微灌工程中所用的设备一般包括灌水器、各级输配水管道和管件、各种控制和量测设备、过滤器、施用(药)装置和水泵电机等。我们将介绍微灌设备的类型、结构、工作原理及其使用和维护，以及微灌系统白规划、设计、施工、安装及操作。
 

 微灌是一种根据作物的需水要求，对灌溉水进行处理后，通过低压管道系统与安装在末级管道上的特殊灌水器，将水和作物生长所需的养分以较小的流均匀准确地输送到作物根部附近的土壤表面或土层中去的新型灌水方法。其特点是:灌水流量小，水的利用率高;工作压力低，节省能源;灌水均匀度高;对土壤利地形的适应能力较强;可结合灌水施肥、施药;增产效果明显。微灌系统是由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器等四部分组成，按水的出流方式的不同，微灌系统可以分为滴灌、微喷灌、脉冲式微灌、小管出清灌溉和渗灌等五种形式。

喷水式:压力水流经过喷水式灌水器的流道以喷洒的方式向土壤灌水。根据喷洒方式的不同又可分为扩射式和射流旋转式两种，其中折射式有: WP2–30-100型全圆雾化喷头、WP1单向喷头、WP2型双向喷头等，射流旋转式喷头有: WPX6-150型旋转微喷头。

 内镶式:滴头经注塑成型后，生产微管的同时就把它镶嵌在毛管内，使滴头与毛管成为一个整体，用特殊工艺打孔形成出水流口。内镶式滴灌管就是这种类型。

据统计，我国每年农业灌溉总用水量在3600亿立方米左右，化肥施用总量在5700万吨。长期以来，缺水与肥料的不合理使用是制约我国农业持续健康发展的重要因素。

目前，国际上先进的节水农业技术，每立方米水生产粮食已超过2公斤，而我国平均不足1公斤。我国化肥用量虽然居世界首位，但化肥利用率平均仅为30%，远低于发达国家水平。水肥一体化技术已经被许多发达国家广泛应用在农业生产中，在以色列，90%以上的农业实现了水肥一体化，但是我国的水肥一体化还在初级阶段。

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水浇少了，化肥上少了，影响粮食产量？

很多种植户担心，水浇少了，化肥上少了，会不会影响粮食产量？西北农林科技大学校长吴普特表示：“实现数据和理论研究都证明，节水减肥与增产是能够同步实现的。”他说，要实现这一目标，需要在农业生产中推广很多技术，其中水肥一体化是关键的技术。通过节水减肥，提高水分和养分的利用率，使有限的水、有限的化肥能更好地促进作物生长。

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水肥一体化可让作物刚好“吃饱”

水肥一体化技术具有节水、省工、高效等特点，可轻松进行配方施肥，有效提高农产品的产量和品质。在实际操作中，将水溶肥溶解在灌溉水中，借助压力系统由管道输送到田间每株作物根区，灌溉与施肥可同步进行。

对比传统施肥，水肥一体化的突出优势在于可控管道系统。用户按作物的所需配好肥液，可随时、随量给作物供水供肥，方便高效。使用时，建议农户采用“少量多次”的施肥方式，让作物一直处于刚好“饱”的状态。作物‘饿’当然会因缺乏营养而生长受制，但一直‘过饱’也不一定好，造成浪费不说，土壤养分富集会导致周边杂草疯长。杂草挨着作物不能用除草剂，人工除草那成本可想而知。

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水肥一体化为什么势在必行？

水肥一体化是一次农业生产方式的革命，由土壤施肥向作物施肥转变。

据国内水肥一体化研究的权威学者、华南农业大学资源环境学院作物营养与施肥研究室张承林教授研究，灌溉施肥体系比常规施肥节省肥料50%~70%；同时，大大降低了设施蔬菜和果园中因过量施肥而造成的水体污染问题。水肥一体化能提高养分利用率，减少肥料施在较干的表土层易引起的挥发损失，既节约肥料又有利于环境保护。所以水肥一体化技术使肥料的利用率大幅度提高。由于水肥一体化技术通过人为定量调控，满足作物在不同生长期的养分需求，减轻缺素症状，因而在生产上可达到作物的产量和品质均良好的目标，在实施过程中达到了水肥均衡、省工省时、减轻病害、控温调湿和节水省肥的效果。

为促进我国农业的可持续，我国提出严格控制农业用水总量，大力发展节水农业；减少化肥和农药使用量，实施化肥、农药零增长行动；实现畜禽粪便、农作物秸秆、农膜基本资源化利用的发展战略，并提出到2020年我国实现化肥农药施用量零增长，因此水肥一体化是现代化农业发展的必经之路。

中国是一个历史悠久的文明古国，中国古代史上辉煌灿烂的农耕文明，令世界瞩目。几千年过去了，虽然现在农民朋友摆脱了靠天吃饭，但农业种植模式依然非常落后。比如什么时候灌溉、什么时候施肥，还都是靠经验去把控。

经验虽然管用，但经验也不是万能的。尤其拿种植来说，水浇多了，会滋生更多害虫；水浇少了，会严重影响农作物的生长；肥施多了，会把农作物烧死；肥施少了，会降低农作物的产量。如果凭经验种植，就很容易出现上面这几种情况，所以就需要一种更加精细化的技术来为农民朋友的种植提供数据支持。

非常庆幸的是，这种技术已经诞生了，这种技术就是水肥一体化技术。

水肥一体化技术，被誉为现代农业的“一号技术”。它创新的将灌溉与施肥融为一体，实现了在灌溉的同时给作物进行施肥。它首先借助压力系统将可溶性肥料结合土壤环境养分含量、作物的需肥规律、作物不同生长期的肥料所需等因素，配对成适宜的肥液。然后利用可控系统使水肥相融后通过管道和滴头滴灌浸润作物根系，均匀、定时、定量施用，使主要根系土壤始终保持疏松和适宜的含水量。

这就是精细化农业，灌溉和施肥不再靠经验，而是靠数据。水肥一体化技术实时监测土壤的水分和养分含量，用户可以根据这些数据来指导施肥灌溉，这是过去几千年的传统农业不曾有过也不曾出现的。所以，水肥一体化技术真正意义上颠覆了中国的农业，彻底改变了中国农业，让农业从此与科技接轨，变的高大上起来，这些都是历史第一次。

除此之外，水肥一体化技术还有诸多好处：它有效提高水资源利用率，节约了农业用水；它有效改善的土壤环境，提高了作物品质；它有效减少了病虫害的发生，提高了作物的产量……在这里就不一一介绍了。

据了解，水肥一体化技术在美国、以色列、加拿大等发达国家一直广受重视，美国是世界上运用水肥一体化技术最广泛的国家，以色列整个国家水肥一体化技术占比90%以上。而在我国，水肥一体化技术却刚刚起步。

水肥一体化技术作为控水减肥的关键途径，是保障国家粮食安全，发展现代节水型农业，转变农业发展方式，促进农业可持续发展的必由之路。它的意义不只是节水节肥、环保高效，更重要的是，它对转变农业发展方式、促进农业现代化建设所起到的引领和推动作用。

1、什么是水肥一体化技术？

答：狭义来讲，就是通过灌溉系统施肥，作物在吸收水分的同时吸收养分。通常与灌溉同时进行的施肥，是在压力作用下，将肥料溶液注入灌溉输水管道而实现的。溶有肥料的灌溉水，通过灌水器（喷头、微喷头和滴头等），将肥液喷洒到作物上或滴入根区。广义讲，就是把肥料溶解后施用，包含淋施、浇施、喷施、管道施用等。

2、水肥一体化技术的理论基础是什么？

答：植物有两张”嘴巴”，根系是它的大嘴巴，叶片是小嘴巴。大量的营养元素是通过根系吸收的。叶面喷肥只能起补充作用。我们施到土壤的肥料怎样才能到达植物的嘴边呢？通常有两个过程。一个叫扩散过程。肥料溶解后进入土壤溶液，靠近根表的养分被吸收，浓度降低，远离根表的土壤溶液浓度相对较高，结果产生扩散，养分向低浓度的根表移动，最后被吸收。另一个过程叫质流。植物在有阳光的情况下叶片气孔张开，进行蒸腾作用（这是植物的生理现象），导致水分损失。根系必须源源不断地吸收水分供叶片蒸腾耗水。靠近根系的水分被吸收了，远处的水就会流向根表，溶解于水中的养分也跟着到达根表，从而被根系吸收。因此，肥料一定要溶解才能被吸收，不溶解的肥料植物”吃不到”，是无效的。在实践中就要求灌溉和施肥同时进行（或叫水肥一体化管理），这样施入土壤的肥料被充分吸收，肥料利用率大幅度提高。

3、常用的水肥一体化措施有哪些？

答：水肥一体化的前提条件就是把肥料先溶解。然后通过多种方式施用。如叶面喷施、挑担淋施和浇施、拖管淋施、喷灌施用、微喷灌施用（南方最普及水带喷施）、滴灌施用、树干注射施用等。其中滴灌施用由于延长了施肥时间，效果最好，最节省肥料。

4.滴灌施肥有哪些优点？

答：滴灌施肥是一种精确施肥法，只施在根部，显著提高肥料利用率，与常规施肥相比，可节省肥料用量30—50%以上；

大量节省施肥劳力，比传统施肥方法节省90%以上。施肥速度快，千亩面积的施肥可以在1天内完成；

灵活、方便、准确地控制施肥时间和数量；

显著地增加产量和提高品质，增强作物抵御不良天气的能力；

可利用边际土壤种植作物，如沙地、高山陡坡地、轻度盐碱地等；

有利于防止肥料淋溶至地下水而污染水体；

有利于实现标准化栽培；

由于水肥的协调作用，可以显著减少水的用量。加上设施灌溉本身的节水效果，节水达50%以上；

滴灌施肥可以减少病害的传播，特别是随水传播的病害，如枯萎病。因为滴灌是单株灌溉的。滴灌时水分向土壤入渗，地面相对干燥，降低了株行间湿度，发病也会显著减轻。

滴灌施肥只湿润根层，行间没有水肥供应，杂草生长也会显著减少。

滴灌可以滴入农药，对土壤害虫、线虫、根部病害有较好的防治作用。

冬季土温低，可以将水加温，通过滴灌滴到根部，提高土温。在温室大棚有很强的应用性。

对于较粘重土壤，将滴灌管埋于一定土层深度，通过空气压缩机向土壤灌气，解决根部缺氧问题。

由于滴灌容易做到精确的水肥调控，在土层深厚的情况下，可以将根系引入土壤底层，避免夏季土壤表面的高温对根系的伤害。

滴灌施肥可以根据作物的需肥规律施肥。吸收量大的时候多施肥，吸收少时少施肥。很多作物封行时正是需肥高峰期，但人进不了田间，无法追肥（如马铃薯、甘蔗、菠萝等），而滴灌则不受限制，可以随时追肥。

4.16 滴灌施肥由于精确的水肥供应，作物生长速度快，可以提前进入结果期或早采收。

5.为什么滴灌可以省肥30—50%？

答：首先，使用水肥一体化滴灌系统，可以轻松实现少量多次施肥，可以按照作物需肥规律施肥；其次，可以减少因挥发、淋洗而造成的肥料浪费，从而大大地提高肥料利用率。一般来说，土壤肥力水平越低，省肥效果越明显。

6.为什么滴灌可以节省施肥、灌溉劳力的90%？

答：滴灌施肥和浇水不用下地，不用开沟、覆土，速度快，上千亩的面积可以在一两天内完成灌溉施肥任务。滴灌施肥是设施灌溉和施肥，整个系统的操作控制只需一个劳动力就可轻松完成灌溉施肥任务。这对于作物种植集中地区及山地果园，其节省劳力的效果非常明显。

7.滴头一滴一滴的出水，出水量那么小，能满足作物水分需求吗？

答：可以！其实滴头流量有很多种选择，常见的范围在1.0~10.0升/小时。滴头流量的选择主要是由土壤质地决定的，通常质地越粘重，滴头流量越小。滴头每秒的出水量虽然很小，但是灌水时间长。以规格为2.3升/小时的滴头为例，如每棵果树安排两个滴头，灌水时间为2.5小时，每株果树将得到11.5升水，灌溉5小时则出水23升。滴灌可以通过延长灌溉时间和增加滴头数量来增加供水量，可以满足作物在各种炎热气候下的需水量。

8.哪些作物适合安装滴灌？

答：单纯从技术角度上讲，所有的作物都可以安装滴灌。衡量一个作物是否适合安装滴灌主要从经济角度及作物的种植方式上进行评价。成行起垄栽培的作物、盆栽植物、山地的各种作物、经济林、药材等都可以用滴灌。目前推广面积最大的是棉花、马铃薯、玉米、葡萄、柑桔、香蕉、花卉、大棚蔬菜、甜菜等作物。

9.滴灌对水质有什么要求？

答：由于滴头为精密部件，对灌溉水中的杂质粒度有一定的要求，滴灌要求粒度不大于120目，才能保证滴头不堵塞。如果水源过滤措施和设备符合要求，井水、渠水、河水、山塘水等都可以用于滴灌。因此，水源过滤设备是滴灌系统的核心部件，大多数滴灌系统不能正常工作都是因过滤设备不符合要求或疏于清洗过滤器引起的。

10.如何选择过滤器？

答：滴灌的关键是防堵塞。选择合适的过滤器是滴灌成功的先决条件。常用的过滤器有砂石分离器、介质过滤器、网式过滤器和叠片过滤器。前两者做初级过滤用，后两者做二级过滤用。过滤器有很多的规格，选择什么过滤器及其组合主要由水质决定。这是较专业的问题，最好由专业人士设计和选择。

11.能使用的肥料种类有哪些？

答：只要是能溶于水（最好是不溶性杂质含量低于0.5%）的化肥都能够通过滴灌系统来施用。最好选用水溶性复合肥，溶解性好，养分含量高，养分多元，见效快。部分有机肥，如鸡粪、猪粪要经过水沤腐，取其滤清液使用。

12.滴灌可施用有机肥吗？

答：滴灌系统是液体压力输水系统，显然不能直接使用固体有机肥。但我们可以使用有机肥沤制的沼液，经过沉淀、过滤后施用。鸡粪猪粪等沤腐后过滤使用。采用三级过滤系统，先用20目不锈钢网过滤，再用80目不锈钢网过滤，最后用120目叠片过滤器过滤。通过滴灌系统施用液体有机肥，不仅克服了单纯施用化肥可能导致的弊端，而且省工省事，施肥均匀，肥效显著。

13.通过滴灌系统施肥有哪些常用方法？

答：根据滴灌系统布置的不同，可以采用多种施肥方法。常用的有重力自压施肥法、泵吸肥法、泵注肥法、旁通罐施肥法、文丘里施肥法、比例施肥法等。具体采用何种施肥方法要咨询专业人员或参考更详细的资料。

14.滴灌施肥要特别注意哪些问题？

答：一是过量灌溉问题。滴灌施肥最担心的问题是过量灌溉。很多用户总感觉滴灌出水少，心里不踏实，结果延长灌溉时间。延长灌溉时间的一个后果是浪费水，另一后果是把不被土壤吸附的养分淋洗到根层以下，浪费肥料。特别是氮的淋洗。通常水溶复合肥料中含尿素、硝态氮，这两种氮源是最容易被淋洗掉。过量灌溉常常表现出缺氮症状，叶片发黄，植物生长受阻。二是施肥后的洗管问题。一般先滴水，等管道完全充满水后开始施肥，原则上施肥时间越长越好。施肥结束后要继续滴半小时清水，将管道内残留的肥液全部排出。许多用户滴肥后不洗管，最后在滴头处生长藻类及微生物，导致滴头堵塞。准确的滴清水时间可以用电导率仪监控。

15.在滴灌施肥过程中如何避免过量灌溉？

答：滴灌施肥只灌溉根系和给根系施肥。因此一定要了解所管理的作物根系分布的深度。最简单的办法就是用小铲挖开根层查看湿润的深度，从而可以判断是否存在过量灌溉。或者地里埋设张力计监控灌溉的深度。

16.在雨季土壤不缺水，如何通过滴灌系统施肥？

答：在土壤不缺水的情况下，施肥要照常进行。一般等停雨后或土壤稍微干燥时进行。此时施肥一定要加快速度。一般控制在30分钟左右完成。施肥后不洗管，等天气晴朗后再洗管。如果能用电导率仪监测土壤溶液的电导率，可以精确控制施肥时间，确保肥料不被淋溶。

17.肥料的浓度如何控制？

答：很多肥料本身就是无机盐。当浓度太高时会”烧伤”叶片或根系。通过灌溉系统喷肥或滴肥一定要控制浓度。最准确的办法就是测定喷施的肥液或滴头出口的肥液的电导率。通常范围在1.0~3.0ms/cm就是安全的。或者水溶性肥稀释400~1000倍，或者每方水中加入1~3公斤水溶性复合肥喷施都是安全的。对于滴灌，由于存在土壤的缓冲作用，浓度可以稍高一点也没有坏处。

18.山地果园滴灌必需修建蓄水池吗？

答：不一定。为了节省开支，果园地形高差在15米内的，安装滴灌一般不需要修建蓄水池，只要选择合适扬程和流量的水泵即可。对于地形高差在25米以上的，最好在果园最高处修建一个蓄水池，采用重力滴灌系统，较为省钱。

19.为什么山地果园滴灌要用压力补偿式滴头？

答：滴头分普通滴头和压力补偿滴头。普通滴头的流量是与压力成正比的，通常只能在平地上使用。而压力补偿滴头在一定的压力变化范围内可以保持均匀的恒定流量。山地果园、茶园或林木区往往存在不同程度的高差，用普通滴头会导致出水不均匀，通常表现为高处水少，低处水多。用压力补偿滴头就可以解决这个问题。为了保证管道各处的出水均匀一致，地形起伏高差大于3米时，就应该使用压力补偿式滴头。

20.滴灌系统一般能用多少年？

答：滴灌管有多种规格，壁厚从0.2毫米至1.2毫米。很显然越厚越抗机械损伤。所有滴灌管都加有抗老化材料。在没有机械损伤的情况下，厚壁和薄壁滴灌管的使用寿命是一样的。很多薄壁滴灌带寿命短主要是机械破损，导致漏水。从机械破损的角度，越厚的滴灌管寿命越长。不同作物及栽培方式对使用年限要求不同。一般栽培密度大的作物（如草莓）使用设计年限为1—3年的产品较为经济合理，而栽培密度小的果树使用设计年限为8—10年的产品较为经济合理。当然，使用寿命长，一次性投入的成本也会高一些。

21.为什么滴灌专用PE管可以露在地面？

答：由于聚乙烯（PE）配料本身的理化性质容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，所以普通的PE管并不适合在露地使用。滴灌专用的PE管材由于加入了抗老化剂，露地条件下使用寿命可达10年以上。

22.为什么说PE管不是越厚越好？

答：滴灌专用PE管材长寿的奥秘在于加入了抗老化剂，所以单纯的增加管材的厚度并不能延长使用寿命。选用的PE原料是否是原生料对产品的使用寿命也有影响。由于在物理性质上差异不明显，所以很难从肉眼判断出滴灌PE管的使用寿命。

23.滴灌工程为什么要有专业队伍来设计安装？

答：滴灌系统的设计涉及水力、土壤、气候、作物栽培、植物营养等多方面的专业知识。通常用户自身掌握不了这么多专业知识。最好由专业人员设计安装，能确保正确的使用和发挥其优点。专业设计安装队伍具有多年的设计经验，能够综合考虑各方面的因素，设计的系统具有一定的扩展性，合理的设计可以最大限度地减轻日后系统升级和维护的成本。同时专业公司会提供技术服务。

24.滴灌施肥系统的价格是如何构成的？

答：滴灌施肥系统的造价主要由设计费、设备材料费、安装费等三部分组成。具体价格取决于地形条件、高差、种植密度、土壤条件、水源条件、交通状况、施肥设备类型、系统自动化程度、材料型号规格、系统使用寿命、技术服务等级等因素。因此滴灌系统不存在一个统一的价格。根据国内的实际情况，目前滴灌系统的价格在每亩400~1500元间变化。不管价格如何，其基本功能都是一致的，即均匀出水和均匀施肥。

25.以果树为例，安装滴灌是否划算？

答：高标准建设的滴灌系统造价在1000元/亩左右，设计寿命为10年，折合每年成本为100元/亩。安装滴灌后，一方面可以节省肥料开支，按省肥30%计算，每年可节约开支30—50元/亩；另一方面可以增加产量和品质，从而增加收入，以增收10%计算，每年可增收120—800元/亩，这还没有考虑到节工和保障丰产等隐性的价值。可见，果树安装滴灌是十分划算的，我们不能因为滴灌一次性的投资大，不考虑综合成本与效益而主观认为不经济。

26.每年需要多少电费？

答：由于微灌系统对压力的要求较低，能够最大限度的节约能源。以面积100亩的柑橘园滴灌系统为例，每年用电量约1200度，以现行电价计算，费用为732元，每亩能源投入只需7.32元。滴灌是最节能的灌溉及施肥方式。

水肥一体化推广也有很多年了，但效果一直不尽如人意。近年来，随着农业的持续升温，各种资金的流入，家庭农场，中、大型农场的不断增加，这项技术也越来越受到重视。

水肥一体化技术以喷灌、滴灌技术为基础，将灌溉和施肥融为一体，根据土壤墒情、作物需肥规律和特点，将适当比例的肥料和灌溉水兑在一起，将肥水均匀、定时、定量地喷洒在作物生长区域。

这样做的好处：

一是吸收快，肥效好、养分利用率高。传统施肥就好比吃钙片补钙，而肥水一体化则是喝液体钙，高下立判；

二是在一定程度上避免了肥料的挥发损失；

三是减少了肥料在地里的残留，缓解了水体污染；

四是节约了人力物力，尤其是肥料和灌溉水的使用量，降低了生产成本。大面积的喷灌、滴灌技术运用能缩减人力成本，而且据华南农业大学张承林教授研究，灌溉施肥体系比常规施肥节省肥料50%~70%；

五是对减少病虫害有一定帮助。水肥一体化技术有助于调节田间湿度，减轻病虫害的发生。对土传病害（茄科植物疫病、枯萎病等等，会随流水传播）也有很好地控制作用。

办法看似简单，预期收效却很诱人，管理得好的能增产30%-80%，但水肥一体化是项综合性的技术，涉及到农田灌溉、作物栽培等多方面，想要运用好还真不容易。

一、底肥到底该不该施用

在我国，大部分采用了水肥一体化技术的地方都还是要施用底肥的。但在国外，已经开始尝试不施用底肥了，效果也还不错。

那么这个底肥究竟该不该施用？

其实这个跟肥料的情况挂钩。

从肥料的作用来说：底肥考虑的作物整个生长周期的营养需求，选择的都是迟效性的肥料，跟水肥一体化技术的迅速补肥存在本质上的差异。

从技术上来说：由于采用喷灌、滴灌，为了避免喷头堵塞，首先对水的质量就有要求，溶在水里的肥料也就必须得是易溶于水的品种（尿素、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾、硫酸镁、磷酸二铵、硝酸钙等等），一般不用颗粒状复合肥，腐殖酸液肥都要过滤后才能使用，而底肥一般来说恰恰是有机肥、复合肥。

所以，底肥还是要施用的，老外不用底肥并不是他们的肥料更高端，而是他们每1-2天就补充一次肥料和水分。

二、都在说“少量多餐”，这个量到底是多少

水肥一体化都在说“少量多餐”，但这个量到底该怎么控制还真是件麻烦事儿，一般来说，水肥的浓度一般为灌溉流量的0.1%（即1方水兑1升肥液）。水肥用多了也是会导致土壤盐碱化、板结、墒情变差等情况的。

首先要根据作物生长周期来，因为这种速效的水肥很适合作为追肥，各种作物都有它生长特别旺盛的时候，也就是所谓的“水肥临界期”，这个时候我们一般都会进行追肥，现在只是用水肥来代替而已，以前追肥用多少，现在还用多少，只是分成几次施用即可。

个人认为老外的1-2天就补充水肥的做法不太好，仅适合观花观叶植物的苗圃使用，因为这样做的话，植物生长条件太优越，不会有繁殖后代的想法，光长枝干和叶子了，要想丰产，还是要让植物遭遇点“困境”，有种自己需要尽快繁衍后代，开花结果的紧迫感才行。

其次要根据土壤的墒情来定量，但是土壤墒情检测的仪器太贵，很多时候还是凭经验。

再者就是看到作物出现缺肥的迹象的时候，一定要少量多餐。都能用眼睛看出缺肥迹象了，说明已经挺严重的了，虚弱时进补一定要注意及时，少量，补肥的用量要循序渐进地增加。

水肥一体化技术还可以配合膜下滴灌技术使用，效果更好，但这是后话。

水肥一体化技术说到底，最大的作用是节本增效，只是一种辅助手段。现在各种新技术层出不穷，种庄稼还是要以作物为本，只有熟悉了作物的生长周期和喜好，明白土壤、天气等环境因素与作物的关系，才能更好的运用这些技术，栽培出更好的庄稼。

眼下正是果树追肥的农忙季，阿克苏市依干其乡四大队二小队的果农王四良却一点都不着急。原来，他家果园采用了施肥枪追肥和新型大量元素水溶肥料。王四良介绍说，这种简易水肥一体化施肥方式，是地区农业技术推广中心土肥站示范推广的，仅投入几十元购买一个施肥枪，就让他在第一次追肥时节省不少人工费和肥料，而且苹果的长势也比往年好，现在该第二次追肥了，他依然使用施肥枪追肥，周边好多邻居也开始效仿使用追肥枪给自家果树追肥。

水肥一体化是现代果业生产发展土肥水管理的一项新技术。简易肥水一体化施肥就是利用果园喷药的机械装置，在原有打药设备（配药罐、药泵、三轮车、管子等）的基础上，再一次性投资几十元购买追肥枪，将原喷枪换成追肥枪，追肥时仍由三轮车提供动力，将要施入的肥料溶解于水中，用药泵加压后，用追肥枪追入果树根系集中分布层的一种施肥方法。

施肥方式：施肥时，将从打药机出来的皮管接在枪把后面的螺栓上，水溶性多元复合肥放在打药池子或大桶里，按稀释倍数加入定量的水搅拌，全部溶解后待用。施肥区域在果树树冠垂直投影外延附近的区域，将枪头插入土中，施肥深度大约在25-30公分，手握开关，肥液即打入土中，一松手即关闭开关，拔出枪头再进行下一次动作，根据果树大小，每棵树打4-16个追肥孔，每个孔施肥10-15秒，注入肥液1-1.5公斤，两个注肥孔之间的距离不小于50厘米，根据栽植密度，每棵树追施肥水5-30公斤。

肥料的选择：肥料选用完全溶于水的多元复合肥料，液体的、固体的都可。在果树开花期至坐果期选择氮肥含量高的水溶肥；膨果期要选磷钾含量高的高磷钾水溶肥，并适量配入硼钙等微量元素。肥料稀释倍数根据肥料使用说明进行配备。

优点：

一是省时省力。变挖坑挑沟、施肥掩埋为施肥枪直插入注射，一个劳力即可操作，每次动作只需十几秒，而且作业师傅无需弯腰，可以减轻农民劳动强度，亩节约用工费用80–100元。

二是保护作物根系的完整性和健全性。肥料溶解后通过枪头注入土壤，避免因开沟挖坑施肥损伤根系的生长和对根际环境的破坏，且降低或避免病菌交叉感染和传染。

三是施肥配方易于调整。可根据果树的长势状况，及时调整施肥配方。

四是提高肥料利用率。根据果树根系的深浅，调节肥料注入土壤深度，使肥料直达作物根部，吸收快，浪费少，实践证明肥料的利用率可提高30%以上。

五是增产效果明显。使用施肥枪可以等量、等深、等距离施肥，水溶肥集中而且位置恰当，果树长势均匀，增产效果非常明显，据试验研究增产幅度可达15%以上。

如今，在国内农业的每个环节都可以控制，对于种子、化肥、农药、收获，每个环节都有很好的技术作支撑，唯独天气没办法控制。人们希望从看天吃饭，到知天而作，知道天气变化，然后制订针对性措施，将天气对农业造成的危害降到最低。通过卫星影像、气象数据可以对农业生产进行数据化的决策支持。此类技术在美国应用较广，在中国则面临着从小农到规模化，再到数据化的过程，加上国内农田比较破碎，对农田级别的农业卫星遥感、卫星数据的处理，还有很多挑战。

农业大数据的需求几多？我们采访了国内少有的遥感卫星大数据公司——北京佳格天地科技有限公司(以下简称“佳格”)的产品副总裁顾竹。

顾竹告诉基因农业网，佳格的合作伙伴主要是企业农场，尤其是千亩规模以上的企业。原因有几点，第一，传统的农户通常依靠经验，而对于农业企业来说，他们对数据的渴求度非常强烈。第二，企业的管理者知道自己需要什么，尤其是在管理一个规模较大的农业公司时，减少成本、提高收益、逐渐走向信息化管理是他们迫切需要的。

目前佳格的业务范围涉及新疆、东北、内蒙、华东和华南地区。主要涉及的粮食作物包含玉米、水稻、小麦、马铃薯、果类，其中水稻、马铃薯比较多。客户也比较关心马铃薯的病害、降雨量、温度，以及水稻、玉米的病害、积温。

顾竹说，市场推广是一件很难的事情，但就目前市场而言，对农业大数据的需求很大，而且是刚需。管理上千亩的农田，就必须实现数据化，信息化。

比如说，有的客户流转过来的地很多，但是具体地在哪里、地块有多大都是问题。如果要具体测量，人力物力花费太大，卫星数据就可以解决这个问题。那么，如果这些信息能够在手机终端可视化展现，将对管理大有裨益。此外，地块的属性、历史种植情况、历史产量、土地等级都可以通过大数据来展示。

佳格的耘境农业管理系统还提供未来几天的温度、湿度、降雨情况，每天都会更新两次。当然，对于这些信息，根据客户的需求和不同作物的特点展示点不同、模式不同、侧重点不同。

除了气象信息，管理者也很关心出苗、作物的生长情况。通过卫星影像、无人机监测技术采集当前农田作物的生长情况，经过数据处理技术让这些信息可视化，可以直接用电脑查看作物的出苗率、长势（生长健康状况，有没有病虫害）等信息，并以此推荐什么时候收获最佳。这个更接近于美国现代的农业生产方式——数字农业，这也是国内农业的发展趋势，对于国内比较成熟的生产集团，有资金、有人力、有物力、有技术，他们是可以做到农业数据化和信息化的。

数字农业的产品价格囊括两部分，一，平台系统初装费，提供和录入数据，包括田块数据、历史数据、气象数据。二，根据功能模块收费，包括灾害天气预警、历史产量、产量预估、农业综合管理等。

上图为无人机的自主航线规划和导航，结合飞机状态根据任务目标、危险区域、复杂地形、油耗等多种因素利用的GIS强大的空间分析功能进行综合分析规划出最佳路径。

该系统主要用于喷洒农药，可根据地表情况喷洒，因为地表凹凸不平。为了防止有些低的地方喷洒不到，最终要以距离地面相对一致的高度进行喷洒。

据有关数据显示，我国农业用水量大约占总用水量的70%，然而，全部耕地中只有40%能够确保灌溉，而每年因缺水造成的农业损失更是高达1500亿元。那么，发展以“提高用水有效性”为原则的节水农业就显得尤为重要了。节水灌溉在这一环节中自然是重中之重。

节水农业是什么？为何要大力发展“节水农业”？不同节水灌溉方式的特点和效益有何不同，看看节水灌溉技术的先进性，你就知道了。

渠道防渗技术

渠道防渗技术是指通过土壤本身的透水性以及通过在渠道外侧修建起保护层防止渗水等多种措施，提高渠道的防渗力度。

应用范围

我国农田灌溉应用较普遍。据了解，传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4—0.5，差的仅0.3左右，也就是说，大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。采用渠道防渗技术后，一般可使渠系水利用系数提高到0.6—0.85，比原来的土渠提高50%—70%。

优点

除了渠系水利用率较高，渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前我国节水灌溉的主要措施之一。

管道输水

管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉，以减少水在明渠输送过程中的渗漏和蒸发损失。

应用范围

发达国家的灌溉输水以及目前我国北方井灌区的管道输水。

据了解，管道输水，水的利用系数可提高到0.95；节电20%—30%；省地2%—3%；增产幅度10%。目前，如采用低压塑料管道输水，不计水源工程建设投资，亩投资为100元—150元。但是，管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失，而要真正做到高效用水，还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方，对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求，以避免造成浪费。

优点

输水迅速、节水、省地、增产。

喷灌

喷灌是利用管道将有压喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。

应用范围

很多发达国家已广泛采用。

中心支轴式喷灌机根据作物对水分需求以及土壤墒情实现随时变量灌溉，一台中心支轴式喷灌机可以控制400亩地。但是使用中心支轴式喷灌机要求地块平整、呈正方形，且田间无障碍物，对地块要求较高，而地埋式伸缩喷灌设备的出现正好弥补了这一缺陷。地埋式伸缩喷灌设备的特点是灌溉前喷头埋于耕作层以下，不影响农机耕作；灌溉时喷头能够自动顶出地面并进行喷水，灌溉结束后又能回缩至耕作层以下。

优点

(1)节水效果显著，水的利用率可达80%。一般情况下，喷灌与地面灌溉相比，1m3水可以当2m3水用。

(2)灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环境。

(3)大大减少了田间渠系建设及管理维护和平整土地等的工作量。

(4)减少了农民用于灌水的费用和投劳，增加了农民收入。

(5)有利于加快实现农业机械化、产业化、现代化。

(6)避免由于过量灌溉造成的土壤次生盐碱化。

微喷

微喷是新发展起来的一种微型喷灌形式。这是利用塑料管道输水，通过微喷头喷洒进行局部灌溉的。

应用范围

果树、经济作物、花卉、草坪、温室大棚等灌溉。

优点

比一般喷灌更省水，可增产30%以上，能改善田间小气候，可结合施用化肥，提高肥效。国产设备亩投资一般在500元-800元。

滴灌

滴灌是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。

应用范围

可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。

优点

是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，其水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。滴灌技术从根本上改变了传统耕耘观念，由计算机操纵的滴灌技术，能根据土壤的吸水能力、作物种类、作物生长阶段和气候条件等，可以定时定量定位地把混合了肥料农药的水滴渗到植株的根部，可以让水肥均衡地渗滴到每棵作物上，以最少量的水培育出最多最好的果蔬植物。

膜下滴灌

用地膜覆盖田间的垄沟底部，引入的灌溉水从地膜上面流过，并通过膜上小孔渗入作物根部附近的土壤中进行灌溉，这种方法称作覆膜灌。

应用范围

新疆、内蒙古、东北各地。

优点

采用膜上灌，深层渗漏和蒸发损失少，节水显著，在地膜栽培的基础上不需再增加材料费用，并能起到对土壤增温和保墒作用。在干旱地区可将滴灌管放在膜下，或利用毛管通过膜上小孔进行灌溉，这称作膜下灌。这种灌溉方式既具有滴灌的优点，又具有地膜覆盖的优点，节水增产效果更好

节省水资源目前是全世界的任务。如今水源的匮乏，多地水量的短缺都带来了生命的威胁。我们都知道，水对生物有着重要的作用，人体的构成也大部分都是水。那么依照现今的情况，节省用水量也是刻不容缓的事情。

在农业方面的用水量是相较大的，农田面积的广阔、天气、农田情况的不可预估，都是水源用量大的问题。而智能灌溉系统也就是节水灌溉系统可以在一定程度上缓解这一问题。

智能灌溉系统是可以将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。该系统借助压力或是地形自然落差，将可溶性固体或液体肥料，按土壤的养分含量和作物不同种类的不同施肥规律和特点，通过管道、喷枪或喷头来形成喷灌，均匀、定量、定时的喷洒在农物生长区域。实时监测作物生长、土壤湿度及养分含量信息情况。

节水灌溉系统是全自动化一体系统，具备运行状态实时监控功能，通过水位和视频监控能实时监测滴灌系统水源状况，及时发布缺水预警，还能及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理的情况进行报警。还可以对水量计量管理，对耗电、灌水量维护等进行统计和成本的核算。

节水灌溉系统通过科学的运行，节省了一定的用水量，还降低了劳动力成本，有效的提高了用水利用率。

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力灌溉系统，将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水一起，均匀、准确地输送到作物根部土壤。采用灌溉施肥技术，可按照作物生长需求，进行全生育期需求设计，把水分和养分定量、定时，按比例直接提供给作物。压力灌溉有喷灌和微灌等形式，目前常用形式是微灌与施肥的结合，且以滴灌、微喷与施肥的结合居多。

微灌施肥系统由水源、首部枢纽、输配水管道、灌水器四部分组成。水源有：河流、水库、机井、池塘等；首部枢纽包括电机、水泵、过滤器、施肥器、控制和量测设备、保护装置；输配水管道包括主、干、支、毛管道及管道控制阀门；灌水器包括滴头或喷头、滴灌带。

一、适宜范围

该项技术适宜于有井、水库、蓄水池等固定水源，且水质好、符合微灌要求，并已建设或有条件建设微灌设施的区域推广应用。主要适用于设施农业栽培、果园栽培和棉花等大田经济作物栽培，以及经济效益较好的其他作物。

二、技术要点

1、微灌施肥系统的选择

根据水源、地形、种植面积、作物种类，选择不同的微灌施肥系统。保护地栽培、露地瓜菜种植、大田经济作物栽培一般选择滴灌施肥系统，施肥装置保护地一般选择文丘里施肥器、压差式施肥罐或注肥泵。果园一般选择微喷施肥系统，施肥装置一般选择注肥泵，有条件的地方可以选择自动灌溉施肥系统。

2、制定微灌施肥方案

微灌制度的确定

根据种植作物的需水量和作物生育期的降水量确定灌水定额。露地微灌施肥的灌溉定额应比大水漫灌减少50%，保护地滴灌施肥的灌水定额应比大棚畦灌减少30%-40%。灌溉定额确定后，依据作物的需水规律、降水情况及土壤墒情确定灌水时期、次数和每次的灌水量。

施肥制度的确定

微灌施肥技术和传统施肥技术存在显著的差别。合理的微灌施肥制度，应首先根据种植作物的需肥规律、地块的肥力水平及目标产量确定总施肥量、氮磷钾比例及底、追肥的比例。作底肥的肥料在整地前施入，追肥则按照不同作物生长期的需肥特性，确定其次数和数量。实施微灌施肥技术可使肥料利用率提高40%-50%，故微灌施肥的用肥量为常规施肥的50%-60%。

仍以设施栽培番茄为例，目标产量为10000公斤/亩，每生产1000公斤番茄吸收n：3.18公斤、p2o5：0.74公斤、k2o：4.83公斤，养分总需求量是n：31.8公斤、p2o5：7.4公斤、k2o：48.3公斤；设施栽培条件下当季氮肥利用率57%-65%，磷肥为35%-42%，钾肥为70%-80%；实现上述产量应亩施n：53.12公斤、p2o5：18.5公斤，k2o：60.38公斤，合计132公斤（未计算土壤养分含量）。再以番茄营养特点为依据，拟定番茄各生育期施肥方案。

肥料的选择

微灌施肥系统施用底肥与传统施肥相同，可包括多种有机肥和多种化肥。但微灌追肥的肥料品种必须是可溶性肥料。符合国家标准或行业标准的尿素、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾、氯化钾等肥料，纯度较高，杂质较少，溶于水后不会产生沉淀，均可用作追肥。补充磷素一般采用磷酸二氢钾等可溶性肥料作追肥。追肥补充微量元素肥料，一般不能与磷素追肥同时使用，以免形成不溶性磷酸盐沉淀，堵塞滴头或喷头。

3、配套技术

实施水肥一体化技术要配套应用作物良种、病虫害防治和田间管理技术，还可因作物制宜，采用地膜覆盖技术，形成膜下滴灌等形式，充分发挥节水节肥优势，达到提高作物产量、改善作物品质，增加效益的目的。

三、实施效果

1、节水

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。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，滴灌施肥与畦灌相比，每亩大棚一季节水80-120立方米，节水率为30%-40%。

2、节肥

水肥一体化技术实现了平衡施肥和集中施肥，减少了肥料挥发和流失，以及养分过剩造成的损失，具有施肥简便、供肥及时、作物易于吸收、提高肥料利用率等优点。在作物产量相近或相同的情况下，水肥一体化与传统技术施肥相比节省化肥40%-50%。

3、改善微生态环境

保护地栽培采用水肥一体化技术，一是明显降低了棚内空气湿度。滴灌施肥与常规畦灌施肥相比，空气湿度可降低8.5-15个百分点。二是保持棚内温度。滴灌施肥比常规畦灌施肥减少了通风降湿而降低棚内温度的次数，棚内温度一般高2-4℃，有利于作物生长。三是增强微生物活性。滴灌施肥与常规畦灌施肥技术相比地温可提高2.7℃，有利于增强土壤微生物活性，促进作物对养分的吸收。四是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。五是减少土壤养分淋失，减少地下水的污染。

4、减轻病虫害发生

空气湿度的降低，在很大程度上抑制了作物病害的发生，减少了农药的投入和防治病害的劳力投入，微灌施肥每亩农药用量减少15%-30%，节省劳力15-20个。

5、增加产量，改善品质

水肥一体化技术可促进作物产量提高和产品质量的改善，果园一般增产15%-24%，设施栽培增产17%-28%。以原平市设施栽培黄瓜为例，滴灌施肥比常规畦灌施肥减少畸形瓜21%，正常瓜亩增加850公斤；亩增产黄瓜280公斤，亩增加产值共1356元。

6、提高经济效益

水肥一体化技术经济效益包括增产、改善品质获得效益和节省投入的效益。果园一般亩节省投入300-400元，增产增收300-600元；设施栽培一般亩节省投入400-700元，其中，节水电85-130元，节肥130-250元，节农药80-100元，节省劳力150-200元，增产增收1000-2400元。
（ 来源：节水灌溉专家 ）