水肥一体化技术实践与应用

陈道云，黄文汉，石媛，罗齐克

（吉首市土壤肥料工作站，湖南吉首416000）

水肥一体化技术是借助压力管道灌溉系统，将可溶性固体肥料或液体肥料配兑成液态肥，与灌溉水按比例定时、定量、均匀、准确直接输送到作物根系附近的土壤，适时、适量地满足农作物对水分和养分的需求，实现水肥同步管理和高效利用的农业节水技术。水肥一体化技术推广与应用对破解吉首市岩溶山区干旱缺水问题，发挥温光资源自然优势，促进吉首市特色优势产业发展，保障农产品质量安全、增加农民收入具有重要作用。

1 吉首市水肥利用情况概述

吉首市地处湖南省西北部，湘西土家族苗族自治州南部，是湘西土家族苗族自治州首府所在地，是一个典型的岩溶山区市。2017年，全市粮食播种面积9670公顷，粮食总产量4.78万吨；全市水资源总量34.06亿立方米，水资源利用总量11934.5万立方米，农业用水总量13039.4万立方米，每年因季节性干旱缺水近0.1亿立方米。干旱缺水已成为威胁粮食安全、制约农业可持续发展的主要限制因素之一，推广应用水肥一体化技术是形势所迫。

2 水肥一体化系统组成与设计

2.1 灌溉施肥系统的选择

根据水源、地形、种植面积、作物种类，选择不同的灌溉施肥系统，包括滴灌施肥系统、微喷施肥系统。大田果树或蔬菜栽培可选择滴灌、微喷灌施肥系统，分为自然压差系统和动力压差系统。施肥装置一般选择压差式施肥罐或注肥泵。日光温室蔬菜或果树，除了以上两种系统可选择外，还可以选择自动灌溉施肥系统。

2.2 灌水器的选择

保护地蔬菜栽培宜采用内镶式薄壁滴灌管、滴灌带和迷宫式滴灌管。果树多采用微喷头、小管出流、压力补偿式滴头。

2.3 灌溉管的铺设

不同作物生长的不同时期、不同的栽培方式，灌溉管离作物主干基部的距离应有所不同，灌水器应在作物根系生长最集中的部位。低秆作物：如蔬菜，滴灌管应顺行铺设，离作物主干基部的距离5～15厘米。乔木类果树：幼树可采用顺行铺设；成龄树应沿每棵植株的树冠用两根管呈“8”字形或一根管呈环形铺设。葡萄：篱架栽植应在两侧顺行铺设；棚架栽植应在棚下根据行距大小顺行铺设2～3根管，每根距离1～1.2米，以此类推。

表1猕猴桃微灌水肥一体化系统关键参数设计表

其他设计参数按SL103。

2.4 微灌施肥参数设计

包括作物需水量、微灌作物日耗水强度、土壤湿润比、灌水均匀度、计划湿润土层深、微灌水有效利用系数设计。如：猕猴桃水肥一体化系统参数的设计，见表1。

2.5 微灌施肥方案设计

主要包括灌水定额、灌水周期、每次灌水时间、灌水次数与灌水总量设计。

猕猴桃滴灌（微喷）灌溉施肥方案设计：采用蓄水池工程+管道加压+输水管道+滴灌（微喷）+管道施肥集成组装压力管道滴灌（微喷）灌溉施肥系统。滴灌（微喷）灌溉施肥方案，见表2。

表2猕猴桃——滴灌（微喷）灌溉施肥方案（2000kg/亩）

3 水肥一体化技术应用模式

3.1 水肥一体化滴灌灌溉施肥模式

采用蓄水池工程+管道加压+输水管道+滴灌+管道施肥集成组装压力管道滴灌灌溉施肥系统，实现水肥同步管理和高效利用。每100亩建300～400立方米蓄水池，配套安装控制阀、施肥器、过滤器、输水管道、滴灌管网。主要应用作物：猕猴桃、葡萄、黄桃、柑橘、蔬菜、草莓等。施肥方式主要采用泵吸施肥法、重力自压式施肥法、膜下滴灌施肥法。

3.2 水肥一体化喷灌（微喷）灌溉施肥模式

建议采用蓄水池工程+管道加压+输水管道+喷（微喷）灌+管道施肥集成组装压力管道喷灌（微喷）灌溉施肥系统，其余同上。主要应用作物为猕猴桃、柑橘、蔬菜、花卉等。施肥方式主要采用泵吸施肥法。

4 水肥一体化技术关键环节

4.1 设施设备

通过综合分析，系统规划、设计和建设水肥一体化灌溉设备，确保灌溉系统安全可靠；根据应用作物、系统设备、实施面积等选择施肥设备。

4.2 水分管理

根据农作物根系状况确定湿润深度，果树因品种、树龄不同，宜0.3～0.8m。农作物灌溉上限控制田间持水量在85%～95%，下限控制在55%～65%。

4.3 养分管理

选择溶解度高、溶解速度较快、腐蚀性小、与灌溉水相互作用小的肥料。不同肥料搭配使用，混合后会产生沉淀的肥料要单独施用。

4.4 水肥配合

按照肥随水走、少量多次、分阶段配合的原则，将作物总灌溉水量和施肥量在不同的生育阶段分配，制定灌溉施肥制度，满足作物不同生育期水分和养分需要。

4.5 维护保养

每次施肥时应先滴清水，待压力稳定后再施肥，施肥完成后再滴清水清洗管道。施肥过程中，定时监测灌水器流出的水溶液浓度，避免肥害；定期检查、及时维修系统设备，防止漏水；及时清洗过滤器，定期对离心过滤器集沙罐进行排沙。

5 水肥一体化技术推广应用的现状与成效

5.1 推广应用现状

2017年，水肥一体化技术推广应用覆盖吉首市12个乡镇，65个村，带动1.2万个农户受益，推广应用面积达8000亩，对吉首干旱缺水地区的节水节肥节支、增产提质增收起到了明显的推动作用（见表3）。

表3吉首市水肥一体化技术推广应用现状

5.2 推广应用成效

推广应用水肥一体化技术，有利于促进农业发展方式由粗放型向集约型转变，肥料利用率可提高20%以上、节水40%以上；有利于提高农业综合生产能力，粮食作物产量可提高20%～50%，水分生产效率可提高到每立方米2公斤；有利于提高农业抗旱减灾能力，减少因旱灾损失粮食2000万公斤以上；有利于农业标准化、自动化、规模化和集约化发展，节约劳动生产成本50%以上；有利于提高农业生态安全水平，减少农药用量30%以上。

推广应用水肥一体化技术，用水方式可实现六个转变：由渠道输水向管道输水转变；由浇地向给庄稼供水转变；土壤施肥向作物施肥转变；水肥分开向水肥耦合转变；单一技术向综合管理转变；传统农业向现代农业转变的水肥同步营养液转变，促进精量化施肥。通过水肥一体化技术的推广应用，生态效益、经济效益和社会效益明显。

6 结语

推广应用水肥一体化技术是现代农业发展的必然选择，吉首市与发达地区相比，推广应用水肥一体化技术差距巨大，差距就是潜力。要想真正实现水肥一体化，必须合理组装灌溉施肥系统，优化配置灌溉施肥设备，示范探索技术新模式，科学设计灌溉施肥方案，潜心研究、开发一系列新技术、新产品，大力培育技术应用新主体，及时更新农民新观念、新知识，促进农业可持续又好又快发展。