅要將信息技術應用到生產、銷售及服務過程中來降低服務成本，而且要在作物種植方面加大信息化發展。例如，水肥一體化自動化控制系統，可以利用埋在地下的濕度傳感器傳回土壤濕度的信息，以此來有針對性地調節灌溉水量和灌溉次數，使植物獲得最佳需水量。還有的傳感系統能通過監測植物的莖和果實的直徑變化，來決定植物灌溉間隔。

3.水肥一體化技術向著標準化方向發展

目前，市場上節水器材規格參差不齊，嚴重制約了我國節水事業的發展。因此，在未來的發展中，節水器材技術標準、技術規范和管理規程的編制，會不斷形成并成為行業標準和國家標準，以規范節水器材生產，減少因為節水器材、技術規格不規范而引起的浪費，以此來提高節水器材的利用率。而且水肥一體化技術規范標準化也會逐漸形成。目前的水肥一體化技術，各個施肥環節標準沒有形成統一，效率低下，因而在未來的滴灌水肥一體化進程中，應對設備選擇、設備安裝、栽培、施肥、灌溉制度等各個環節進行規范，以此形成技術標準，提高效率。

4.水肥一體化技術向規模化、產業化方向發展

當前水肥一體化技術已經由過去局部試驗示范發展為大面積推廣應用，輻射范圍由華北地區擴大到西北干旱區、東北寒溫帶和華南亞熱帶地區，覆蓋了設施栽培、無土栽培、果樹栽培，以及蔬菜、花卉、苗木、大田經濟作物等多種栽培模式和作物。另外，水肥一體化技術的發展方向還表現在：節水器材及生產設備實現國產化，降低器材成本；解決廢棄節水器材回收再利用問題，進一步降低成本；新型節水器材的研制與開發，發展實用性、普及性、低價位的塑料節水器材；完善的技術推廣服務體系。

今后很長一段時間我國水肥一體化技術的市場潛力主要表現在以下幾個方面：建立現代農業示范區，由政府出資引進先進的水肥一體化技術與設備作為生產示范，讓農民效仿；休閑農業、觀光果園等一批都市農業的興起，將會進一步帶動水肥一體化技術的應用和發展；商貿集團投資農業，進行規模化生產，建立特種農產品基地，發展出口貿易、農產品加工或服務于城市的餐飲業等；改善城鎮環境，公園、運動場、居民小區內草坪綠地的發展也是水肥一體化設備潛在的市場；農民收入的增加和技術培訓的到位，使農民有能力也愿意使用灌溉施肥技術和設備，以節約水、土和勞動力，獲取最大的農業經濟效益。