水肥一体化技术在蔬菜及农田种植中的推广应用探讨

随着社会发展速度的加快，水肥一体化技术被大力推广和应用到农业行业中。该技术不仅减少了水资源和化肥资源的消耗，在优化的过程中又将施肥技术和灌溉技术充分融合到一起，实现了持续受益的目标。这一技术从根源上克服了传统灌溉和施肥存在的不足，推动我国种植业可持续发展。本文详细阐述了山东省聊城市冠县在设施蔬菜种植期间推广水肥一体化技术的实况，从而提高了蔬菜的产量和质量，推动设施农业继续往前发展。

一、水肥一体化技术概述

该技术主要是经由压力系统的作用，将可溶性固体肥料或液体肥料按照种植作物品种和土壤养分实况的肥料需求特征和规律等因素，将其制成适宜的肥料溶液，再利用可控管道定时、均匀地追肥，能够使植物根系发育更加旺盛，让根部所在区域的土壤始终保持足够的水分含量和灌溉状态。此外，可根据种植农作物的生长需求、肥料需求规律和水需求规律来推广水肥一体化技术，定时定量将作物生长所需的水分和养分输送给作物。

二、设施蔬菜种植水肥一体化技术的优越性分析

1、提高水肥吸收转化率，促使设施蔬菜生长更旺盛

水肥一体化技术不仅可以加快蔬菜成长的速度，还能解决设施蔬菜养分不足的问题，避免叶片变黄甚至枯萎。设施蔬菜对水肥的需求和要求均比较高。由于受地理条件和天气状况等综合因素的合力影响，再加上传统漫灌模式严重影响了蔬菜对水肥的吸收转化率，因此设施蔬菜培育、开花和结果均受到了影响。该技术可有效减小天气状况和地理条件对设施蔬菜水肥吸收转化率的不利影响，使其培育、开花和结果获得生长所需的全部营养成分。

2、提升设施蔬菜品质

在设施蔬菜成长的全过程中推广和应用了水肥一体化技术，这一技术为蔬菜打造了极为良好的成长环境，不仅能解决原有漫灌模式中水肥资源严重浪费的问题，还能避免生态环境和土壤被污染的风险，以免出现果实着色不均和掉落等问题。此外，这一技术还加快了蔬菜根系发育的速度，使其和土壤之间的接触面变得更宽更广，进而使设施蔬菜地表部分的植株长势更为旺盛，提高了蔬菜防寒和防病虫害的能力，提高设施蔬菜的生产质量和产量。

3、降低设施蔬菜种植成本

营养物质和水分对设施蔬菜的正常发育起着决定性的作用，最新研发的灌溉模式不仅有效节约了水肥资源，还能为蔬菜正常发育提供足够的营养成分和水分，以免出现水肥不足或水肥过度浪费问题。管理员应严格按照蔬菜各时期的生长实况、发育特点和种植面积等来定时定向定量定点进行灌溉，从根源上解决传统漫灌模式由于水肥沉淀和水分蒸发致使的转换率低的问题，使水资源对培育蔬菜的影响降至最低，在降低管理员工作强度的同时，还提高了管理员的工作水平，取得良好的管理效果，推动设施蔬菜管理模式走向机械化和现代化，最终努力实现减少水肥和管理员等投入经费的目标。

三、设施农业中水肥一体化应用要点

1、基地选址

基地的水源应该确保干净无污染，因为地面用水和循环用水并不符合灌溉标准，因此通常不会使用以上水资源直接进行灌溉，应积极推广和应用净化技术。一般情况下，配套蓄水池若存在杂质沉淀的问题，可在池中注入灌溉用水，待水体清澈之后即可用为灌溉水。灌溉水水质差、杂质多且污染严重，可在检测污染物的种类、性质和污染程度后，再将适宜的净化机放到水池内，便可溶解、沉淀和去除污染物。

2、灌溉模式的选择及设计

（1）灌溉模式的选择

水肥一体化灌溉主要分为浇灌、微喷灌、滴灌和膜下滴灌等多种灌溉形式，冠县主要按照设施蔬菜栽种实况来因地制宜选择了园艺地布膜下滴灌和滴灌这两种灌溉形式。设施蔬菜种植园必须控制好园区的湿度，喷灌会使该种植区域的空气湿度大幅度提高，再加上温度和湿度较高的环境很容易发生和传染真菌性病害，若该设施蔬菜种植密度较大，则不宜引用该技术。园艺地布覆盖技术可有效减缓杂草生长的速度，并具有极好的保墒能力，若条件许可，设施蔬菜种植区域和种植户可大面积运用两种技术相结合的方式。

（2）水肥一体化系统

该系统一般由首部设备、水源和管道系统这三部分组成，首部系统主要包含了以下几个方面：水源、过滤器、变频装置、排气阀、施肥器、压力表以及逆止阀等。水源对灌溉成本和灌溉规模有着决定性的作用，可按照该区域灌溉的条件来开展设计工作。首部枢纽作为水肥一体化系统运转的核心部位，该系统的安全系统、监测系统、调节系统和动力系统全都设置在了首部枢纽所在的位置，因此需按照灌溉规模与用水数量来决定是否加设首部设备。

（3）水源及首部枢纽

①水源

水源必须按照当地的灌溉条件来加以抉择，分为以下3种情况：一是井水水源，要按照全体灌溉系统轮灌区域的规模和单位时间用水数量来选择水泵功率和水井，水泵输水到地表的功率必须比真实灌溉用水量高一些，才能在一定压力下开展灌溉作业。若灌溉规模较大，可在轮灌位置加设变频设备，以调整水泵输水数量与降低输水管压力。二是河水水源，若灌溉区域具有足够的河水资源，可优先选择使用河水进行灌溉，水泵输水数量仍比实际的灌溉规模出水量稍微高一些。河水的质量必须符合灌溉用水标准，若存在较多杂质，必须在多处加设过滤装置来进行净化，延长灌溉系统的使用年限。三是蓄水水源，就没有河水资源、井水资源或轮灌规模不大的区域，可通过设置水罐或修建蓄水池的方法来进行灌溉，每次滴灌用水数量在4～12t，蓄水池存储水的容量至少为12t。

②首部枢纽

过滤器通常被加设在滴灌系统首部前端。这主要是为了将河水中存在的杂质、泥沙和有机物的完全消解，确保滴灌管、滴灌带和管道处于畅通状态，确保系统能够正常运转。水质好坏会对过滤器种类的抉择产生影响，按照河水和井水不同的质量级别来选择相匹配的过滤器，完整的过滤系统通常包含2～3层过滤设备，首层是用来对水源进行过滤，其使用较为简易的滤网来充当过滤装置，主要是为了将河中较大的垃圾和有机物完全去除，确保水泵通畅。第2层主要是为了过滤泥沙，若河水会从管道流过，就须二次对泥沙进行过滤，利用离心来筛除大质量大体积的泥沙。第3层通常会使用150～200目的碟片过滤器或筛网来过滤杂质，将直径在105μm以上的泥沙或未能溶解完毕的肥料筛除。

③滴灌施肥模式的选择

施肥器主要有比例式、重力自压式、文丘里、泵吸肥法和泵注肥法等。先在施肥管道中将肥料完全溶解，并利用压力差将其输送到管道内，便可充分溶解到管道水中，混匀后的肥水即可输送到蔬菜根部位置。肥水和水源水一般在管道中就已经完全融合，并被分散输送到各支部管道内，施肥器通常会被加设在首部位置，或和下级分支管保持合适距离的区域，保证水肥均匀。

（4）水肥混合设备

①蓄水池

根据种植规模来确定修建后的水池面积，并根据水中含有的矿物质实况来设置水池修建数，水中矿物质成分越多，数量也应该随之增多，确保取得较为良好的矿物质沉淀效果和效率。

②肥水池

一般设置2处即可，一个起到配制母液的作用，另一个则对母液进行稀释，确保水肥浓淡合适。在主管上接通PVC管道，并根据种植规模来决定管道的尺寸。

③搅拌机

目的是拌和母液，使其完全溶解，搅拌机型号通常由蓄水池长宽高来决定。

④过滤设施

就各种灌溉用水而言，其间必定会有杂质物存在，为了避免管道体系发生淤塞，可选用叠片式过滤设施来全面筛除水中的杂质，设施精度必须超过125μm。在蓄水池至吸水管道和母液吸肥管道两末端时，可使用尺寸为0.15mm的滤网来将其包裹，确保灌溉系统中没有多余的杂质。在蓄水池吸水的位置加设超出池底30cm的给水管，便不会将淤泥吸出。

3、施肥

（1）基肥

在秸秆完全还田后，可追加有机肥并经由高温闷棚方式来使有机肥充分腐熟后制成基肥。在7～8月后将蔬菜的秸秆粉碎到长度约7cm后，将其拌匀在羊粪和猪粪等禽类粪便中，使用1500kg/667m2，随后进行深耕和关棚干闷处置，待太阳暴晒7d后，再开展淡水处理作业，随后30d完全关闭大棚进行处理，之后打开大棚晾晒约10d，就会形成生物菌肥。

（2）追肥

①选用适宜的肥料

这类肥料具有较低的腐蚀性、较高的溶解性、较好的兼容性和对灌溉用水的pH值影响较小，严禁同一时间使用微量元素肥料和磷元素肥料，避免磷酸盐沉积。为了使管节更通畅，可优先使用水溶性肥料或具有较好溶解性能的固体肥料。第一，固体肥料，可选择追加符合国家标准和行业规定的氨水、硫酸铵、硫酸镁、尿素、硝酸钙、氯化铵和磷酸一铵等肥料。以上肥料具有较少的杂质，且纯度较高，溶解在水中后也不会发生沉积问题，能够很好地适应水肥一体化技术。第二，水溶性肥料，这种肥料是复合肥中的一类，可充分、快速地溶解在水中，使蔬菜吸收转化率大幅度上升。一般来说，这类肥料中含有蔬菜生长所需的多类营养成分，且施肥便捷、快速，为蔬菜质量和产量提供了有力的保障。第三，有机肥料，选择黄腐酸、氨基酸、腐殖酸和其余可溶解肥料。

②制作母液

在加制母液期间，严禁将各种盐类化合物溶解在母液中，以免出现较为严重的沉淀效应，从而使营养成分损失。此外，严禁将硫酸盐与碳酸钙类溶解到母液中，以免产生钙类沉淀反应。在此期间，还应和盐类化合物相结合来判断母液浓稠度，将不饱和作为判断基准。肥料必须完全溶解且没有多余的杂质，以无杂质和无悬浮物的母液为准。一般情况下，水溶性肥料可被稀释为700倍液，也可制成1kg水和2kg水溶肥的浓度。

③追肥时间节点

应根据蔬菜生长实况、营养供给规律和天气条件来进行施肥，可利用小铲来深挖蔬菜根部位置，以便检查土壤的水分含量，避免灌溉太久导致硝态氮下渗到根部以下位置。遵循轻施薄施的原则，在天气较好和蔬菜长势良好时，可减少水肥用量。

（3）施肥方法

利用泵吸施肥法来施肥，通过离心泵的作用可向输肥管道中注入肥料溶液，并在吸水管所在区域加设逆止阀，以免溶液倒流。根据蔬菜生长特点、土块肥力条件和预设产量等来确定用肥总量、用肥方式和基肥配比等，并在此基础上选择适宜的基肥类型、使用数量、施肥模式和频次等。在实际生产中，掌握下述流程：第一，利用清水来进行滴灌，时长约10min。第二，使用肥料溶液。第三，在灌溉用肥后，再次灌溉约15min的清水，并全面清理灌溉系统，以免出现滴头淤塞问题。

四、水肥一体化技术进一步推广策略

1、健全完善管理机制

为了推动水肥一体化技术进一步发展，在增加研发经费和基础设备建设经费的同时，还需着重从运行模式和管理系统两方面下功夫，建立完善科学的管理制度。一是农户不想进行流转的种植区，在建设该系统时，首部系统无需再加配施肥罐，而是利用滴灌系统来一同进行灌溉，并将小型追肥设备加设在田块进水口位置，农户可自行开展追肥作业，确保用肥均匀。这一模式也被广泛运用到设施蔬菜及其他林果栽种地区，以上区域很难使用整合方式来整合较小田块，因此，可在维持原来田块结构的基础上打造水肥一体化系统。二是一些机井配套设施较差或井水无法灌溉的区域，可引导种植户自发修建小型蓄水池，并由政府为其统一配置适用于一家一户使用的系统，施工完毕后由农户自行运用和养护。三是加大对该技术托管模式的研发力度，选择实力技术较为强悍的农业服务组织，在尊重农户意愿的前提条件下去推广和应用这一模式，并将栽培、追肥、田块管理和收获等工作托付到运营能力强、诚信度高和技术过硬的组织手中，并将该种植地区的村委会当作中间人，让农户签立托管合同，使收入分配确定下来，进而更好地提高水肥一体化技术的服务水平。

2、研究配套生产技术

一是改变耕作模式，选择深耕超过30cm、秸秆完全还田腐熟和拉沙压碱等方法，来避免土壤表层出现盐分沉淀问题，使土壤盐渍化问题有所改善。二是使用最先进的灌溉模式，根据作物发育周期来适当增加用水数量，可降低土壤盐分的含量。而作物未处于生长发育期时，可在春冬两季进行灌溉，如此便可冲刷去除土壤表面的盐分。三是贯彻落实土壤改良技术，如追加有机肥则可使土壤有机质更加丰富，透气能力和透水能力也会有所提高，减轻返盐和土层板结问题；也可利用腐质酸类肥料和盐碱改良剂来改良土层物理性状，避免盐分沉淀。

3、加大政策扶持力度

在示范区取得较为良好的种植效果后，可对后续的管理工作给予大力地支持。政府可出台相应的补贴政策，为滴灌带与将配套的管件装置换新提供补贴，降低农户购买成本和检修经费，使示范区的模范作用更为突出。同时，可实行先建设后补贴的投资建设模式，主要是由建设单位发布一系列的补贴政策，种植户自行申报并进行建设，验收获得审批后即可下发补贴。该模式最大的优势即农户自发建设，如此便可解决集中建设和实际需求相差过大的问题，同时也能增强用户爱护设备的意识，有效延长设备的使用寿命。

4、探索可持续发展路径

有关部门应加大对水肥一体化技术的扶持与补贴力度，有效提高农户、农业企业、示范点和种植大户推广该技术的积极性和热情，就运用该技术的农户而言，须相关的扶持政策和补贴贯彻落实。一是肥料补贴，在使用该技术的示范点，若农户使用的是水溶性肥料，其中部分可得到补贴。二是盐碱改良补贴，在示范点农户若使用了盐碱改良剂来改良土壤质量，去除土壤中的盐分，便可提供更多的物化补贴。三是对自发推广水肥一体化技术的农户来说，其所使用的水电费能够得到部分补贴，并在各种惠农补贴方面给予大力的支持，尤其是改良土壤、检修设备和换新设备等方面更为突出。

（作者单位：252526 山东省聊城市冠县斜店乡农业农村综合服务中心）