金秋十月，北京房山区石楼镇襄驸马庄村弘科农场的大棚里瓜果飘香。自2018年开始，这里就应用了由北京市农业技术推广站引进和自主研发的两款水肥一体化智能控制设备，实现了智能、精准灌溉施肥，不仅提高了作物产量和品质，而且实现了节水、节肥、省工。据了解，智能化是水肥一体化技术的“3.0”版本，是目前该领域的技术水准。如今，全市超过半数的规模化农业园区实现了智能化、精准化水肥灌溉，北京已迈入水肥一体化技术的“3.0”时代。
据北京市农业技术推广站节水农业科农艺师孟范玉介绍，从2000年开始到现在，北京水肥一体化技术大致经历了三个发展阶段：阶段是2000—2008年左右，将肥料溶化随水施用，实现了水肥一体化，但缺乏精准的灌溉施肥制度、灌溉系统、施肥设备和专用水溶肥料等；第二阶段是2009—2014年左右，灌溉施肥产品有了较大改进，如可调比例文丘里施肥器、全水溶滴灌专用肥等，开展了固定茬口设施蔬菜的灌溉施肥制度研究，但以人工操作和决策为主，缺乏智能的灌溉决策系统；第三阶段是2015年至今，智能水肥一体化方案，水肥一体化技术朝着智能化、精准化方向发展。该站目前已在昌平、顺义、房山等区陆续推广使用智能水肥一体化技术，累计推广应用近10万亩次。该技术主要应用于西甜瓜、草莓和番茄等高经济价值作物，节水、节肥效果明显，果实品质更好，推动了本市节水型农业和智慧型农业的发展。目前，北京在这方面处于国内水平。
水肥一体化技术中常用到的施肥设备主要有：压差施肥罐、文丘里施肥器、泵吸肥法、泵注肥法、自压重力施肥法、施肥机等。
一、压差施肥罐
1.基本原理
压差式施肥罐，由两根细管（旁通管）与主管道相接，在主管道上两条细管接点之间设置一个节制阀（球阀或闸阀）以产生一个较小的压力差（1～2米水压），使一部分水流流入施肥罐，进水管直达罐底，水溶解罐中肥料后，肥料溶液由另一根细管进入主管道，将肥料带以作物根区（图1-1～图1-3）。图1-1 压差施肥罐示意图图1-2 立式金属施肥罐图1-3 立式塑料施肥罐肥料罐是用抗腐蚀的陶瓷衬底或镀锌铸铁、不锈钢或纤维玻璃做成，以确保经得住系统的工作压力和抗肥料腐蚀。在低压滴灌系统中，由于压力低（约10米水压），水肥一体化价格，也可用塑料罐，固体可溶肥料在肥料罐里逐渐溶解，液体肥料则与水快速混合。随灌溉进行，肥料不断被带走，肥料溶液不断被稀释，养分越来越低，后肥料罐里的固体肥料都流走了（图1-4）。该系统较简单、便宜，不需要用外部动力就可以达到较高的稀释倍数。然而，该系统也存在一些缺陷，如无法控制灌溉水中的肥料注入速率和养分浓度，每次灌溉之前都得重新将肥料装入施肥罐内。节流阀增加了压力的损失，资阳水肥一体化，而且该系统不能用于自动化操作。肥料罐常做成10～300升的规格。一般温室果树大棚小面积地块用体积小的施肥罐，露地果树轮灌区面积较大的地块用体积大的施肥罐。
面对肥料市场的问题，水肥一体化可以做什么呢？
春季一次性施肥是北方大田经济和粮食作物的传统施肥方式，水肥一体化与传统施肥的区别是由一次性施肥与多次按需施肥，该技术可以将传统的一次性肥料需求变成多次需求，延长肥料的供应时间，降低疫情下农村肥料供应压力。
**研发专项项目"养分原位监测与水肥一体化施肥技术及其装备"的多家单位（中国农业大学、新疆农垦科学院、新疆农业科学院、石河子大学、新疆天业、吉林农业大学、内蒙古农牧科学院等单位）研发出滴灌春玉米、马铃薯、棉花、甜菜等作物水肥一体化技术模式及相关设备。其中东北春玉米全生育施肥料50kg/亩，多数为一次性施肥，水肥一体化模式下，将基施肥降低到10-15kg/亩；内蒙古马铃薯全生育施肥55kg/亩，水肥一体化下仅需要基肥12-13kg/亩；新疆滴灌棉花全生育期需肥40-50kg/亩，现有技术仅需要出苗水1-2公斤磷肥或者改良剂；甜菜全生育期需肥40-50kg/亩，现有技术仅需要种肥8kg/亩。
因此，水肥一体化技术如果合理施用，可以将春耕时的基肥需求量降低到原来用量的三分之一以下（简单讲原来全村需要10吨肥料，农业水肥一体化，现在先备够三吨就可以先播种了），这样有效缓解春播前肥料企业的生产压力，肥料运输压力和农户的备肥压力；通过后期水肥一体化技术模式，实现水肥同步，让农民抗击疫情同时作物不减产
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