滴灌水肥一体化技术研究进展

滴灌水肥一体化技术研究进展作者：许文其宋时雨杨昊霖余杨来源：《现代农业科技》2018年第03期摘要本文介绍了滴灌水肥一体化技术的概念、发展情况、优点及局限性，综述了目前滴灌水肥一体化技术的应用效果，并对该技术的应用前景进行展望。

关键词滴灌水肥一体化；研究现状；优点；应用效果中图分类号 S147.2；S275 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）03-0196-02Abstract This paper introduced the concept，development，advantages and limitations of drip fertigation technology，also summarized the application effect and prospected the future of drip fertigation technology.Key words drip fertigation technology；research status；advantage；application effect滴灌水肥一体化技术是根据农作物的需肥特点，借助压力系统或者自然压差将液体肥或者可溶性固体肥通过可控管道系统进行养分输送，通常采用定时、定量、均匀的滴灌方式将肥液与灌溉水混合物浸润到作物根系生长发育区域，营造良好的生长环境，提升肥料的利用率。

1 滴灌水肥一体化技术研究现状1.1 国外研究现状20世纪60年代，滴灌技术起源于以色列，并于60世纪末正式开始应用。

20世纪70年代，滴灌技术在美洲、澳洲以及非洲等地广泛推广，以美国、墨西哥、澳大利亚、新西兰以及南非等国家发展较为迅速。

目前，滴灌技术已经广泛应用于以色列农业的各个领域当中，包括温室、大田、果园以及园林绿化等，滴灌面积占农业总面积的67.9%，居世界首位。

从全世界角度来看，滴灌技术更适用于水资源匮乏的地区或者经济发达国家。

1.2 国内研究现状滴灌水肥一体化技术于1974年引入中国，1980年我国第一代自主研发的滴灌设备正式投产，正式拉开了滴灌技术在我国应用与推广的序幕[1]。

1981年之后，我国不断引进国外先进的生产技术，不断扩大滴灌设备的生产规模，为滴灌技术的大范围推广提供了源源不断的动力，截至1985年，我国滴灌面积迅速扩大到1.5万hm2。

20世纪90年代中期，国内日益重视滴灌水肥一体化技术的理论研究与应用推广，技术培训与研讨会如雨后春笋般开展起来；2000年，水肥一体化技术的指导工作得到进一步发展，在农业部积极推动下，我国连续5年举办水肥一体化技术培训班，通过与国际交流合作，进一步加快了国内滴灌技术的蓬勃发展，微灌施肥面积也不断增加。

总体而言，经过多年的发展，目前我国水肥一体化技术水平已提高到中级阶段，在诸多技术领域已达到或接近国际领先水平，如大型温室装备及部分微观设备的自动化控制方面已处于国际领先水平；在微灌工程设计、技术规范等方面也接近国际领先水平。

但我国在水肥一体化技术的诸多方面还有待提高，如部分微灌产品的质量与国外领先水平差距较大、微灌面积占比较低、水肥一体化技术系统的管理方面尚存在不足及滴灌技术培训的投入与支持力度不足等。

因此，推动滴灌水肥一体化技术的长足发展仍需要多方面的共同努力。

2 滴灌水肥一体化技术的优点及局限性2.1 优点2.1.1 节约水资源。

大水漫灌和畦灌通常是传统灌溉所采用的方法，其缺点在于水在运输途中浪费较多，水资源利用率低，而滴灌水肥一体化技术将水肥相融合，通过管道输送能够有效防止水肥径流，并且渗漏量和蒸发量均较小，能够大幅提高水肥利用率，根据统计数据显示，采用滴灌技术可以实现节水30%～40%[2]。

2.1.2 提高肥料利用率。

与先将肥料撒在作物根区，然后浇水的传统施肥方式相比，滴灌施肥可将水肥精准输送到根系生长部位，有效提高水肥的吸收效率，减少水肥浪费，进而降低肥料的成本。

2.1.3 节省劳动力。

滴灌水肥一体化技术是借助压力系统进行灌水施肥，灌水与施肥同时进行，肥液跟随灌溉水直接作用到作物根区，可以节省人工开沟及施肥时间。

近年来，劳动力价格越来越高，滴灌水肥一体化技术省工省力的优势越来越明显。

2.1.4 减少病虫害发生。

设施蔬菜棚内采用水肥一体化技术可使其湿度降低8.5%～15.0%，从而在一定程度上抑制病虫害的发生。

此外，由于棚内减少通风降湿的次数而使温度提高2～4 ℃，使作物生长更为健壮，增强其抵抗病虫害的能力，从而减少农药用量[3]。

2.1.5 适应能力强。

由于滴灌排水量较小，且输水管道长度较长，加之具有较为成熟的压力补偿装置，因此，对压力变化灵敏度较低。

通常情况下，坡度2.2 局限性2.2.1 滴头易堵塞。

由于滴灌装置中滴头流道直径通常2.2.2 影响植物的根系分布。

根系的分布与滴头位置有很大关系。

对于长期进行滴灌的作物而言，位于滴头所在湿润区附近的根系生长较为发达，而非湿润区则表现为根系生长受到抑制，因此，如果滴头位置出现偏差则容易引起根系生长畸形，出现根系生长较浅等情况，在发生大风天气时容易出现被刮歪、拔根现象。

2.2.3 高产高效研究机理少。

由于我国种植区域广阔，且不同地区气候条件各异，加之水肥一体化技术发展步伐不一致，对水肥一体化技术机理研究相对不足，更多的研究集中于水肥一体化技术对作物产量、水分及肥料的利用指标的影响，而在如何利用滴灌技术实现农作物的高产稳产方面研究相对较少。

2.2.4 技术配套设备研究较少。

滴灌水肥一体化技术的推广需要配套设备、水溶肥料以及滴灌施肥制度相结合，而我国在高新技术的滴灌设备以及自动化管理手段方面较为欠缺，与国际先进水平仍有很大差距。

2.2.5 前期一次性投资大。

水源和电源是应用滴灌水肥一体化技术的基础，一般情况下，修建水池、机房、肥料池或储肥罐的费用为2万～4万元，管道费用为6 000～22 500元/hm2，滴灌配套设施（如过滤器、压力表，以及电泵等）费用在数千至数万元不等，由此看来，前期一次性投资较大，对于个体农户来说，投入成本较高，不利于滴灌水肥一体化技术的推广。

2.2.6 盐分积累。

因滴灌排水量较小，待水分快速蒸发后，部分矿物质无法到达根部区域而在地表形成盐分积累，地表盐分浓度越来越大，对土壤理化性质以及农作物发芽生长带来不利影响。

3 应用效果3.1 节水、节肥、增产、增收贺浩浩[8]在研究猕猴桃水肥一体化技术中得出，与习惯施肥灌水处理相比较，使用滴灌水肥一体化技术处理平均单果重增加了30.3%，可溶性糖含量提高了2.02%，可滴定酸含量增加了1.14%，Ca含量（干重）增加了7.7 g/kg。

路永莉[9]在研究苹果水肥一体化技术中得出，采用滴灌水肥一体化技术后苹果产量增加了14.1%，同时其肥料偏生产力也增加了14.3%，肥料用量减少50%。

景炜明等[10]将滴灌技术应用于蔬菜种植，进而得出应用滴灌水肥一体化技术比大水漫灌可节约用水50%，肥料施用量比传统施肥节省50%左右。

章伟[11]将水肥一体化技术应用于苹果与葡萄的栽培并得出以下结论，苹果种植当中肥料成本下降30%，净产值为30.5万元/hm2，提升了14%；葡萄采用滴灌水肥一体化技术，肥料成本下降17.4%，净产值为5～7万元/hm2，提升了39.5%～75.8%。

杜文波[12]在研究日光温室番茄水肥一体化技术中得出，相比于常规漫灌方式，通过灌水肥一体化技术可实现增产11.83%～14.41%。

姚素梅等[13]在研究春茬栽培大顶苦瓜水肥一体化技术得出，利用滴灌技术可增产21%左右。

杨学忠等[14]在冀东平原设施辣椒水肥一体化技术中得出，应用滴灌水肥一体化技术可实现节肥率40.3%，节水率60.0%，增产率可达7.2%。

3.2 减少农药使用量刘作新等[15]在研究水肥一体化技术中得出，与沟灌相比，滴灌水肥一体化技术能有效降低空气湿度约14%，从而减少病害发生，降低农药使用量。

钟政忠等[16]将水肥一体化技术用于番茄种植当中，可减少农药使用量约1/3。

3.3 节省劳动力杨晓宏等[4]在研究菠萝水肥一体化技术中得出，由于菠萝叶缘长有大量倒刺，给农务操作带来较大困难，在水肥施用等方面需要消耗大量的劳动力，生产成本较高。

通常情况下，人均施肥面积为0.27 hm2/天，人工费用约为1 350元/hm2，而采用滴灌水肥一体化技术之后，人均灌溉施肥3.33 hm2/天，大幅提高施肥效率，试验示范追肥用工成本仅为 900 元/hm2，工作效率提高了 10 倍。

4 发展前景滴灌水肥一体化技术具有节水、结肥、节能、省工、环保等诸多优点，使用滴灌水肥一体化技术可以缓解我国水资源短缺现状，实现现代农业可持续发展。

我国滴灌一体化技术虽发展迅速，但起步晚，与欧美发达国家差距仍较大，因此，滴灌水肥一体化技术在我国具有巨大发展潜力和广阔的应用前景。

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