水作為生命之源,土壤是生命之本,有了水,植物才能健康生長,才能保證糧食的豐收。但是水供應不及時會造成土壤板結,水分過剩,會造成土壤板結,進而影響作物生長,造成作物根系死亡,嚴重影響作物根系吸收,降低作物產量。
在農業生產中,需要對土壤進行大量的水灌溉,所以使用水來對土地進行澆水施肥工作,但是這些對于土地來說,過于頻繁,人工費時費力還不一定能達到預期效果。水肥一體化技術是一種將肥料溶解于水并直接加入作物根部附近的土壤中,不需要灌溉也可控制施入植株周圍土壤。將肥料均勻地撒在土壤表面或均勻分布到作物根系上,通過蒸發和水分作用吸收到植株內部,從而達到施肥的目的。
1、提高了水的利用率
水肥一體化技術是將水和肥料分離出來,在灌溉中,水利用起來,肥料被植物直接吸收,不用再澆進土壤。灌水施肥后,大量水被植物所吸收,并通過水分的蒸發和水分作用到植物周圍土壤中,增加了土壤肥力,改善了土壤環境。同時使節水節肥效果更加明顯。在灌溉中水的利用率約為80%左右,而滴灌利用率高達90%左右。對于灌水施肥后剩余的水量,可根據作物的需水量進行合理分配。農作物得到水分的充分利用,有利于節能減排、節本增效。
2、節約肥料
節水灌溉結束后,系統內會自動生成肥料用量。水溶解后,施肥時按需肥原則,按需施肥。如噴灌,每次施肥時間為30分鐘,施肥量為500 kg,即一畝地需施肥2次。由于肥料溶解于水(每次施肥時的溶解速度為100~200 ml/min),施肥量可以減少30%左右。因此水肥一體化灌溉每畝地只需使用尿素約5 kg,施用于地表水或地下水就可節約50%以上。
3、節水減排
目前,我國用水總量約為600億立方米,人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/3,水資源供需矛盾十分突出,而灌溉用水占全國總用水量的30%左右。水在我國是重要的能源,節約用水可以減少能源消耗,減少污染物的排放。同時通過水肥一體化技術可以節水40%~50%,減少灌溉用水30%~50%,節肥30%~50%,增效30%~50%。同時通過采用水肥一體化技術可減少肥料損失70%~80%,同時降低水肥損耗30%以上,節水50%以上。
4、節省勞動力
使用水肥一體化灌溉系統可節省灌溉工人的工資和水電費。而且灌溉工人能夠在水肥一體化系統中靈活地調節和控制灌溉。因此,水肥一體化灌溉技術是實現節水、節肥的最佳技術之一。
5、控制施肥
在水肥一體化灌溉施肥過程中,可采用定時控制的施肥方法。如果根據作物生長狀況確定灌溉時間,保證土壤濕度。通過適當控制施肥時間,保證肥料濃度,防止肥料流失,提高肥料利用率。
6、減少施肥次數
在一些設施大棚或經濟作物中,施肥次數可以控制在兩次以內。以番茄為例,一般番茄苗期需要兩次追肥,第一次追肥時間在開花期,第二次追肥在定植前。而水肥一體化技術可以通過滴灌和微噴灌來施肥,根據需肥規律來確定每次施肥的次數;每次施肥結束后,可以進行人工調控滴灌系統供水流量,使肥料在植株內均勻分布,避免肥料浪費,減少施肥次數,同時又能提高灌溉質量。這樣,不僅可以減少施肥次數,還可以提高肥效。
7、減少人工成本
水肥一體化系統是一種先進的灌溉技術,在節水節肥的同時,節省了大量的人工成本。并且,由于采用的是滴灌施肥技術,水肥一體化施肥系統可以做到無人值守,自動檢測系統可以進行人工監督,所以也減少了人力成本。另外水肥一體化系統的自動化控制還能節省人工成本。因此,水肥一體化系統已經逐漸成為現代農業的發展趨勢。
8、數字化管理
實現作物灌溉施肥精準施用的原則。需要根據土壤水分平衡和作物需水規律和水源供水能力,考慮施肥與水分的偶合關系,運用灌溉工程設施、農藝技術、農業機械、生物技術和農場管理等措施,精準、合理調控灌溉用水和用肥,調控土壤水分和養分以滿足作物水分和養分需求。數字化灌溉解決農民的對作物灌水的憂愁。
數字化灌溉發展提高,進一步擴大為數字農業或智慧農業的一部分,數字農業和智慧農業的技術融合,它們彼此難舍難分。這些技術具體包括高階信息化、農業生產自動化、管理現代化、流程標準化、商業多樣化、用戶定制化、渠道扁平化、技術智能化。