我國非常重視水肥一體化技術的推廣、應用，目前，水肥一體化已被納入政府農業發展規劃。水肥一體化技術作為將灌溉與施肥有機結合的一項農業新技術，可大幅提高水資源和肥料的利用率，促進生態環境保護的建設，具有廣闊的發展前景和空間?；诖?，闡述我國水肥一體化技術的發展歷程和發展契機，探討水肥一體化相關的設備選擇、系統布置、水肥耦合和維修保養等技術要點，討論了水肥一體化技術在產品研發、技術模式創新和示范推廣等方面的研究重點。
中國用約占世界9%的耕地和6%的淡水資源，生產出了占世界26%的農產品，養活了世界近20%的人口，創造了人類歷史偉大奇跡的同時，也付出了很大的代價。我國是一個干旱缺水嚴重的國家，淡水資源總量雖居世界第4位，但人均水資源量僅占世界平均值的1/4，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。作為農業大國，我國農業用水方式相對于先進節水型國家而言，仍較為落后。2013年中國水資源公報顯示，2012年，我國農田灌溉水有效利用系數為0.523，與發達國家0.800 - 0.850的水平相差甚遠。我國水分生產率不足1 kg/m3，遠低于2 kg/m3以上的世界發達國家水平。為進一步提高土壤肥力和作物產量，我國已成為化肥生產和消費大國，2013年我國化肥施用量為5912萬t（折純），居世界首位，但化肥利用率僅為30%左右，遠低于發達國家50% - 70%的水平。過量的化肥隨降雨、灌溉和農田徑流進入水體，嚴重污染地表水和地下水，對人體及生態造成了危害。在資源條件和生態環境的雙重壓力下，加快轉變農業發展方式，大力發展節水農業，提高資源利用率，實現農業可持續發展，迫在眉睫、刻不容緩。
水肥一體化技術是根據作物需求，對農田水分和養分進行綜合調控和一體化管理，以水促肥、以肥調水，實現水肥耦合，全面提升農田水肥利用效率。與傳統的灌溉和施肥措施相比，水肥一體化技術具有節水、省肥、省工、增產、提高水肥利用效率、提高作物品質及減少環境污染等諸多優勢。因此，水肥一體化技術逐漸成為資源節約、環境友好現代農業的“一號技術”。
1 我國水肥一體化技術的發展歷程與發展契機
水肥一體化技術緣起于無土栽培；進入20世紀中期后，世界各國在田間種植中開始進行灌溉施肥；在20世紀70年代，隨著微灌等技術的進步，推動了水肥一體化技術在全世界的迅猛發展。我國水肥一體化技術的研究是自1974年從墨西哥引進滴管設備以來，經歷了從引進、消化吸收、設備研制、應用試驗和試點推廣，到部分引進國外先進工藝技術及設備生產線與全國推廣應用微灌技術，已有40余年的歷程，水肥一體化技術在我國得到了長足發展，應用范圍不斷擴大。然而，與世界其他國家相比，我國的水肥一體化技術的應用仍十分有限。例如，以色列農業灌溉面積已有90%的區域實行了水肥一體化灌溉施肥技術，而我國目前水肥一體化應用面積不到灌溉面積的8%，由此可見，我國水肥一體化技術的推廣應用空間很大。
多年來，國家大力支持水肥一體化技術的發展。2002年，農業部開始設立旱作節水農業項目，開始灌溉施肥試驗示范；2010年，農業部下發《全國農田節水示范活動工作方案》，將水肥一體化列為主推技術，強化技術集成和示范展示；2012年，國務院印發《國家農業節水綱要(2012-2020)~，強調積極發展水肥一體化；2013年，農業部下發《水肥一體化技術指導意見》，提出到2015年，水肥一體化技術推廣總面積達到533.33萬hm2以上，新增推廣面積333.33萬hm2以上，實現節水50%以上，節肥30%，糧食作物增產20%，經濟作物節本增收600元以上；2015年，中央一號文件《關于加大改革創新力度加快農業現代化建設的若干意見》中，再次強調指出“大力推廣節水技術，全面實施區域規?；咝Ч澦喔刃袆?rdquo;；2015年8月，國務院辦公廳印發《關于加快轉變農業發展方式的意見》，要求大力發展節水農業，全面實施區域規?；咝Ч澦喔刃袆?，積極推廣水肥一體化等技術，實施化肥和農藥零增長行動，堅持化肥減量提效、農藥減量控害，建立健全激勵機制，力爭到2020年，化肥、農藥使用量實現零增長，利用率提高到40%以上。在國家重視、政策支持、行業發展亟需等多重推力下，我國水肥一體化產業取得了快速發展。
2水肥一體化的技術要點
2.1選擇適宜的灌溉、施肥設備水肥一體化技術將灌溉和施肥相融合，借助壓力灌溉系統，將肥料溶于水中，實現水肥同步管理和高效利用。目前，常用的形式是微灌與施肥結合，其中以滴灌、微噴灌與施肥結合的居多。灌溉設備主要根據作物種類、土壤性質和當地設備供應情況而定。微灌用施肥裝置主要有壓差式施肥罐、開敞式施肥罐、文丘里注入器及注射泵等幾種，根據應用作物、系統設備和實施面積等選擇施肥設備。微灌常用的過濾設備從過濾器的結構原理分為旋流式水砂分離器、砂過濾器、篩網過濾器和疊片式過濾器，應根據水源條件和水質要求組合選擇過濾設備。
2.2布設合理的系統管線布設合理高效的灌溉系統，不僅要考慮灌溉所需的各項技術要求，還要充分考慮整個系統的灌溉、施肥效率和工程投資等指標，系統布置是一個重要和復雜的系統工程。管線布設時要綜合考慮地形、水源條件、作物種類和灌水器類型等情況。干、支管的布置形式取決于地形、水源、作物分布和毛管的布置，應力求達到管理方便、工程費用少的要求。在山丘地區，干管多沿山脊布置，或沿等高線布置。支管則垂直于等高線向兩側的毛管配水。在水平地形，干、支管應盡量雙向控制，兩側布置下級管道，以節省管材。毛管和灌水器的布置形式主要取決于作物種類和所選用灌水器的類型。
2.3實施高效的水肥耦合管理根據作物需水規律、土壤水分條件、根系分布、土壤性質、設施條件和技術措施，制定合理的灌溉制度，內容包括作物全生育期的灌水次數、灌水時間、灌水定額和灌溉定額；同時，應根據農作物根系狀況確定計劃濕潤層深度。蔬菜計劃濕潤層深度宜為0.2 - 0.3 m，果樹因品種、樹齡不同，計劃濕潤層深度宜為0.3 - 0.8 m。農作物灌溉允許最大含水量上限控制在田間持水量的85% - 95%，允許最小含水量下限控制在田間持水量的55% - 65%。
實施水肥一體化技術時，應選擇溶解度高、溶解速度較快、腐蝕性小以及與灌溉水相互作用小的肥料，避免產生相互作用，對設備造成堵塞或腐蝕。應按照農作物的需肥規律、目標產量、土壤養分條件和灌溉制度等，制定合理的施肥制度。水肥一體化技術應用中，應統籌考慮灌溉制度和施肥制度的高度結合，力求水肥耦合，提高水分、養分利用效率。24進行有效的系統維護保養施肥裝置、過濾設備運行前應進行檢查，要求各部件連接牢固，承壓部位密封；壓力表靈敏，閥門啟閉靈活，接口位置正確。應按需要量投肥，并按使用說明進行施肥作業；施肥后必須利用清水將系統內的肥液沖洗干凈。同時，為獲得良好的過濾效果，要定期檢查、及時維護和保養過濾設備。
3水肥一體化技術的研究重點
3.1配套技術產品的研發隨著水肥一體化技術的應用，相關技術產品應不斷研發完善。一是應加強各類灌溉設備、過濾設備、施肥設備等新設備新產品的研發，不斷提高其實用性、耐久性、抗堵性等，降低生產成本。二是制定水肥一體化技術的水溶性肥料標準，規范和引導水溶肥料行業的發展。三是加強土壤墑情監測，實現實時自動掌握土壤水分和作物缺水狀況，為農田水分精確化管理，科學制定灌溉、施肥制度奠定基礎。
3.2適宜技術模式的集成創新應按照因地制宜的原則，針對作物需水規律、水源條件、設備特點等，集成和創新水肥一體化技術模式，提高其針對性和實用性。建立覆膜與露地結合、固定與移動互補、加壓與自流配套的多種水肥一體化模式，形成本區域主要作物水肥一體化技術規程。做好不同灌溉方式、灌水量、施肥量等的對比試驗，探索技術參數，制定本區域主要作物水肥一體化技術模式下的灌溉制度和施肥方案。33有效示范推廣機制的優化將水肥一體化技術作為節水增糧、防災減災的關鍵技術，強化示范展示和技術推廣。整合行政管理、推廣機構、科研教學單位、生產供應企業、農民專業組織力量，形成五位一體的推廣機制。積極爭取各級政府支持，利用相關項目資金，扶持、引導和推動水肥一體化技術的推廣工作。通過技術推廣部門開展技術展示示范與培訓交流驅動推廣應用。
4結語
水肥一體化技術作為世界上公認的可以提高水肥資源利用率的最佳技術，能夠有效提高農業抗旱減災的能力，在我國已逐漸成為資源節約、環境友好現代農業的“一號技術”，得到了各級政府的高度重視。2014年和2015年中央一號文件兩次提出，大力推廣節水技術，全面實施區域規?；澦喔刃袆?。相關政策文件的出臺、技術規程的制定，為一進步推進水肥一體化技術的示范、推廣和應用奠定了堅實的基礎，水肥一體化技術在我國也已步入了快速發展期。
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