智能平移式水肥一体化技术提高水肥利用效率研究进展分析

智能平移式水肥一体化技术提高水肥利用效率研究进展分析

张怡杨静乔立栋

宜宾云辰乔木园林有限责任公司644000

摘要：农业经济的快速发展对水资源需求也在不断增加，水资源成为社会经济发展重要资源。现如今，人均耕地面积不断缩小，水肥一体化技术得到了重视并被广泛应用到人们生活中，对提高水肥利用率具有重要作用。接下来，文章从水肥一体化技术应用方面展开论述，提出提高水费利用率可行性方法、研究进展，希望对水肥技术发展起到帮助性作用。

关键词：水肥一体化技术；水肥利用率；研究进展

宜宾云辰乔木园林有限责任公司在邱场开展了田园综合体项目，该项目结合邱场丘陵地型特征以节约环保理念为指导开发了水肥一体化智能喷灌系统，开创园林行业水肥一体化智能喷灌的先例。该技术指的是利用微灌系统，结合土壤状态、农作物生长情况进行适时适量施肥与灌溉，保证作物有充足的营养，水肥一体化技术应用有助于节约水资源、提高肥料利用率、提高作物产量与质量、改善土壤环境。因此，水肥一体化技术值得在农业种植中进一步推广应用。

一、水肥一体化技术优势

第一，节约水资源。传统灌溉以大水漫灌为主，水资源使用量高且利用率不高。而应用水肥一体化技术通过可控管道滴状让农作物根茎得到营养吸收，避免水分下渗与蒸发，充分利用水资源。实践证明，相对于传统灌溉形式水肥一体化技术可以节约40%用水量。第二，肥料得到充分利用。水肥一体化通过定时、定量、定向施肥形式提高肥料利用率，实现集中施肥与科学施肥。相同环境下，水肥一体化技术可以节省50%肥料使用量。第三，保证农作物产量与质量。水肥一体化技术能够极大的满足农作物生长需求，结出的果实饱满、个头大，增加产量20%。而且，水肥一体化技术还有助于病虫害控制，提高果实质量。第四，提升土壤环境。水肥一体化降低土层容重，增加缝隙，提高土层微生物活性、降低土壤次生盐渍化发生与地下水资源污染，提高土壤生产力。

二、水肥一体化技术应用现状

（一）国外应用现状

美国：美国农场面积的50%实施喷灌，40%地面灌溉，10%实施其他的灌溉方法，地面灌溉技术水平越来越高。目前，美国在节水灌溉技术方面处于世界先进水平，成为微灌面积最大的国家。以色列：以色列现已成为农业大国，领先世界水平。灌溉技术、水溶肥技术、节水灌溉设备融合并得到了广泛应用，例如：果园、花卉、蔬菜，提高水资源使用率约50%，肥料利用率提升约40%。

（二）我国水肥一体化应用现状

我国是农业大国，种植面积不断扩大，节水灌溉面积也逐年增加，尤其是微灌面筋机、喷灌面积。现阶段，水肥一体化技术在我国已经得到了广泛应用，贯穿东北、西北、华北等多区域，主要应用于蔬菜、花卉、果树作物种植中。随着水肥一体化技术应用范围的扩大，我国逐渐领先世界先进水平。

三、水肥一体化技术对提高水资源利用率研究进展

（一）国外研究进展

国外压力补偿式灌溉技术应用广泛，有助于水利用率提高、农田灌溉水量只有390m3/hm3，节约灌水量约60%。例如：以色列采用喷灌技术可以提高水利用率70%，地表滴灌技术水利用率90%。滴灌技术的广泛应用进一步促进了节水农业发展，水肥一体化技术应用广。目前，滴灌管道在道路施工、房建工程等方面得到应用。

（二）国内研究进展

我国水肥一体化技术包括微喷灌、膜下滴灌、滴灌技术。其中，微喷灌技术成熟，喷灌水蒸发漂移损失率40%，达到植物冠层的水分也得到了有效利用。由此，微喷技术得到了重视，灌水量是传统浇灌量的30%，产量可以增加6%。膜下滴灌技术能够避免水分蒸发，提高灌溉水使用率，可以节约用水54%。以智能喷灌技术为例：利用喷头等专用设备将有压水喷洒到空中形成雨滴落到地面与弄作为中，具有省水、省工、增产的作用。常见移动式喷灌设备为半人工式，其过程为：喷灌管道到地面上，一次作业后完成对灌溉设备拆卸移动。但是这种技术人工劳动力大。经过优化后将智能控制安装在装置下端，水肥药一体化装置安装在装置上端，升降装置的下端和行进装置连接，喷灌装置安装在升降装置内部，智能控制可以结合自身搜集的信息控制装置移动、水肥药一体化装置的水肥药调配比例、升降装置的升降与喷灌装置的喷洒动作。

四、水肥一体化技术对提高肥料利用率的研究进展

（一）国外研究进展

水肥一体化技术可以结合农作物提供适量的水分养料，在国外很多国家都可以看到溶解水溶肥的储肥罐，结合施肥目标准确的将肥液注入灌溉水，储肥罐经过管道与微机系统结合设定的量注入配方肥料。以以色列为例，该国90%农业种植都采取了水肥一体化技术，提高肥料使用率40%，肥料利用率高于我国。水费利用率控制在90%左右，节约40%肥料。此外，为预防土壤次生盐渍化现象，对传统灌溉使用的沟渠占地问题处理，提高农作物产量，避免土壤环境受到影响。有学者通过比较氮肥不同施用手段对盆栽桃树实验发现，滴灌施肥量只有土壤施肥量的1/2时，桃树叶片含氮量与经粗增加量有助于提高土壤施肥效果，证明滴灌施肥可以节约30%氮肥。通过对香蕉研究发现，氮肥使用率提升了1倍。相对于单一的滴灌、沟灌技术，水溶性肥料灌溉施肥可以增加马铃薯产量，作物根系生长量与氮磷钾的吸收量降低土壤的N03-N的淋洗。

（二）国内研究进展

现阶段，水稻、玉米、小麦是我国主要粮食作物，粮食种植过程中林飞家平均利用率为30%、20%、45%。其中，小麦氮磷钾使用率为34%、20%、45%。水稻氮磷钾使用率为36%、23%、42%。玉米氮磷钾使用率为32%、25%、49%。现如今，我国提出了至2020年农作物话费用量零增长，肥料使用量达到50%。水肥一体化技术不仅能够提高肥料使用率还能够节约肥料使用，现已得到了单位的广泛重视。

有学者通过对小麦研究发现，滴灌施肥能够提高氮钾肥利用4%、3%。对黄淮海区域免耕冬小麦利用测墒补灌与滴灌施肥方法，滴灌后水分进入作物根茎，减少灌溉水深层渗漏风险，提高作物吸收效果，可以节约氮肥25%、磷肥28%、钾肥48%。对汉作水稻膜下滴灌调查显示，膜下滴灌直播种植可以节约肥料使用量，提高利用率，节约氮肥37%、、磷肥35%。对玉米研究发现，液体磷肥施肥可以提升磷肥使用率40%，高于平均使用率15%，效果明显。研究结果证明，氮肥伴随着水施用有助于提升棉花单株铃数、单铃质量与籽棉产量，提高棉花对氮磷素的吸收，特别在壤土棉田应用效果显著。磷肥伴随着水滴施可以提高氮肥、磷肥使用率，提升约4%--12%、36%--45%。膜下滴环境下，滴灌专用肥的氮磷钾养分在土壤中的移动性高于常规肥料，养分在土层内分布和棉花根茎分布特征相同，有效提升了棉花根茎吸收效果。选择适合的滴灌施肥有助于提高苹果氮肥使用率40%，节约肥料，减少肥料投入支出。

结语：

综合分析，创建水肥灌溉和农作物产量试验了解到不同植物生长肥料需求量，掌握生产管理规律，这对推动水肥一体化技术发展具有重要作用。水肥一体化技术的应用使我国农业生产方式发生了变化，节约人力资源，提高产量与质量，农户获得更高的经济效益，推动农业健身发展。

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