截止到2020年底，我國人口總數(shù)已達(dá)到14.43億人，隨著城鎮(zhèn)化率的提高和城鎮(zhèn)化速度的不斷加快，人均耕地占有面積逐步呈現(xiàn)越發(fā)緊張的態(tài)勢。同時，隨著農(nóng)業(yè)人口向城鎮(zhèn)的不斷聚集，直接從事農(nóng)業(yè)勞動的總?cè)藬?shù)，尤其是青壯年人數(shù)出現(xiàn)大幅下降，因此農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨規(guī)模化生產(chǎn)趨勢尤其緊迫，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須依托機(jī)械化、自動化和智能化的技術(shù)和手段來替代傳統(tǒng)的作業(yè)與運(yùn)營模式，以不斷提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率和效益。

農(nóng)業(yè)灌溉現(xiàn)狀

眾所周知，支撐農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的最為關(guān)鍵的資源為水資源，而我國水資源嚴(yán)重缺乏，人均淡水量僅占世界人均淡水量的1/4。據(jù)統(tǒng)計，目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域每年灌溉用水的缺口就達(dá)300億立方米以上，而且在我國的很多地區(qū)農(nóng)業(yè)用水方式極不合理，存在大量浪費(fèi)現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計分析，目前我國農(nóng)業(yè)用水有效利用率平均不到40%左右，與發(fā)達(dá)國家(如美國、日本、西歐等)農(nóng)業(yè)用水有效利用率80%的狀況差距較大，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在節(jié)水方面還有很大的提升空間。

同時，我國作為一個肥料生產(chǎn)和消費(fèi)大國。每年使用的肥料約占世界總施肥量的1/3，達(dá)到6000多萬噸，但肥料的有效利用率逐年降低，自1980年至2014年，我國化肥施用總量增長4.5倍左右，而同期我國各類糧食產(chǎn)量的總量僅增長了82.8%，化肥消耗量增速遠(yuǎn)超過糧食產(chǎn)量的增速。很多地區(qū)的農(nóng)戶為了追求高產(chǎn)量，一味增加化肥的施肥量，不僅造成了大量的肥料浪費(fèi)，還帶來土壤板結(jié)、酸化等一系列隱患，非常不利于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

根據(jù)農(nóng)業(yè)部公布的數(shù)據(jù)，現(xiàn)行我國農(nóng)作物畝均化肥用量達(dá)到21.9公斤，遠(yuǎn)高于世界平均水平的每畝8公斤，是美國用量的2.6倍，歐盟用量的2.5倍。綜上來看，水肥用量的高投入與高消耗、低效能產(chǎn)出已成為制約我國農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)持續(xù)健康發(fā)展的攔路虎和絆腳石 ，必須通過科技手段予以攻克和解決。

智能水肥一體化發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段，我國農(nóng)田的灌溉水利用系數(shù)為0.54，低于世界先進(jìn)水平(0.7-0.8)，通過節(jié)水灌溉提高水資源利用效率勢在必行。

“十四五”規(guī)劃明確提出要建設(shè)節(jié)水型社會，推廣節(jié)水灌溉，新增高效節(jié)水灌溉面積0.6億畝， 創(chuàng)建200個節(jié)水型灌區(qū)，到2025年，全國建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田10.7億畝。

2021年1月17日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)文表示將加強(qiáng)舉措，力爭到2025年化肥農(nóng)藥利用率再提高3個百分點(diǎn)，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式全面綠色轉(zhuǎn)型。9月6日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《全國高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)劃(2021-2030年)》文件，明確指出將高效節(jié)水灌溉與高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)統(tǒng)籌規(guī)劃、同步實(shí)施，2021—2030年完成1.1億畝新增高效節(jié)水灌溉建設(shè)任務(wù)。

據(jù)觀研報告網(wǎng)數(shù)據(jù)分析，2015年—2020年，我國節(jié)水灌溉設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模從604.4億元提升至1150億元，年復(fù)合增長率達(dá)13.7%，未來，基于國家政策的支持與種植戶節(jié)水意識的逐漸提高，預(yù)計到2024年我國節(jié)水灌溉設(shè)備行業(yè)市場規(guī)模將達(dá)到2384.6億元。

智能水肥一體化灌溉系統(tǒng)優(yōu)勢

(1)施肥效果快，養(yǎng)分利用率高。通過應(yīng)用水肥一體化智慧系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控作物表層干燥度，減少施肥造成干燥作物揮發(fā)性的損失。應(yīng)用管道閥門系統(tǒng)緩慢溶解，最終可以避免肥效變慢的弊端。

(2)通過水肥一體化技術(shù)，肥料的利用率大幅提高。水肥一體化智慧系統(tǒng)中的水肥比例是依據(jù)大數(shù)據(jù)智能算法最終得出，這樣一來可以更好地 實(shí)現(xiàn)智能化配比灌溉水分和肥料，提升作物產(chǎn)量的同時 避免肥料的過度浪費(fèi)。

(3)水肥一體化技術(shù)通過人為定量控制，滿足了作物在關(guān)鍵生長期間“吃飽喝足”的需要，根除了所有缺乏癥， 在生產(chǎn)中可以達(dá)到作物產(chǎn)量和質(zhì)量良好的目標(biāo);同時大幅度節(jié)水，設(shè)施灌溉比傳統(tǒng)方式節(jié)水多 50%，其中點(diǎn)滴灌溉最省水。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，水肥一體化技術(shù)在提高水肥的綜合利用率、改善土壤性質(zhì)提升地力、減少農(nóng)業(yè)污染和提升作物品質(zhì)方面具有顯著優(yōu)勢，必定是支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的支柱技術(shù)之一，也是改變我國由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代節(jié)約水肥、綠色可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的必由之路。