第二节　水肥一体化技术特点

“有收无收在于水”“收多收少在于肥”，这两句农谚精辟地阐述了水和肥在种植业中的重要性及其相互关系。水肥一体化技术从传统的“浇土壤”改为“浇作物”，是一项集成的高效节水、节肥技术，不仅节约水资源，而且提高肥料利用率。应用水肥一体化技术，可根据不同作物的需肥特点、土壤环境、养分含量状况以及不同生长期的需水量，进行全生育期需求设计，把水分和养分定时、定量按比例直接提供给作物，可以方便地控制灌溉时间、肥料用量、养分浓度和营养元素间的比例。水肥一体化技术的大面积推广应用成功，带给我国农业乃至世界农业的将是一个大大的“惊叹号”。

一、水肥一体化技术优点

水肥一体化技术与传统地面灌溉和施肥方法相比，具有以下优点。

1.节水效果明显

水肥一体化技术可减少水分的下渗和蒸发，提高水分利用率。采用传统的灌溉方式，水分利用率只有45%左右，灌溉用水的一半以上流失或浪费，而喷灌的水分利用率约为75%，滴灌的水分利用率可达95%。在露天条件下，微灌施肥与大水漫灌相比，节水率达50%左右。保护地栽培条件下，滴灌与畦灌相比，每亩大棚一季节水80～120立方米，节水率为30%～40%。

2.节肥增产效果显著

利用水肥一体化技术可以方便地控制灌溉时间、肥料用量，实现了平衡施肥和集中施肥。与常规施肥相比，水肥一体化的肥料用量是可量化的，作物需要多少施多少，同时将肥料直接施于作物根部，既加快了作物吸收养分的速度，又减少了挥发、淋失所造成的养分损失。水肥一体化技术具有施肥简便、施肥均匀、供肥及时、作物易于吸收、提高肥料利用率等优点。据调查，常规施肥的肥料利用率只有30%～40%，滴灌施肥的肥料利用率达80%以上。在田间滴灌施肥系统下种植棉花，氮肥利用率可达90%以上、磷肥利用率达到70%、钾肥利用率达到95%。肥料利用率的提高意味着施肥量减少，从而节省了肥料，在作物产量相近或相同的情况下，水肥一体化技术与常规施肥技术相比可节省化肥30%～50%，并增产10%以上。

3.减轻病虫草害发生

水肥一体化技术有效地减少了灌水量和水分蒸发，提高了土壤养分有效性，促进了根系对营养的吸收储备，还降低了土壤湿度和空气湿度，抑制了病菌、害虫的产生、繁殖和传播，并抑制了杂草生长，在很大程度上减少了病虫草害的发生，因此，也减少了农药的投入和防治病虫草害的劳力投入，与常规施肥相比利用水肥一体化技术每亩农药用量可减少15%～30%。

4.降低生产成本 

水肥一体化技术是管网供水，操作方便，便于自动控制，减少了人工开沟、撒肥等过程，因而可明显节省施肥劳力；灌溉是局部灌溉，大部分地表保持干燥，减少了杂草的生长，也就减少了用于除草的劳动力；由于水肥一体化可减少病虫害的发生，减少了用于防治病虫害、喷药等的劳动力；水肥一体化技术实现了耕地无沟、无渠、无埂，大大减少了水利建设的工程量。

5.改善作物品质

水肥一体化技术适时、适量地供给作物不同生育期生长所需的养分和水分，明显改善了作物的生长环境条件，因此，可促进作物增产，提高农产品的外观品质和营养品质；应用水肥一体化技术种植的作物有生长整齐一致、定植后生长恢复快、提早收获、收获期长、丰产优质、对环境气象变化适应性强等优点；通过水肥的控制可以根据市场需求提早供应市场或延长供应市场。

6.便于农作管理

水肥一体化技术只湿润作物根区，其行间空地保持干燥，因而即使是灌溉的同时，也可以进行其他农事活动，减少了灌溉与其他农作的相互影响。

7.改善土壤微生态环境 

采用水肥一体化技术可明显降低大棚内空气湿度和提高棚内温度，滴灌施肥与常规畦灌施肥相比地温可提高2.7℃，有利于增强土壤微生物活性，促进作物对养分的吸收；有利于改善土壤物理性质，滴灌施肥克服了因灌溉造成的土壤板结，土壤容重降低、孔隙度增加，有效地调控土壤根系的水渍化、盐渍化、土传病害等障碍。水肥一体化技术可严格控制灌溉用水量、化肥施用量、施肥时间，不破坏土壤结构，防止化肥和农药淋洗到深层土壤，造成土壤和地下水的污染，同时可将硝酸盐产生的农业面源污染降到最低程度。

8.便于精确施肥和标准化栽培

水肥一体化技术可根据作物营养规律有针对性地施肥，做到“缺什么补什么”，实现精确施肥；可以根据灌溉的流量和时间，准确计算单位面积所用的肥料数量。微量元素通常应用螯合态的，价格昂贵，而通过水肥一体化可以做到精确供应，提高肥料利用率，降低微量元素肥料施用成本。水肥一体化技术的采用有利于实现标准化栽培，是现代农业中的一项重要技术措施。在一些地区的作物标准化栽培手册中，已将水肥一体化技术作为标准措施推广应用。

9.适应恶劣环境和多种作物

采用水肥一体化技术可以使作物在恶劣的土壤环境下正常生长。如沙丘或沙地，因持水能力差，水分基本没有横向扩散，传统的灌水容易深层渗漏，作物难以生长，采用水肥一体化技术，可以保证作物在这些条件下正常生长。利用水肥一体化技术可以在土层薄、贫瘠、含有惰性介质的土壤上种植作物并获得最大的增产潜力，能够有效地利用开发丘陵地、山地、砂石、轻度盐碱地等边缘土地。

目前，水肥一体化技术在粮食作物和经济作物上应用的主要有棉花、小麦、玉米、油菜、茶叶、烟草、马铃薯、甘蔗等。

二、水肥一体化技术缺点

水肥一体化技术是一项新兴技术，而且我国土地类型多样化，各地农业生产发展水平、土壤结构及养分间有很大的差别，用于灌溉施肥的化肥种类参差不一，因此，水肥一体化技术在实施过程中还存在如下诸多缺点。

1.易引起堵塞，系统运行成本高 

灌水器的堵塞是当前水肥一体化技术应用中最主要的问题，也是目前必须解决的关键问题。引起堵塞的原因有化学因素、物理因素，有时生物因素也会引起堵塞。如磷酸盐类化肥，在适宜的pH条件下容易发生化学反应产生沉淀；对pH超过7.5的硬水，钙或镁会留在过滤器中；当碳酸钙的饱和指标大于0.5且硬度大于300毫克/升时，也存在堵塞的危险；在南方一些井水灌溉的地方，水中的铁质诱发的铁细菌也会堵塞滴头；藻类植物、浮游动物也是堵塞物的来源，严重时会使整个系统无法正常工作，甚至报废。因此，灌溉时水质要求较严，一般均应经过过滤，必要时还需经过沉淀和化学处理。用于灌溉系统的肥料应详细了解其溶解度等物理、化学性质，对不同类型的肥料应有选择地施用。在系统安装、检修过程中，若采取的方法不当，管道屑、锯末或其他杂质可能会从不同途径进入管网系统引起堵塞。对于这种堵塞，首先要加强管理，在安装、检修后应及时用清水冲洗管网系统，同时要加强过滤设备的维护。

2.引起盐分积累，污染水源

当在含盐量高的土壤上进行滴灌或是利用咸水灌溉时，盐分会积累在湿润区的边缘，如遇到小雨，这些盐分可能会被冲到作物根际区域而引起盐害，这时应继续进行灌溉；但在雨量充沛的地区，雨水可以淋洗盐分。在没有充分冲洗条件的地方或是秋季无充足降雨的地方，则不要在高含盐量的土壤上进行灌溉或利用咸水灌溉。施肥设备与供水管道连通后，若发生特殊情况，如事故、停电等，系统内会出现回流现象，这时肥液可能被带到水源处。另外，当饮用水与灌溉水用同一主管网时，如无适当措施，肥液可能进入饮用水管道，对水源造成污染。

3.限制根系发展，降低作物抵御风灾能力

由于灌溉施肥技术只湿润部分土壤，加之作物的根系有向水性，这样就会引起作物根系集中向湿润区生长。对于多年生作物来说，滴头位置附近根系密度增加，而非湿润区根系因得不到充足的水分供应其生长会受到一定程度的影响，尤其是在干旱、半干旱的地区，根系的分布与滴头有着密切的联系，应用灌溉施肥技术时，应正确地布置灌水器。对于高大木本作物来说，少灌、勤灌的灌水方式会导致其根系分布变浅，在风力较大的地区可能产生拔根危害。

4.工程造价高，维护成本高

与地面灌溉相比，滴灌一次性投资和运行费用相对较高，其投资与作物种植密度和自动化程度有关，作物种植密度越大投资就越大，反之越小。根据测算，大田采用水肥一体化技术每亩投资在400～1500元，而温室的投资比大田更高。使用自动控制设备会明显增加资金的投入，但是可降低运行管理费用，减少劳动力的成本，选用时可根据实际情况而定。