長期以來,水肥在農業種植中扮演著不可或缺的角色。我國地域廣闊,種植的農作物種類多、栽培方式多樣、栽培季節性差異明顯。農業生產中過量灌溉施肥導致水肥資源浪費、土壤酸化和水體環境污染等問題突出,對農業可持續發展和糧食安全生產帶來了嚴峻的挑戰。
大力發展節水農業,實施化肥使用量零增長行動,推廣普及水肥一體化等農田節水技術,全面提升農田水分生產效率和化肥利用率成了保障國家糧食安全、發展現代節水型農業、轉變農業發展方式、促進農業可持續發展的必由之路。
水肥一體化主要根據土壤特性和作物生長規律,同時進行灌溉與施肥,適時、適量地滿足農作物對水分和養分的需求。作為將施肥技術與灌溉技術相結合的一項新技術,水肥一體化是精確施肥與精確灌溉相結合的產物,在灌溉技術中占有重要地位。
傳統水肥一體化技術將可溶肥料溶解到水里,棍棒或機械攪拌,通過田間放水灌溉或田間管道,更進一步地還通過滴灌或微噴灌等裝置均勻地進入田間土壤中,被作物吸收利用的技術。
現代水肥一體化技術通過實時自動采集作物生長環境參數和作物生育信息參數,通過模型構建耦合作物與環境信息,智能決策作物的水肥需求,通過配套施肥系統,實現水肥一體精準施入,大大提高灌水和肥料的利用效率。
與傳統的施肥方式相比,采用水肥一體化技術施肥具有諸多優點,如大幅減少肥料使用量,減少養分流失,降低面源污染,靈活調控以滿足不同區域或作物對肥料的需求,提高作物產量和品質,以及降低生產成本。
為推進國內水肥一體化技術發展,國家近年來相繼出臺了一系列政策:《全國農業可持續發展規劃(2015—2030年)》提出“一控兩減三基本”目標;2017年中央“一號文件”明確指出要大規模實施農業節水工程,與此同時還要加大水肥一體化等先進節水技術的推廣力度;2019年發布的《〈國家節水行動方案〉分工方案》指出,要大力推進水肥一體化技術,每年發展水肥一體化面積133.3萬hm2(2000萬畝)。
水肥一體化相關政策
在政策加持下,大力發展水肥一體化的氛圍已經形成,并且物聯網智能化技術日趨成熟,為推廣水肥一體化技術、精確調控水肥管理奠定了基礎。近些年,中國也自主開發了一些自動化灌溉與施肥控制系統,通過水肥一體化技術試驗示范,在不同區域、不同作物開展系列試驗研究,全國形成了多種適用技術模式。
水肥一體化技術在節水壓采、渤海糧倉、蔬菜提質增效等重大工程實施中發揮著至關重要的作用。與此同時,以水肥一體化技術為核心的,集灌溉設施設備、水溶肥及智能施肥裝置、信息化與智能控制、配套農機具等于一體的特色產業已悄然興起。
相關行業領域在技術、資金、人才等方面不斷加大投入,為該產業發展注入了活力。精確灌溉與施肥是農業發展的主要方向,在國家大力發展可持續生態農業背景下,亟需結合作物區域種植特點,創新發展多種先進施肥設備及技術,建立節水節肥技術管理體系,切實、有效地提高水肥利用率。未來,水肥一體化發展呈現出兩大趨勢,一是施肥設備趨向多功能、低能耗及精準化,二是水肥一體化系統更加信息化與智能化。